Karya Tulis "Biogas Terbaru"

PEMANFAATAN LIMBAH TERNAK

DENGAN PENINGKATAN SEKTOR PETERNAKAN

SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF JANGKA PANJANG

BIOGAS RAMAH LINGKUNGAN

KARYA TULIS

Oleh :

VENAN DAKTIR JUSIN

OVIANUS MAGE

EPENUS GOMBO

FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN

UNIVERSITAS WIJAYA KUSUMA

SURABAYA

2011

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas karuniaNya yang telah dilimpahkan sehingga penulisan karya tulis ini dapat terselesaikan dengan judul Pemanfaatan Limbah Ternak Dengan Peningkatan Sektor Peternakan Sebagai Sumber Energi Alternatif Jangka Panjang Biogas Ramah Lingkungan.

Karya tulis ini disusun dalam rangka membangun pemuda peduli bangsa IPB 2011.

Selanjutnya karya tulis ini diharapakan memberikan manfaat bagi pemuda Indonesia, pembaca dan semua pihak. Penulis menyadari bahwa penulisan karya tulis ini jauh dari sempurna. Untuk itu penulis mengharapakan saran dan kritik dari pembaca. Akhir kata semoga amal baik semua pihak mendapatkan balasan dari Tuhan yang Maha Esa.

Surabaya, 13 Oktober 2011

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

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

DAFTAR ISI ........ ........................................................................................................................... iii

DAFTAR TABEL...................... .........................................................................................................iv

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... ................v

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

1.2 Rumusan Masalah

1.3 Tujuan

1.4 Manfaat

II. KAJIAN TEORI

2.1 Limbah Ternak

2.2 Peningkatan Sektor Peternakan

2.3 Sejarah Biogas

2.4 Komposisi Biogas

2.5 Reaktor Bogas

2.6 Konservasi Biogas

2.7 Pembuatan Bioagas

2.8 Biogas Sebagai Sumber Energi AlternatiF

2.9 Pelestarian Alam Dengan Bioga

III. PEMBAHASAN

3.1 Pembahasan

IV. PENUTUP

4. 1 Kesimpulan

4.2 Saran

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Unit Pengolahan Kotoran Sapi Menjadi Biogas

DAFTAR TABEL

2.1 Kandungan unsur hara pada pupuk kandang yang berasal dari

Beberapa ternak

2.2 Komposisi biogas (%) kotoran sapi dan campuran kotoran ternak

dengan sisa pertanian

2.3 Komposisi gas yang terdapat dalam biogas

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Energi merupakan persoalan penting yang terus dibahas di dunia untuk jangka panjang. Kelangkaan bahan bakar minyak sebagai sumber energi, disebabkan makin meningkatnya perkembangan populasi manusia yang memperkecil ruang sumber energi, kemajuan teknologi yang pesat, dan pertumbuhan industri yang menyerap banyak energi sehingga harga sumber energi dunia meningkat. Hal ini mendorong pemerintah untuk mengajak masyarakat mengatasi masalah energi bersama, namun realisasinya belum optimal. Di Negara kita sumber energi mempunyai dua fungsi pendorong pembangun, juga sebagai sumber devisa pendongkrak pertumbuhan ekonomi nasioanal. Salah satu alternatif upaya pengembangan sumber energi yang ramah lingkungan dan dapat diperbaharui merupakan solusi permasalahan energi tersebut. Semakin tingginya harga bahan bakar, terutama minyak tanah dan gas yang merupakan bahan dasar rumah tangga, semakin menyulitkan masyarakat, khususunya masyarakat menengah ke bawah. Sementara kebutuhan harian tidak dapat ditunda (Badrussalam, 2008).

Limbah peternakan merupakan produk dari usaha peternakan yang keberadaannya kadang tidak dikehendaki sehingga di buang dan ada dijadikan pupuk tanaman. Usaha budidaya ternak (sapi, kerbau, babi, kambing dan ayam ) menghasikan limbah berupa kotoran ternak (feses , urine), sisa makanan ternak seperti potongan rumput , jerami, dedaunan, dedak, dan sejenisnya. Selama ini pemanfaatan limbah peternakan dan limbah organik pertanian hanya dimanfaatkan langsung oleh petani untuk menyuburkan tanah tanaman saja tanpa melalui proses pengolahan lebih lanjut, hanya sedikit peternak saja yang pemanfaatan limbah ternak secara efektif sebagai sumber energi dan pupuk tanaman hasil pembuangan biogas. Kurang optimalnya pemanfaatan limbah ternak di masyarakat sebagai sumber energi disebabkan karena jumlah ternak belum mencapai target limbah pembentukan unit biogas, sistem peternakan yang belum intensif, modal yang dicapai dari hasil peternakan belum bisa membangun instalasi biogas sumber energi alternatif.

Dari berbagai faktor tersebut, maka dibutukan solusi yang mampu mengatasi .persoalan di masyarakat. Dengan peningkatan sektor peternakan sebagai langkah awal berupa peningkatan produktifitas peternakan, diharapkan mampu mengatasi permasalahan yang ada khususnya permasalahan pada perekonomian masyarakat dan kelestarian lingkungan hidup.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian yang telah disampaikan di atas, maka permasalahan yang dapat dirumuskan adalah bagaimanakah pemanfaatan limbah ternak dengan peningkatan sektor peternakan sebagai sumber energi alternatif jangka panjang biogas ramah lingkungan?

1.3 Batasan Masalah

Mengingat luasnya materi yang ada, maka permasalahan pemanfaatan limbah ternak dengan peningkatan sektor peternakan sebagai sumber energi alternatif jangka panjang biogas ramah lingkungan dibatasi pada hal-hal sebagai berikut,

a. Penjelasan tentang limbah ternak.

b. Peningkatan sektor peternakan sebagai wujud dari rumusan Undang-undang Republik Indonesia Nomor 18 Tahun 2009 Tentang Peternakan dan Kesehatan Hewan.

c. Penjelasan dan langkah-langkah pembuatan biogas dengan memanfaatkan limbah ternak.

1.4 Tujuan

a. Peningkatan sektor peternakan sebagai wujud dari rumusan Undang-undang Republik Indonesia Nomor 18 Tahun 2009 Tentang Peternakan dan Kesehatan Hewan.

b. Untuk mengetahui pemanfaatan limbah ternak sebagai sumber energi alternatif jangka panjang biogas ramah lingkungan.

1.5 Manfaat

a. Sebagai sumber energi alternatif global jangka panjang biogas yang ramah lingkungan.

b. Biogas yang dihasilkan dapat dijadikan sebagai sumber belajar (real teaching) bagi dunia pendidikan dalam rangka mewujudkan pendidikan berbasis riset.

c. Memotivasi masyarakat untuk merintis wirausaha baru di bidang pembuatan biogas.

d. Membuka peluang kerja bagi masyarakat petani dan peternak sehingga memperkecil arus urbanisasi.

e. Meningkatkan taraf hidup dan pengetahuan petani ternak.

f. Kesehatan dan kebersihan lingkungan terjamin karena semua limbah ternak langsung dimanfaatkan pembentukan biogas, hasil pembuangan dijadikan pupuk padat dan cair buat tanaman pertanian.

II. KAJIAN TEORI

2.1 Limbah Ternak

Pemanfaatan limbah ternak sebagai sumber pupuk organik sangat mendukung usaha pertanian tanaman sayuran. Dari sekian banyak limbah ternak yang terdapat di daerah sentra produksi ternak banyak yang belum dimanfaatkan secara optimal, sebagian di antaranya terbuang begitu saja, sehingga sering merusak lingkungan yang akibatnya akan menghasilkan bau yang tidak sedap.

Tabel 2.1 Kandungan unsur hara pada pupuk kandang yang berasal dari

beberapa ternak

Jenis ternak	Unsur hara (kg/ton)
	N	P	K
Sapi perah	22,0	2,6	13,7
Sapi potong	26,2	4,5	13,0
Domba	50,6	6,7	39,7
Unggas	65,8	13,7	12,8

Sumber: http://www.disnak.jabarprov.go.id/data/arsip/

Satu ekor sapi dewasa dapat menghasilkan 23,59 kg kotoran tiap harinya. Pupuk organik yang berasal dari kotoran ternak dapat menghasilkan beberapa unsur hara yang sangat dibutuhkan tanaman, seperti terlihat pada Tabel 1. Disamping menghasilkan unsur hara makro, pupuk kandang juga menghasilkan sejumlah unsur hara mikro, seperti Fe, Zn, Bo, Mn, Cu, dan Mo. Jadi dapat dikatakan bahwa, pupuk kandang ini dapat dianggap sebagai pupuk alternatif untuk mempertahankan produksi ternak.

2.2 Peningkatan Sektor Peternakan

Peningkatan sektor peternakan sebagai wujud dari rumusan Undang-undang Republik Indonesia Nomor 18 Tahun 2009 Tentang Peternakan dan Kesehatan Hewan.

2.3 Sejarah Biogas

Kebudayaan Mesir, China, dan Roma kuno diketahui telah memanfaatkan gas alam ini yang dibakar untuk menghasilkan panas. Namun, orang pertama yang mengaitkan gas bakar ini dengan proses pembusukan bahan sayuran adalah Alessandro Volta (1776), sedangkan Willam Henry pada tahun 1806 mengidentifikasikan gas yang dapat terbakar tersebut sebagai methan. Becham (1868), murid Louis Pasteur dan Tappeiner (1882), memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan methan. Pada akhir abad ke-19 ada beberapa riset dalam bidang ini dilakukan. Jerman dan Perancis melakukan riset pada masa antara dua Perang Dunia dan beberapa unit pembangkit biogas dengan memanfaatkan limbah pertanian. Selama Perang Dunia II banyak petani di Inggris dan benua Eropa yang membuat digester kecil untuk menghasilkan biogas yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Karena harga BBM semakin murah dan mudah memperolehnya pada tahun 1950-an pemakaian biogas di Eropa ditinggalkan. Namun, di negara-negara berkembang kebutuhan akan sumber energi yang murah dan selalu tersedia selalu ada. Kegiatan produksi biogas di India telah dilakukan semenjak abad ke-19. Alat pencerna anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900. (FAO, The Development and Use of Biogas Technology in Rural Asia, 1981). Negara berkembang lainnya, seperti China, Filipina, Korea, Taiwan, dan Papua Niugini, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat pembangkit gas bio dengan prinsip yang sama, yaitu menciptakan alat yang kedap udara dengan bagian-bagian pokok terdiri atas pencerna (digester), lubang pemasukan bahan baku dan pengeluaran lumpur sisa hasil pencernaan (slurry) dan pipa penyaluran gas bio yang terbentuk.

Teknologi biogas mulai diperkenalkan di Indonesia pada tahun 1970-an. Pada awalnya teknik pengolahan limbah dengan instalasi biogas dikembangkan di wilayah pedesaan, tetapi saat ini teknologi ini sudah mulai diterapkan di wilayah perkotaan. Pada tahun 1981, pengembangan instalasi biogas di Indonesia dikembangkan melalui Proyek Pengembangan Biogas dengan dukungan dana dari Food and Agriculture Organization (FAO) dengan dibangun contoh instalasi biogas di beberapa provinsi. Mulai tahun 2000-an telah dikembangkan reaktor biogas skala kecil (rumah tangga) dengan konstruksi sederhana yang terbuat dari plastik secara siap pasang dan dengan harga yang relatif murah.

2.4 Komposisi Biogas

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

Energi yang terkandung dalam biogas tergantung dari konsentrasi metana (CH4). Semakin tinggi kandungan metana maka semakin besar kandungan energi (nilai kalor) pada biogas, dan sebaliknya semakin kecil kandungan metana semakin kecil nilai kalor. Kualitas biogas dapat ditingkatkan dengan memperlakukan beberapa parameter yaitu : Menghilangkan hidrogen sulphur, kandungan air dan karbon dioksida (CO2).

Hidrogen sulphur mengandung racun dan zat yang menyebabkan korosi, bila biogas mengandung senyawa ini maka akan menyebabkan gas yang berbahaya sehingga konsentrasi yang di ijinkan maksimal 5 ppm. Bila gas dibakar maka hidrogen sulphur akan lebih berbahaya karena akan membentuk senyawa baru bersama-sama oksigen, yaitu sulphur dioksida /sulphur trioksida (SO2 / SO3).senyawa ini lebih beracun. Pada saat yang sama akan membentuk Sulphur acid (H2SO3) suatu senyawa yang lebih korosif. Parameter yang kedua adalah menghilangkan kandungan karbon dioksida yang memiliki tujuan untuk meningkatkan kualitas, sehingga gas dapat digunakan untuk bahan bakar kendaraan. Kandungan air dalam biogas akan menurunkan titik penyalaan biogas serta dapat menimbukan korosif.

2.5 Reaktor Biogas

Adabeberapa jenisreaktor biogas yang dikembangkan diantaranya adalah reactor jenis kubah tetap (Fixed-dome), reactor terapung (Floating drum), raktor 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 terakhir ini dikembangkan jenis reaktor balon yang banyak digunakan sebagai reaktor sederhana dalam skala kecil.
1. Reaktor kubah tetap (Fixed-dome)

Reaktor ini disebut juga reaktor china. Dinamakan demikian karena reaktor ini dibuat pertama kali di china sekitar tahun 1930 an, kemudian sejak saat itu reaktor ini berkembang dengan berbagai model. Pada reaktor ini memiliki dua bagian yaitu digester sebagai tempat pencerna material biogas dan sebagai rumah bagi bakteri,baik bakteri pembentuk asam ataupun bakteri pembentu gas metana. bagian ini dapat dibuat dengan kedalaman tertentu menggunakan batu, batu bata atau beton.

Strukturnya harus kuat karna menahan gas aga tidak terjadi kebocoran. Bagian yang kedua adalah kubah tetap (fixed-dome). Dinamakan kubah tetap karena bentunknya menyerupai kubah dan bagian ini merupakan pengumpul gas yang tidak bergerak (fixed). Gas yang dihasilkan dari material organik pada digester akan mengalir dan disimpan di bagian kubah.

Keuntungan dari reaktor ini adalah biaya konstruksi lebih murah daripada menggunaka reaktor terapung, karena tidak memiliki bagian yang bergerak menggunakan besi yang tentunya harganya relatif lebih mahal dan perawatannya lebih mudah. Sedangkan kerugian dari reaktor ini adalah seringnya terjadi kehilangan gas pada bagian kubah karena konstruksi tetapnya.

2. Reaktor floating drum

Reaktor jenis terapung pertama kali dikembangkan di india pada tahun 1937 sehingga dinamakan dengan reaktor India. Memiliki bagian digester yang 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.

Keuntungan dari reaktor ini adalah dapat melihat secara langsung volume gas yang tersimpan pada drum karena pergerakannya. Karena tempat penyimpanan yang terapung sehingga tekanan gas konstan. Sedangkan kerugiannya adalah biaya material konstruksi dari drum lebih mahal. faktor korosi pada drum juga menjadi masalah sehingga bagian pengumpul gas pada reaktor ini memiliki umur yang lebih pendek dibandingkan menggunakan tipe kubah tetap.

3. Reaktor 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. 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.

Teknologi biogas telah berkembang sejak lama namun aplikasi penggunaannya sebagai sumber energi alternatif belum berkembang secara luas. Beberapa kendala antara lain karena kurangnya “technical expertise”, tidak berfungsinya reaktor biogas akibat kebocoran atau kesalahan konstruksi, desain reaktor yang tidak “user friendly”, penanganan masih manual, dan biaya konstruksi yang cukup mahal (http://www.energi.lipi.go.id). Untuk reaktor biogas skala kelompok tani ternak reaktor di desain dengan kapasitas 18 m3 untuk menampung kotoran sapi sebanyak 10-12 ekor. Berdasarkan perhitungan desain, reaktor mampu menghasilkan biogas sebanyak 6m3/hari. Produksi gas metana dipengaruhi oleh C/N rasio input (kotoran ternak), residence time, pH, suhu dan toksisitas. Suhu digester berkisar 25-27 oC dan pH 7-7,8 menghasilkan biogas dengan kandungan metana (CH4) sekitar 77%.

Untuk membuat reaktor biogas skala rumah tangga diperlukan beberapa hal berikut:

1. Volume reaktor (plastik) : 4000 liter

2. Volume penampung gas (plastik) : 2500 liter

3. Kompor biogas : 1 buah

4. Drum pengaduk bahan : 1 buah

5. Pengaman gas : 1 buah

6. Selang saluran gas : ± 10 m

7. Kebutuhan bahan baku : kotoran ternak dari 2-3 ekor sapi/kerbau

8. Biogas yang dihasilkan : 4 m3 perhari (setara dengan 2,5 liter minyak tanah).

Adapun cara pengoperasian reaktor biogas skala rumah tangga:

1. Buat campuran kotoran ternak dan air dengan perbandingan 1:1 (bahan biogas).

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

3. Setelah kurang lebih 10 hari reaktor gas dan penampung biogas akan terlihat mengembung dan mengeras karena adanya biogas yang dihasilkan. Biogas sudah dapat digunakan sebagai bahan bakar, kompor biogas dapat dioperasikan.

4. Sekali-sekali reactor biogas digoyangkan supaya terjadi penguraian yang sempurna dan gas yang terbentuk di bagian bawah naik ke atas, lakukan juga pada setiap pengisian bahan bakar.

5. Pengisian bahan biogas selanjutnya dapat dilakukan setiap hari, yaitu sebanyak ± 40 liter setiap pagi dan sore. 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.

Cara Pengoperasian Kompor Biogas

1. Buka sedikit kran gas yang ada pada kompor.

2. Nyalakan korek api dan sulut tepat di atas tungku kompor.

3. Apabila menginginkan api yang lebih besar, kran gas dapat dibuka lebih besar lagi, demikian pula sebaliknya. Api dapat disetel sesuai dngan kebutuhan dan keinginan kita.

Pemeliharaan dan Perawatan Reaktor Biogas

1. Hindarkan reaktor dari gangguan 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.

2. Isilah selalu pengaman gas dengan air sampai penuh. Jangan biarkan sampai kosong karena gas yang dihasilkan akan terbuang melalui pengaman gas.

2.6 Konservasi Energi

Konversi limbah melalui proses anaerobik digestion dengan menghasilkan :

- biogas merupakan energi tanpa menggunakan material yang masih memiliki manfaat termasuk biomassa sehingga biogas tidak merusak keseimbangan karbondioksida yang diakibatkan oleh penggundulan hutan (deforestation) dan perusakan tanah.

akan menurunkan gas rumah kaca di atmosfer dan emisi lainnya.
- Metana merupakan salah satu gas rumah kaca yang keberadaannya duatmosfer akan meningkatkan temperatur, dengan menggunakan biogas sebagai bahan bakar maka akan mengurangi gas metana di udara.

- Limbah berupa sampah kotoran hewan dan manusia merupakan material yang tidak bermanfaaat, bahkan bisa menngakibatkan racun yang sangat berbahaya. Aplikasi anaerobik digestion akan meminimalkan efek tersebut dan meningkatkan nilai manfaat dari limbah.
- Selain keuntungan energi yang didapat dari proses anaerobik digestion dengan menghasilkan gas bio, produk samping seperti sludge. Meterial ini diperoleh dari sisa proses anaerobik digestion yang berupa padat dan cair. Masing-masing dapat digunakan sebagai pupuk berupa pupuk cair dan pupuk padat.

2.7 Pembuatan Biogas

Prinsip pembuatan biogas adalahÿ adanya dekomposisi bahan organik secara anaerobik (tertutup dari udara bebas) untuk menghasilkan gas yang sebagian besar adalah berupa gas metan (yang memiliki sifat mudah terbakar) dan karbon dioksida, gas inilah yang disebut biogas.

Proses dekomposisi anaerobik dibantu oleh sejumlah mikroorganisme, terutama bakteri metan. Suhu yang baik untuk proses fermentasi adalah 30-55øC, dimana pada suhu tersebut mikroorganisme mampu merombak bahan bahan organik secara optimal. Hasil perombakan bahan bahan organik oleh bakteri adalah gas metan seperti yang terlihat pada tabel dibawah ini:

Tabel 2.2 Komposisi biogas (%) kotoran sapi dan campuran kotoran ternak dengan sisa pertanian

Jenis gas	Biogas
Jenis gas	Kotoran sapi	Campuran kotoran + sisa pertanian
Metan (CH4)	65,7	54 - 70
Karbon dioksida (CO2)	27,0	45 - 57
Nitrogen (N2)	2,3	0,5 - 3,0
Karbon monoksida (CO)	0	0,1
Oksigen (O2)	0,1	6,0
Propena (C3H8)	0,7	-
Hidrogen sulfida(H2S)	-	sedikit
Nilai kalor (kkal/m2)	6513	4800 - 6700

Sumber: Harahap, dkk (1978)

MEMBANGUN INSTALASI BIOGAS

Bangunan utama dari instalasi biogas adalah Digester yang berfungsi untuk menampung gas metan hasil perombakan bahan bahan organik oleh bakteri. Jenis digester yang paling banyak digunakan adalah model continuous feeding dimana pengisian bahan organiknya dilakukan secara kontinu setiap hari. Besar kecilnya digester tergantung pada kotoran ternak yamg dihasilkan dan banyaknyaÿ biogas yang diinginkan. Lahanÿ yang diperlukan sekitar 16 m2. Untuk membuat digester diperlukan bahan bangunan seperti pasir, semen, batu kali, batu koral, bata merah, besi konstruksi, cat dan pipa prolon.

Gambar2.1 Unit pengolahan kotoran sapi menjadi biogas

Lokasi yang akan dibangun sebaiknya dekat dengan kandang sehingga kotoran ternak dapat langsung disalurkan kedalam digester. Disamping digester harus dibangun juga penampung sludge (lumpur) dimana slugde tersebut nantinya dapat dipisahkan dan dijadikan pupuk organik padat dan pupuk organik cair.

Setelah pengerjaan digester selesai maka mulai dilakukan proses pembuatan biogas dengan langkah langkah sebagai berikut:

1. Mencampur kotoran sapi dengan air sampai terbentuk lumpur dengan perbandingan 1:1 pada bak penampung sementara. Bentuk lumpur akan mempermudah pemasukan kedalam digester

2. Mengalirkan lumpur kedalam digester melalui lubang pemasukan. Pada pengisian pertama kran gas yang ada diatas digester dibuka agar pemasukan lebih mudah dan udara yang ada didalam digester terdesak keluar. Pada pengisian pertama ini dibutuhkan lumpur kotoran sapi dalam jumlah yang banyak sampai digester 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.

4. Membuang gas yang pertama dihasilkan pada hari ke-1 sampai ke-8 karena yang terbentuk adalah gas CO2. Sedangkan pada hari ke-10 sampai hari ke-14 baru terbentuk gas metan (CH4) dan CO2 mulai menurun. Pada komposisi CH4 54% dan CO2 27% maka biogas akan menyala.

5. Pada hari ke-14 gas yang terbentuk dapat digunakan untuk menyalakan api pada kompor gas atau kebutuhan lainnya. Mulai hari ke-14 ini kita sudah bisa menghasilkan energi biogas yang selalu terbarukan. Biogas ini tidak berbau seperti bau kotoran sapi. Selanjutnya, digester terus diisi lumpur kotoran sapi secara kontinu sehingga dihasilkan biogas yang optimal

Pengolahan kotoran ternak menjadi biogas selain menghasilkan gas metan untuk memasak juga mengurangi pencemaran lingkungan, menghasilkan pupuk organik padat dan pupuk organik cair dan yang lebih penting lagi adalah mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian bahan bakar minyak bumi yang tidak bisa diperbaharui.

2.8 Biogas sebagai Sumber Energi Alternatif

Biogas adalah gas mudah terbakar (flammable) yang dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerob (bakteri yang hidup dalam kondisi kedap udara). (http://www.majarikanayakan.com/). Pada umumnya semua jenis bahan organik bisa diproses untuk menghasilkan biogas, namun demikian hanya bahan organik (padat, cair) homogen seperti kotoran dan urine (air kencing) hewan ternak yang cocok untuk sistem biogas sederhana. Di samping itu juga sangat mungkin menyatukan saluran pembuangan di kamar mandi atau WC ke dalam system biogas. Di daerah yang banyak industri pemrosesan makanan antara lain tahu, tempe, ikan pindang atau brem bisa menyatukan saluran limbahnya ke dalam sistem biogas, sehingga limbah industri tersebut tidak mencemari lingkungan di sekitarnya. Hal ini memungkinkan karena limbah industri tersebut di atas berasal dari bahan organik yang homogen. Jenis bahan organik yang diproses sangat mempengaruhi produktivitas sistem biogas di samping parameter-parameter lain seperti temperatur digester, pH, tekanan, dan kelembaban udara.

Salah satu cara menentukan bahan organik yang sesuai untuk menjadi bahan masukan sistem biogas adalah dengan mengetahui perbandingan karbon (C) dan nitrogen (N) atau disebut rasio C/N. Beberapa percobaan yang telah dilakukan oleh ISAT menunjukkan bahwa aktivitas metabolisme dari bakteri methanogenik akan optimal pada nilai rasio C/N sekitar 8-20 (http://www.petra.ac.id/science/applied _technology/biogas98/biogas.htm).

Bahan organik dimasukkan ke dalam ruangan tertutup kedap udara (disebut Digester) sehingga bakteri anaerob akan membusukkan bahan organik tersebut yang kemudian menghasilkan gas (disebut biogas). Biogas yang telah terkumpul di dalam digester selanjutnya dialirkan melalui pipa penyalur gas menuju tabung penyimpan gas atau langsung ke lokasi penggunaannya. Biogas dapat dipergunakan dengan cara yang sama seperti gas-gas mudah terbakar lainnya. Pembakaran biogas dilakukan melalui proses pencampuran dengan sebagian oksigen (O2). 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, batubara, maupun bahan-bahan lain yang berasal dari fosil.

Namun demikian, untuk mendapatkan hasil pembakaran yang optimal, perlu dilakukan pra kondisi sebelum biogas dibakar yaitu melalui proses pemurnian/penyaringan karena biogas mengandung beberapa gas lain yang tidak menguntungkan. Sebagai salah satu contoh, kandungan gas hidrogen sulfida yang tinggi yang terdapat dalam biogas jika dicampur dengan oksigen dengan perbandingan 1:20, maka akan menghasilkan gas yang sangat mudah meledak. Tetapi sejauh ini belum pernah dilaporkan terjadinya ledakan pada sistem biogas sederhana. Di samping itu, dari proses produksi biogas akan dihasilkan sisa kotoran ternak yang dapat langsung dipergunakan sebagai pupuk organik pada tanaman/budidaya pertanian.

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 dapat digantikan oleh pupuk kimia. Pupuk organik dari biogas telah dicobakan pada tanaman jagung, bawang merah dan padi.

Komposisi gas yang terdapat di dalam Biogas dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 2.3 Komposisi gas yang terdapat dalam biogas

Jenis Gas	Volume (%)
Metana (CH4)	40 – 70
Karbondioksida (CO2)	30 – 60
Hidrogen (H2)	0 - 1
Hidrogen Sulfida (H2S)	0 – 3

Sumber: . (http://www.energi.lipi.go.id)

2.9 Pelestarian Alam dengan Biogas.

Biogas memberikan solusi terhadap masalah penyediaan energi dengan murah dan tidak mencemari lingkungan. Setiap harinya rata-rata seekor sapi menghasilkan kotoran sebanyak 30 kg. Jika terdapat 2.000 ekor lembu, maka setiap hari akan terkumpul 60 ton kotoran. (http://www.kompascetak.com/kompas-cetak/0712/15/jogja/1045892.htm)

Limbah yang menggunung akan terbawa oleh air masuk ke dalam tanah atau sungai yang kemudian mencemari air tanah dan air sungai. Kotoran lembu mengandung racun dan bakteri colly yang membahayakan kesehatan manusia dan lingkungannya. Pembakaran bahan bakar fosil menghasilkan karbon dioksida (CO2) yang ikut memberikan kontribusi bagi efek rumah kaca (green house effect) yang bermuara pada pemanasan global (global warming). Biogas memberikan perlawanan terhadap efek rumah kaca melalui 3 cara. Pertama, Biogas memberikan substitusi atau pengganti dari bahan bakar fosil untuk penerangan, kelistrikan, memasak dan pemanasan. Kedua, metana (CH4) yang dihasilkan secara alami oleh kotoran yang menumpuk merupakan gas penyumbang terbesar pada efek rumah kaca, bahkan lebih besar dibandingkan CO2. Pembakaran metana pada Biogas mengubahnya menjadi CO2 sehingga mengurangi jumlah metana di udara. Ketiga, dengan lestarinya hutan, maka akan CO2 yang ada di udara akan diserap oleh hutan yang menghasilkan Oksigen yang melawan efek rumah kaca. (http://www.majarikanayakan.com/)

III. PEMBAHASAN

3.1 Pembahasan

Limbah ternak yang terdapat di daerah sentra produksi ternak banyak yang belum dimanfaatkan secara optimal, sebagian di antaranya terbuang begitu saja, sehingga sering merusak lingkungan yang akibatnya akan menghasilkan bau yang tidak sedap. Satu ekor sapi dewasa dapat menghasilkan 23,59 kg kotoran tiap harinya. Pupuk organik yang berasal dari kotoran ternak dapat menghasilkan sejumlah unsur hara mikro, seperti Fe, Zn, Bo, Mn, Cu, dan Mo.

Peningkatan sektor peternakan sebagai wujud dari rumusan Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 18 Tahun 2009 Tentang Peternakan dan Kesehatan Hewan, merupakan upaya untuk menghasilkan produktifitas yang tinggi sehingga mencapai ketahanan pangan nasional serta sumber energi alternatif jangka panjang yang ramah lingkungan dari limbah ternak, dengan pembuatan instalasi biogas. Rumusan Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 18 Tahun 2009 Tentang Peternakan dan Kesehatan Hewan Bab II Asas dan Tujuan :

Pasal 2

(1) Peternakan dan kesehatan hewan dapat diselenggarakan di seluruh wilayah Negara Kesatuan Republik Indonesia yang dilaksanakan secara tersendiri dan/atau melalui integrasi dengan budi daya tanaman pangan, hortikultura, perkebunan, perikanan, kehutanan, atau bidanglainnya yang terkait.

(2) Penyelenggaraan peternakan dan kesehatan hewan berasaskan kemanfaatan dan keberlanjutan, keamanan dan kesehatan, kerakyatan dan keadilan, keterbukaan dan keterpaduan, kemandirian, kemitraan, dan keprofesionalan.

Pasal 3

Pengaturan penyelenggaraan peternakan dan kesehatan hewan bertujuan untuk:

a. mengelola sumber daya hewan secara bermartabat, bertanggung jawab, dan berkelanjutan untuk sebesar-besar kemakmuran rakyat;

b. mencukupi kebutuhan pangan, barang, dan jasa asal hewan secara mandiri, berdaya saing, dan berkelanjutan bagi peningkatan kesejahteraan peternak dan masyarakat menuju pencapaian ketahanan pangan nasional;

c. melindungi, mengamankan, dan/atau menjamin wilayah Negara Kesatuan Republik Indonesia dari ancaman yang dapat mengganggu kesehatan atau kehidupan manusia, hewan, tumbuhan, dan lingkungan;

d. mengembangkan sumber daya hewan bagi kesejahteraan peternak dan masyarakat; dan

e. memberi kepastian hukum dan kepastian berusaha dalam bidang peternakan dan kesehatan hewan.

Nilai kalori 1 meter kubik biogas sekitar 6.000 watt per jam yang setara dengan 0,5 liter minyak diesel. Oleh karena itu, sangat cocok digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan pengganti minyak tanah, elpiji, butane, batubara, maupun bahan-bahan lain. Kesetaraan biogas bisa dilihat pada daftar berikut :

- 1 meter kubik : 0, 46 kg elpiji

- Minyak tanah 0,62 liter

- Minyak solar 0,52 liter

- Bensin 0,8 liter

Waktu yang diperlukan untuk memproduksi gas sekitar 3-4 minggu, setelah itu gas akan diproduksi secara kontinu selama delapan minggu. Selama delapan minggu ini, separuh dari total gas yang diprediksi dibentuk pada 2-3 minggu pertama, sisanya dibentuk pada 5-6 minggu terakhir. Setelah delapan minggu dilalui gas tidak akan banyak terbentuk, maka unit biogas dapat dikosongkan kembali dan isinya dapat digunakan sebagai starter untuk pembuangan biogas berikutnya. Pada umumnya semua jenis bahan organik bisa diproses untuk menghasilkan biogas, namun demikian hanya bahan organik (padat, cair) homogen seperti kotoran dan urine (air kencing) hewan ternak yang cocok untuk sistem biogas sederhana. Biogas memberikan solusi terhadap masalah penyediaan energi dengan murah dan tidak mencemari lingkungan. Limbah yang menggunung akan terbawa oleh air masuk ke dalam tanah atau sungai yang kemudian mencemari air tanah dan air sungai. Kotoran lembu mengandung racun dan bakteri colly yang membahayakan kesehatan manusia dan lingkungannya. Pembakaran bahan bakar fosil menghasilkan karbon dioksida (CO2) yang ikut memberikan kontribusi bagi efek rumah kaca (green house effect) yang bermuara pada pemanasan global (global warming). Biogas memberikan perlawanan terhadap efek rumah kaca melalui 3 cara. Pertama, Biogas memberikan substitusi atau pengganti dari bahan bakar fosil untuk penerangan, kelistrikan, memasak dan pemanasan. Kedua, metana (CH4) yang dihasilkan secara alami oleh kotoran yang menumpuk merupakan gas penyumbang terbesar pada efek rumah kaca, bahkan lebih besar dibandingkan CO2. Pembakaran metana pada Biogas mengubahnya menjadi CO2 sehingga mengurangi jumlah metana di udara. Ketiga, dengan lestarinya hutan, maka akan CO2 yang ada di udara akan diserap oleh hutan yang menghasilkan Oksigen yang melawan efek rumah kaca.

IV. PENUTUP

4.1 Simpulan

Pemanfaatan limbah ternak dengan peningkatan sektor peternakan sebagai sumber energi alternatif jangka panjang biogas ramah lingkungan dapat disimpulkan.dari wujud rumusan Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 18 Tahun 2009 Tentang Peternakan dan Kesehetan Hewan yang tujuan sebesar-besarnya kemakmuran rakyat.

4.2 Saran

Untuk meninjaklanjut robosan ini perlu meninjau kembali dan menjalankan Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 18 Tahun 2009 Tentang Peternakan dan Kesehetan Hewan. Biogas ramah lingkungan sebagai sumber energi alternatif jangka panjang yang menjanjikan merupakan salah satu langkah penyelesaikan masalah energi global.