Kotoran ternak menghasilkan biogas

Di samping dapat dimanfaatkan untuk pupuk kandang, kotoran ternak menghasilkan biogas dengan teknologi tertentu yang cukup sederhana dapat diolah untuk menghasilkan biogas. Biogas tak lain adalah gas yang berasal dari makhluk hidup, biogas dapat dihasilkan dari kotoran hewan dan sisa-sisa tanaman.

Karena halam pembahasan kali ini betemakan pemanfaatan kotoran ternak, makan yang akan dijelaskan berikut hanyalah biogas yang terdapat pada kotoran hewan, dalam hal ini kotoran hewan ternak.

A. Pengertian Biogas

Nama lain dari biogas adalah gas bio. Biogas merupakan gas yang berasal dari bahan-bahan organik. Jika bahan-bahan organik seperti kotoran hewan, kotoran manusia, atau sampah, direndam di dalam air dan disimpan di dalam tempat tertutup atau anaerob (tanpa oksigen dari udara) dalam beberapa waktu lamanya akan menghasilkan biogas.

Biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar, seperti halnya gas elpiji. Biogas sebenarnya dapat terjadi secara alami. Namun, biogas yang terjadi secara alami di samping memakan waktu yang cukup lama, kita sulit untuk menampungnya.

Agar bahan-bahan organik yang disebutkan di atas lebih cepat menghasilkan biogas dan dapat ditampung, perlu dilakukan pengolahan. Dengan kata lain untuk mempercepat dan menampung biogas ini, dibutuhkan alat yang memenuhi syarat.

Jika kotoran ternak yang telah dikumpulkan kemudian dicampur dengan air atau isian (slurry), dan dimasukkan ke dalam alat pembuat biogas, maka kotoran ternak itu beberapa lama kemudian akan mengalami proses pembusukan. Pembusukan tersebut terdiri dari dua tahap, yaitu proses pembusukan secara aerobik dan proses pembusukan secara anaerobik.

Pada proses pembusukan aerobik dibutuhkan oksigen yang hasilnya akan berupa karbon dioksida (CO2). Proses ini berakhir setelah oksigen di dalam alat itu habis. Selanjutnya proses pembusukan akan berlanjut pada tahap kedua (proses anaerobik).

Pada proses yang kedua inilah akan dihasilkan biogas. jadi, untuk menjamin terjadinya biogas, alat ini harus bertutup rapat, tidak berhubungan dengan udara luar sehingga tercipta kondisi hampa udara.

Biogas yang terbentuk di dalam alat penampung biogas itu dapat dijadikan bahan bakar karena mengandung gas metan (CH4) dalam persentase yang cukup tinggi. Beberapa komponen biogas selengkapnya dapat anda lihat pada keterangan dibawah.
  1. Methan (Ch4) jumlah 54-70%.
  2. Karbon dioksida (CO2) jumlah 27-45%.
  3. Nitrogen jumlah 0,5-3%.
  4. Karbon monoksida (CO) jumlah 0,1%.
  5. Oksigen (O2) jumlah 0,1%.
  6. Hidrogen sulfida (H2S) Sedikit sekali.
Proses kimia untuk menghasilkan biogas ini cukup rumit, tetapi cara untuk mendapatkannya tidak sesulit proses pembentukannya. Dengan menerapkan teknologi sederhana, masyarakat pedesaan dapat melakukannya sendiri, dan biogas dapat dihasilkan dengan baik.

Teknologi sederhana ini sangat tepat jika dikembangkan di pedesaan, karena selain teknologinya mudah, bahan bakunya pun cukup tersedia. Teknologi ini terutama cocok dikembangkan di daerah pedesaan yang banyak peternakannya karena berpotensi sebagai penghasil kotoran ternak.

Beberapa keuntungan yang akan diperoleh dari penggunaan kotoran ternak sebagai penhasil biogas adalah sebagai berikut.
  1. Biogas yang dihasilkan diharapkan dapat mengurangi ketergantungan masyarakat terhadap penggunaan minyak yang jumlahnya terbatas dan harganya cukup mahal.
  2. Teknologi ini dapat mengurangi pencemaran lingkungan karena kotoran yang semula hanya mencemari lingkungan digunakan untuk sesuatu yang bermanfaat. Dengan demikian, kebersihan lingkungan lebih terjaga.
  3. Jika diterapkan oleh masyarakat di sekitar hutan yang banyak menggunakan kayu sebagai bahan bakar, diharapkan dapat mengurangi penebangan kayu sehingga kelestarian hutan lebih terjaga.
  4. Selain menghasilkan energi, buangan dari alat penghasil biogas ini juga dapat digunakan sebagai pupuk yang baik.

B. Persyaratan bahan baku dan suhu lokasi untuk pembuatan biogas

Sebelum memulai untuk merencanakan pembuatan alat penghasil biogas, perlu anda ketahui terlebih dahulu persyaratan yang perlu dipenuhi. Hal ini dianggap penting untuk diperhatikan agar kerugian tidak terjadi di kemudian hari setelah alat berhasil dibuat. 

Persyaratan yang paling penting untuk diperhatikan, antara lain ketersediaan kotoran ternak dan suhu udara yang sesuai. Tersedianya kotoran ternak merupaka syarat yang mutlak harus dipenuhi. Ketersediaan dalam hal ini tidak hanya dalam jumlah yang mencukupi, tetapi juga kelangsungannya.

Di daerah sentral peternakan, hal ini tidak menjadi masalah karena kotoran mudah diperoleh dalam jumlah yang mencukupi. Dengan alat yang akan dibuat ini, diperlukan kotoran ternak segar misalnya kotoran sapi sebanyak 200 kg atau sekitar 8 ember berukuran 22 liter untuk pengisi awal.

Sebula keudian, setelah gas pertama dihasilkan dibutuhkan kotoran ternak per harinya sekitar 15 kg. Kebutuhan kotoran ternak untuk per harinya dapat dipenuhi hanya dengan memelihara 1 ekor sapi saja, tetapi untuk amannya,paling tidak harus memelihara 2 ekor sapi atau minimum 15 ekor kambing.

Sebagai bahan perbandingan, berikut ini disajikan potensi kotoran yang dihasilkan oleh beberapa jenis terak yang kotorannya dapat menghasilkan biogas.
  1. Sapi kotoran pada 23,50 kg/hari, kotoran cair 9,07 kg/hari.
  2. Kuda kotoran padat 16,10 kg/hari, kotoran cair 3,63 kg/hari.
  3. Babi kotoran padat 2,72 kg/hari, kotoran cair 1,59 kg/hari.
  4. Domba kotoran padat 1,13 kg/hari, kotoran cair 0,68 kg/hari.
Faktor lain juga harus dipenuhi dalam pembuatan biogas ini, yaitu kesesuaian suhu udara. Hal ini penting untuk diperhatikan karena suhu merupakan salah satu syarat aktifnya bakteri penghasil biogas. Suhu yang paling baik untuk berlangsungnya proses pembentukan biogas adalah sekitar 32-37 derajat celcius.

Suhu udara yang terlalu rendah atau terlalu tinggi kurang baik untuk pembentukan biogas. Bahkan, pada suhu di bawah 15 derajat celcius, kecil kemungkinan terbentuknya biogas. Jika penurunan suhu udaranya tidak terlalu besar, suhu di dalam alat penghasil biogas masih dapat dipertahankan dengan mengukur alat tersebut di dalam tanah atau menimbunnya dengan tumpukan jerami.

Dengan demikian, sebelum membuat alat ini sebaiknya anda ukur terlebih dahulu berapa suhu udara rata-rata di tempat anda akan membuat biogas. Jika suhunya terlalu rendah atau terlalu tinggi, sebaiknya rencana tempat pembuatan dialihkan di tempat yang memungkinkan.

Sebagai contoh, di daerah pegunungan yang tinggi, suhu udaranya biasanya rendah sekali sehingga tidak memungkinkan untuk pengoperasian alat ini. Selanjutnya berikut ini akan dijelaskan bagaimana cara membuat beberapa model alat penghasil biogas.


C. Model alat untuk menghasilkan biogas

Ada beberapa model alat penghasil biogas yang dapat dibuat. Model-model ini mempunyai fungsi yang sama, yaitu menghasilkan biogas. Yang membedakan model-model ini, yaitu bahan yang digunakan, konstruksi, dan cara membuatnya sedikit berbeda. Model-model alatnya adalah sebagai berikut.

1. Model sederhana



Alat penghasil biogas model ini merupakan jenis yang paling sederhana. Bahan-bahan yang digunakan juga termasuk yang paling irit, hanya menggunakan dua buah drum. Satu drum berukuran 200 liter dan satu buah lagi berukuran 120 liter.

Pada model ini tabung penggumpul gasnya bersatu dengan tabung pencerna. Pengisian kotoran yang telah dienecerkan untuk alat ini dilakukan sekaligus pada pengisian pertama sampai gas yang terbentuk habis.

Setelah gas yang terbentuk habis, alat dibongkar lagi dan dilalukan pengisian lagi. Kelebihan model ini, yaitu biaya yang dibutuhkan tidak terlalu mahal dan cara pembuatan dibutuhkan serta perawatannya lebih mudah.

Namun ada pula kekurangannya, yaitu gas yang dihasilkan sedikit, tidak kontinyu, dan tidak praktis karena cara pengisian dilakukan secara sekaligus. Bentuk alat penghasil biogas model sederhana ini bentuknya dapat dilihat pada gambar di atas. 

2. Model biogas vertikal


Alat penghasil biogas model ini hampir sama dengan model pertama, tetapi kapasitasnya ditambah dan dilengkapi dengan pipa pengisian dan pembuangan. Drum yang digunakan pun ditambah menjadi empat. 

Kelebihan model ini, yaitu gas yang dihasilkan lebih banyak dan kontinyu, serta pengisian kotoran dapat dilakukan secara kontinyu. Kekurangannya yaitu biaya yang dibutuhkan lebih mahal dan cara pembuatan lebih sulit dibandingkan model pertama.

3. Model biogas horozontal


Kelebihan alat penghasil biogas model ini dibandingkan model sederhana ialah kapasitas biogas yang dihasilkan lebih banyak, serta pengisian kotorannya dapat dilakukan secara kontinyu. 

Dibandingkan model vertikal, model ini lebih praktis dalam pengoperasiannya karena posisinya horizontal dan tabung pengumpul gas dibuat secara terpisah. Setelah itu, pembentukan gas pada model ini lebih efesien karena tabung pencernanya tertutup rapat.

Sedangkan kekurangannya dibandingkan model sederhana ialah cara pembuatan lebih sulit dan membutuhkan biaya yang lebih mahal. Berikut cara pembuatan alat penghasil biogas tipe horizontal akan dijelaskan.

Alat penghasil biogas yang akan dibuat berikut ini merupakan pengembangan dari alat penghasil biogas yang paling sederhana. Jenis ini sering disebut dengan alat penghasil biogas tipe horizontal. Sesuai dengan namanya, alat ini disusun secara horizontal. 

Tipe ini terbuat dari tiga buah drum berukuran 200 liter dan satu buah drum berukuran 120 liter. Dua buah drum besar digunakan untuk menampung isian (tabung pencerna). Adapun dua drum lagi digunakan untuk alat penampung gas. Alat ini dirancang agar pengisian kotoran dapat dilakukan setiap hari sehingga cukup praktis.

a. Bahan yang diperlukan membuat biogas

Bahan-bahan yang dibutuhkan untuk membuat biogas tipe horizontal adalah sebagai berikut:
  1. Empat buah drum bekas, tiga buah berukuran 200 liter dan satu buah berukuran 120 liter.
  2. Pipa besi dengan garis tengah 1-1,5 cm yang dilengkapi kran untuk saluran gas.
  3. Pipa besi dengan garis tengah 5 cm untuk saluran isian dan buangan.
  4. Seng tebal atau plat besi setebal 1-2 mm untuk membuat corong pemasukan isian, dapat pula digunakan corong yang telah jadi.
  5. Selang karet atau selang plastik untuk mengalirkan gas.
b. Cara pembuatan biogas

Cara pembuatan alat penghasil biogas tipe horizontal dapat dibagi menjadi dua bagian penting, yaitu pembuatan tabung penampung isi (tabung pencerna) dan pembuatan tabung pengumpul gas. Untuk proses pengerjaannya diperlukan alat-alat, yaitu, martil, pahat baja, alat pengelas, dan lain-lain.

1. Pembuatan tabung pencerna


Tabung ini dibuat dari dua buah drum besar (tabung 200 liter) yang dirangkai dengan cara dilas. Setelah tabung dirangkaikan, dilengkapi dengan pipa pemasukan isian dan pipa pengeluaran buangan. Tahap-tahap pembuatan secara lengkap sebagai berikut.

Drum pertama dibuka salah satu tutupnya (bagian yang ada lubang bekas pemasukan minyak. Selanjutnya, drum kedua dipotong separuh salah satu tutupnya (bagian yang ada lubang bekas pemasukan minyak.

Namun, sebelum ke dua drum yang akan digunakan membuat alat ini perlu dibersihkan terlebih dahulu dari kotoran-kotoran yang menempel. Lankah selanjutnya uji kebocoran dengan cara memasukan air dan diamati seluruh bagian drum. 

Kebocoran ditandai dengan keluarnya air dari bagian tersebut. Jika ditemukan adanya kebocoran, perlu dilakukan penambalan terlebih dahulu dengan cara dilas. buatlah lubang dengan diameter 5 cm tepat di sisi tutup yang masih utuh kedua drum tersebut.

Buatlah lubang berdiameter 1-1,5 cm diposisi atas drum yang tutupnya terbuka (berlawanan dengan posisi lubang berdiameter 5cm. Kedua drum disambungkan satu sama lain dengan cara dilas. Untuk memperkuat sambungan, sebaiknya digunakan baut dan mur. 

Sebelum disambung, perlu diperhatikan agar kedua lubang yang telah dibuat tepat pada posisi dasar. Sambungan pipa pemasukan isian (60 cm) yang telah dilengkapi corong pada salah satu lubang dengan membentuk sudut 30 dejarat, kemudian dilas.

Untuk memperkuat kedudukannya, perlu ditopang dengan alan baja. Sambungkan pula pipa pengeluaran buangan (60 cm) pada salah satu lubang dengan membentuk sudut 30 derajat, Kemudian dilas. 

Untuk memperkuat kedudukannya, perlu ditopang dengan plat baja. Sambungkan pipa pengeluaran gas dengan cara dilas pada lubang berdiameter 1-1,5 cm. Dengan demikian, pembuatan tabung pencerna telah selesai. 

2. Pembuatan tabung pengumpul gas


Tabung pengumpul gas yang akan dibuat ini terpisah dari tabung pencerna. Model ini merupakan pengembangan dari model sederhana yang tabung pengumpul gasnya masih bersatu dengan tabung pencerna.

Tabung ini terbuat dari dua buah drum, yaitu satu buah drum berukuran 200 liter dan satu buah drum berukuran 120 liter. Cara pembuatan tabung ini lebih mudah dari pembuatan tabung pencerna. Proses pembuatannya secara lengkap sebagai berikut.

Drum besar 200 liter dibuka salah satu tutupnya (bagian yang ada lubang bekas pemasukan minyak). Demikian pula, drum kecil 120 liter dibuka salah satu tutupnya (bagian yang ada lubang bekas pemasukan minyak).

Drum yang akan digunakan perlu dibersihkan dahulu dari kotoran yang menempel. Lakukan uji kebocoran dengan cara memasukkan air dan diamati seluruh bagian drumnya. jika terdapat kebocoran, tandanya ada air yang keluar dari bagian tersebut.

Jika terjadi kebocoran, perbaikilah terlebih dahulu dengan penambalan menggunakan las. Setelah dipastikan drum benar-benar baik, buatlah dua lubang yang berdiameter 1-1,5 cm pada tutup drum kecil.

Selanjutnya tempatkanlah pada kedua lubang tersebut dua pipa yang berdiameter 1-1,5 dengan cara dilas. Salah satu pipa untuk pemasukan gas dari tabung pencerna dan yang satunya lagi yang telah dilengkapi dengan kran untuk mengeluarkan gas. sampai di sini, pembuatan tabung gas bio telah selesai.


D. Cara kerja alat penghasil biogas

Cara kerja alat penghasil biogas cukup mudah. Semua orang dengan mudah dapat menggunakannya. Setelah semua perlengkapan dari alat penghasil biogas siap digunakan, yang perlu diperhatikan yaitu pembuatan isian dari kotoran ternak. 

Kebutuhan awal isian untuk alat ini sekitar 380 liter. Isian sebanyak itu terdiri dari 8 ember kotoran ternak sapi atau kerbau yang dicampur dengan sekitar 11 ember air. ember yang digunakan berukuran 22 liter.

Selanjutnya, isian yang telah dibuat dimasukkan ke dalam tabung pencerna. Adapun drum besar tabung pengumpul gas diisi dengan air, kemudian drum kecilnya (penutup) dimasukkan ke dalam drum besar.

Cara kerja alat penghasil biogas secara lengkap dapat dijelaskan sebagai berikut. Langkah pertama, buatlah isian dengan mencampur kotoran ternak segar dengan air, perbandingannya 1:1 1/2. Kemudian, aduklah kotoran ternak yang sudah bercampur air itu sampai merata.

Ketika mengaduk, buanglah benda-benda keras yang mungkin ikut tercampur di dalamnya. Selanjutnya masukanlah isian yang telah siap ke dalam tabung pencerna melalui pipa pemasukan isian.

Pemasukan isian dihentikan setelah tabung percerna penuh yang ditandai dengan keluarnya buangan dari pipa buangan. Lalu, bukalah kran pengeluaran gas dan hubungkan dengan pipa pemasukan gas pada tabung pengumpul dengan menggunakan selang karet atau selang plastik yang telah disiapkan sebelumnya.

Masukkan air ke dalam drum besar tabung pengumpul gas sampai ketinggian sekitar 60 cm. Masukkan pula drum kecil kedalam drum besar yang telah diisi air, dan biarkan sebagian badan drum tengelam.

Tutup kran pengeluaran gas tabung pengumpul. Selang waktu 3-4 minggu, biasanya gas untuk pertama kalinya mulai terbentuk yang ditandai dengan terangkatnya drum kecil tabung  pengumpul gas. Gas pertama ini masih bercampur dengan udara sehingga belum dapat digunakan karena mudah meledak.

Gas pertama ini perlu dibuat dengan membuka kran pengeluaran gas tabung pengumpul. Setelah gas pertama terbuang habis yang ditandai dengan turunnya permukaan drum kecil pengumpul gas ke posisi semula, kran pengeluaran gas ditutup kembali.

Gas yang nantinya terbentuk sudut dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan. Pengisian isian selanjutnya dapat dilakukan setiap hari. Kebutuhan isian per hari sekitar 1 ember berukuran 22 liter.

E. Memanfaatkan biogas dan hasil buangannya

Biogas yang dihasilkan oleh alat yang telah dijelaskan cara kerjanya ini mempunyai kandungan energi atau tenaga. Biogas merupakan bahan bakar yang dapat menggantikan minyak diesel, bensin, kayu bakar, atau arang kayu, bahkan gas elpiji.

Sebagai perbandingan untuk 1 m3 biogas setara dengan 0,4 kg minyak diesel, 0,6 kg bensin, dan 0,8 kg arang kayu. Setelah biogas berhasil dikumpulkan, tentu anda akan bertanya, selanjutnya dapat digunakan untuk apa saja biogas ini?

Biogas mempunyai banyak manfaat karena di dalamnya mengandung gas methan yang mudah terbakar. Keberadaan gas ini dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Sebagai perbandingan, setiap kubik biogas dapat digunakan untuk keperluan sebagai berikut:
  1. Menjalankan mesin 1 PK selama 2 jam.
  2. Menghasilkan listrik 1,25 Kwh.
  3. Menyalakan kompor gas untuk masak tiga kali sehari bagi satu keluarga dengan jumlah anggota keluarga 5 orang.
  4. Menyalakan lampu setingkat dengan bola lampu 60 watt selama 6 jam.
  5. Menjalankan mesin tetas berkapasitas 1 kubik selama setengah jam.
Sebagai contoh, keperlun bahan bakar untuk memasak, biogas yang telah dihasilkan dapat disalurkan ke kompor gas. Kompor gasnya dapat dibuat sendiri atau membeli yang telah jadi. Pada dasarnya semua jenis kompor gas dapat digunakan dengan menggunakan biogas.

Dalam menggunakan kompor gas, hal yang perlu diperhatikan adalah kesesuaian campuran biogas dan udaranya. Jika campuran biogas dan udaranya tepat, makan api yang dihasilkan berwarna biru dan memiliki panas yang tinggi.

Jika kekurangan udara nyala apinya kuning. ini menandakan apinya kurang panas. Sebaliknya, jika kelebihan udara apinya akan mati dan biogasnya tidak mau menyala. Untuk menyesuaikan campuran yang tepat dapat dilakukan dengan menyetel alat pengatur pada kompor gas tersebut.

Di samping sebagai penghasil biogas, alat ini juga memberikan manfaat yang lain dengan dihasilkannya buangan. Buangan sebagai hasil sampingan dari pembuatan biogas ini dapat digunakan untuk memupuk tanaman.

Jika digunakan sebagai pupuk, buangan ini manfaatnya sema dengan pupuk kandang terutama dapat memperbaiki struktur tanah dan memberikan kandungan unsur hara yang dibutuhkan bagi pertumbuhan tanaman.

Bahkan, buangan mempunyai kelebihan lain, yaitu setelah keluar dari alat penghasil biogas biasanya telah matang, karena sebelumnya sudah mengalami proses pengeluaran di dalam alat. Cara penggunaan buangan untuk pupuk sama dengan penggunaan pupuk kandang seperti dijelaskan tadi.

F. Merawat alat penghasil biogas

Sampailah kita pada penggunaan akhir dari alat penghasil biogas yaitu perawatan. Yang paling penting dari perawatan alat penghasil biogas, yaitu menjaga alat tersebut agar tetap bersih dan menjaga kalu terjadi kebocoran.

Jika pada alat tersebut terjadi kebocoran, maka perlu secepatnya dilakukan penambalan agar gas tidak terbuang percuma. Pembersihan alat dapat dilakukan setiap enam bulan sekali. Hal ini penting dilakukan karena dasar tabung mudah timbul kerak kotoran dan mudah berkarat.

Demikian cara pemanfaatan kotoran terkan untuk menghasilkan biogas ini dilakukan. Semoga anda dapat mencobanya sendiri untuk mengatasi krisis bahan bakar yang dialami di Negara kita selama ini.


Sumber :Singgih Sastradihardja, S.Si dan Ir. Agus Sutardi

No comments for "Kotoran ternak menghasilkan biogas"