PEMANFAATAN KOTORAN TERNAK SAPI SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF RAMAH LINGKUNGAN

30 Oct

Kotoran Ternak

Pemanfaatan kotoran ternak sebagai sumber pupuk organik sangat mendukung usaha pertanian tanaman sayuran. Dari sekian banyak kotoran 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. 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 tanaman.

Biogas sebagai Sumber Energi Alternatif

Biogas adalah gas mudah terbakar dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerob (bakteri yang hidup dalam
kondisi kedap udara).

.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.Disamping 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

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 digesterselanjutnya 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 kemurnian/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. 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)

Pelestarian
Alam dengan Biogas.

Biogas memberikan solusi terhadap masalah penyediaan energi dengan murah dan tidak mencemari lingkungan. Berdasarkan hasil temuan mahasiswa KKN (1995) dan Penelitian Kecamatan Rawan di Magetan (1995) di desa Plangkrongan, rata-rata disetiap rumah terdapat 1-3 ekor sapi karena memelihara sapi merupakan pekerjaan kedua setelah bertani. 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 Kotoran 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/)

 

Rekayasa dan Pengujian Reaktor Biogas Skala Kelompok Tani Ternak.

Spesifikasi Teknis

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. elang 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.
  1. Isilahilah selalu pengaman gas dengan air sampai penuh. Jangan biarkan sampai kosong karena gas yang dihasilkan akan
    terbuang melalui pengaman gas.

 

Daftar Pustaka

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

http://www.majarikanayakan.com

http://www.petra.ac.id/science/applied
_technology/biogas98/biogas.htm

http://www.energi.lipi.go.id

http://www.kompascetak.com/kompas-cetak/0712/15/jogja/1045892.htm

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: