Pengertian Biogas
Biogas adalah gas yang dapat dihasilkan dari fermentasi faeces (kotoran) ternak, misalnya sapi, kerbau, babi, kambing, ayam dan lain-lain dalam suatu ruangan yang disebut digester. Komponen utama biogas adalah gas methan, disamping gas-gas lain.
Komponen-komponen biogas
| No. | Nama Gas | Rumus Kimia | Jumlah |
|---|---|---|---|
| 1 |
Gas methan |
CH 4 |
54%-70% |
|
2 |
Karbon dioksida |
CO 2 |
27%-45% |
|
3 |
Nitrogen |
N 2 |
3%-5% |
|
4 |
Hidrogen |
H 2 |
1%-0% |
|
5 |
Karbon monoksida |
CO |
0,1% |
|
6 |
Oksigen |
O 2 |
0,1% |
|
7 |
Hidrogen Sulifida |
H 2 S |
Sedikit |
Prinsip kerja pembentukan biogas
pengumpulan faeces ternak ke dalam suatu tangki kedap udara yang disebut digester (pencerna). Di dalam digester tersebut, kotoran dicerna dan difermentasi oleh bakteri yang menghasilkan gas methan serta gas-gas lain. Gas yang timbul dari proses ini ditampung di dalam digester. Penumpukan produksi gas akan menimbulkan tekanan sehingga dapat disalurkan ke rumah dengan pipa. Gas yang dihasilkan tersebut dapat dipakai untuk memasak dengan mengunakan kompor gas atau untuk penerangan dengan menggunakan lampu petromaks sesuai dengan bahan bakar gas tadi. Gas yang dihasilkan ini sangat baik untuk pembakaran karena mampu menghasilkan panas yang cukup tinggi, apinya berwarna biru, tidak berbau dan tidak berasap.
Pembuatan biogas dari kotoran ternak tidak menghilangkan manfaat lain sebagai pupuk kandang. Sebaliknya pupuk yang dihasilkan justru manaikkan kandungan bahan organik sehingga pupuk kandang yang dihasilkan lebih baik. Pupuk tersebut terbentuk dari sisa proses fermentasi faeces tadi yang memang harus dikeluarkan secara berkala agar tidak terjadi endapan padat yang dapat mengganggu proses pembentukan biogas. Disamping itu, untuk menjaga proses fermentasi dapat berjalan dengan baik, maka setiap hari harus dilakukan pengadukan.
Manfaat pembuatan biogas dari kotoran ternak
- Gas yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk menganti kayu bakar yang tidak menimbulkan jelaga dan asap sehingga peralatan dan uang dapur tetap bersih. Ditinjau dari segi kesehatan tidak akan terjadi rasa pedih di mata dan sesak nafas akibat asap.
- Limbah digester biogas, baik yang padat maupun yang cair dapat dimanfaatkan sebagai pupuk organik. Limbah padat sangat baik untuk pupuk karena pemrosesan pupuk lebih sempurna dari pada pupuk kandang yang ditumpuk di tempat terbuka. Pupuk yang dihasilkan dari digester ini juga dapat berfungsi memperbaiki struktur tanah sehingga menjadi gembur dan mempunyai daya pengikat air yang tinggi. Limbah cair dapat pula dimanfaatkan untuk menyiram tanam-an karena mengandung unsur hara yang dibutuhkan tanaman.
- 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 simping itu, ruang digester ini akan mengurangi bau yang menyengat dari kotoran ternak.
Proses Pembuatan Instalasi Biogas
Dasar Perhitungan :
Sebelum pembuatan instalasi biogas, telebih dahulu harus ditentukan terlebih dahulu kapasistas alat yang akan dibuat. Hal ini penting dilakukan sebagai dasar untuk menentukan ukuran peralatan yang paling tepat. Perhitungan kapasitas alat didasarkan pada jumlah ternak dan faeces yang dihasilkan dengan perhitungan sebagai berikut :
- Tiap ekor sapi menghasilkan 2 ember kotoran per hari
- Kotoran perlu diencerkan dengan 3 ember air
- Volume ember = 10 liter
- Jumlah ternak yang diusahakan misalnya 4 ekor sapi
- Lamanya proses pembentukan gas (fermentasi) sekitar 30 hari.
Berdasarkan perhitungan di atas, maka setiap hari yang dimasukkan ke dalam digester adalah 2+3 ember = 5 ember atau 50 liter campuran faeces dan air untuk tiap ekor sapi. Bila lamanya pembentukan gas 30 hari, maka tiap ekor sapi membutuhkan ruang digester 30 x 50 liter = 1.500 liter.Dapat dibuat rumus sebagai berikut :
Vd = Sd x RT
- Vd = Volume tangki pencerna
- Sd = jumlah masukan perhari = jumlah kotoran + air
- RT = retention time = lama pencernaan
Penentuan lokasi digester merupakan hal penting. Dasar untuk penentuan lokasi paling ideal adalah dekat dengan sumber bahan baku berupa faeces, jadi sebaiknya dekat dengan kandang ternak yang akan dimanfaatkan faecesnya, dekat dengan sumber air dan persediaan yang cukup untuk bahan pengencer kotoran ternak, diusahakan lokasi biogas tidak terlalu jauh dari dapur. Sebaiknya jarak dengan dapur kurang dari 100 m
Bagian utama dari instalasi biogas adalah digester Digester adalah tempat memproses kotoran ternak menjadi gas. Ada beberapa macam digester biogas berdasarkan bahan pembuatannya yaitu :
Digester Permanen
Digester ini terbuat dari bahan permanen yaitu batu bata dan semen. Kelebihan digester permanen ini adalah : bahan tahan lama (bisa lebih dari 20 tahun; kokoh, kuat tahan cuaca; mudah dioperasikan; perawatan mudah dibandingkan tipe lainnya; dan lebih efisien. Namun kekurangannya adalah tidak dapat dipindah-pindahkan, pembangunannya harus teliti (tidak boleh ada lubang sebesar satu jarum pun); biaya kontruksi mahal.
Digester Tidak Permanen
Digester ini berasal dari bahan plastik atau fiber. Kelebihan digester ini : harganya murah; bisa dipindahkan. Tetapi kekurangannya kapasitasnya kecil; tidak tahan lama, pengoprasiannya lebih sulit
Pengoperasian Alat
Sebelum dipakai perlu dilakukan pengujian kebocoran terhadap alat. Dan sebelum mulai mengoperasikan instalasi biogas, kita perlu mengetahui hal-hal yang mempengaruhi proses pembentukan biogas. Hal ini penting sebagai pedoman dalam pengoperasian alat dan kegiatan harian yang harus dilakukan agar diperoleh hasil gas yang memenuhi syarat.
Faktor yang mempengaruhi pembentukan biogas
- Bahan baku isian (faeces) yang mempunyai ratio/ perbandingan C/N (Carbon banding Nitrogen) yang tinggi akan lebih banyak menghasilkan gas. Contoh : kotoran kuda dan babi yang mempunyai ratio C/N tinggi, lebih banyak menghasilkan gas dari pada kotoran sapi dan kerbau. Sedang kotoran sapi dan kerbau lebih banyak menghasilkan gas dibandingkan kotoran ayam dalam jumlah yang sama
- Kadar keasaman atau pH yang optimal berkisar antara 6 - 8. Untuk pengukuran pH menggunakan alat yang disebut pH meter atau kertas lakmus yang dapat dibeli di apotek.
- Temperatur optimal yang dikehendaki sekitar 35 o C. Untuk memperoleh kondisi ini digester ditempatkan di daerah yang mendapat sinar matahari langsung
- Perlu dilakukan pengadukan agar tidak terjadi kerak (scum) di lapisan atas atau permukaan cairan yang menyebabkan produksi menurun.
Langkah kerja pengoperasian alat
- Masukkan faeces ke dalam bak digester, singkirkan benda-benda keras, misalnya batu, kerikil, potongan kayu, dan lain-lain yang dapat mengganggu proses. Agar pemasukan faeces berjalan lancar, perlu dibantu dengan sekop atau cangkul dan menyiramkan air dengan ember (Jawa:menggelontor). Volume air yang masuk ke dalam digester sekitar 3 ember setiap memasukkan 2 ember faeces atau dengan perbandingan volume faece : volume air = 2 : 3.
- Gas mulai terbentuk pada hari kesepuluh. Gas yang terbentuk pada hari ke-10 hingga hari ke-20 harus dibuang karena masih bercampur dengan oksigen dari ruang penampung gas. Campuran gas metan dan udara dalam kadar 5%-14% bila dibakar akan meledak. Setiap kali dilakukan pembuangan fas dari bak penampungan gas, lebih-lebih pembuangan gas pertama, di sekitar lokasi tidak boleh ada api sekalipun hanya api rokok, karena api tersebut dapat membakar gas yang keluar. Maka, disarankan saat melakukan pekerjaan ini tidak merokok.
- Sejak hari ke 21 gas yang dihasilkan sudah dapat digunakan untuk kompor dan penerangan. Alirkan gas ke kompor gas dengan membuka kran atau gas yang dihasilkan ini ditampung terlebih dahulu ke dalam tangki gas selanjutnya dimanfaatkan untuk menyalakan kompor gas atau penerangan. Besar kecil tekanan gas dapat diatur dengan memberi beban atau tekanan pada bak penampung gas. Dalam peralatan yang dibuat ini beban tersebut berupa rantai pengikat yang dapat dikencangkan atau dikendorkan.
Kegiatan Harian
Kegiatan yang perlu dilakukan secara rutin setiap hari agar diperoleh gas yang berkesinambungan dan hasil yang maksimal adalah sebagai berikut :
Penambahan umpan kotoran
Kotoran yang akan dimasukkkan ke dalam digester diencerkan dengan air. Untuk kotoran sapi dan kerbau dengan perbandingan volume air : kotoran = 3 : 2. Sedangkan untuk kotoran babi, kambing dan ayam yang relatif lebih kering, maka harus lebih banyak airnya, yakni dengan perbandingan 2 : 1. Bila terjadi keterlambatan dalam pengisian bak digester ini, tidak perlu diberikan umpan ekstra (tambahan) kecuali bila terlambat lebih dari 1 minggu barulah diberi ekstra secukupnya
Pengadukan
Pengadukan campuran dalam bak digester dilakukan setiap hari. Hal ini dimaksudkan agar pembentukan gas tidak menurun akibat terbentuknya kerak di permukaan cairan
Perawatan saluran Pengeluaran
Setiap hari penambahan umpan ke dalam ruang digester akan menyebabkan terjadinya luapan di saluran keluaran. Hal ini dapat mengakibatkan penyumbatan pada saluran ini. Oleh karena itu, setiap hari perlu dilakukan perawatan dengan cara membersihkan limbah pengeluaran. Limbah pengeluaran ini, baik yang berbentuk padat maupun cair, merupakan pupuk kandang yang sangat baik.
Keuntungan Menggunakan Biogas
- Relatif aman karena gas yang digunakan bertekanan kecil, sehingga resiko meledak sangat kecil
- Pemanfaatan kotoran ternak menjadi lebih optimal
- Limbah yang dihasilkan menjadi tidak berbau
- Limbah yang dihasilkan langsung bisa dimanfaatkan sebagai pupuk organik
- Sebagai alternatif untuk mengatasi krisis energi
Keberadaan Biogas di Kabupaten Kudus
Sejak tahun 2006 instalasi biogas sudah dibangun di Kabupaten Kudus. Diantara tempat yang sudah ada instalasi biogas permanen adalah :
- Taman ternak, Desa Besito Kecamatan Gebog,
- Desa Kedungsari Kecamatan Gebog
- Desa Temulus Kecamatan Mejobo
- Desa Bulung Kulon Kecamatan Jekulo
- Desa Karangrowo Kecamatan Undaan
Sedangkan yang berasal dari plastik ada di Kelompok Pemuda Tani Bangkit Bersemi, Desa Undaan Kidul Kecamatan Undaan
Share:
