Bahan baku isian yang digunakan untuk memproduksi biogas pada penelitian ini adalah kotoran sapi yang terdapat di wilayah Peternakan Kebagusan, Jakarta Selatan. Sedangkan bahan dan alat yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut ;
Tabel 11. Bahan dan alat yang digunakan
No. Alat dan Bahan Unit Spesifikasi Bahan asal
1 Drum 2 230 lt Plat besi
2 Plastik 7 m D = 80 cm Polyethilen 3 Kran 2 D =0.5 “ Plastik 4 Kran 2 D = 0.5 “ Besi 5 Paralon 7 m D = 2 cm PVC 6 Sambungan siku 4 D = 0.5 “ PVC 7 Sambungan T 2 D = 0.5 “ PVC 8 Selang 2 m D = ¼ “ Plastik
Tabel 11. Bahan dan alat yang digunakan (lanjutan)
No. Alat dan Bahan Unit Spesifikasi Bahan asal
9 Pengencang 4 Alumunium
10 Lakban hitam 4 Karet lem
11 Semen 1 bal 12 Pasir 1 gerobak 13 Batu bata 100 14 Lahan 15 Kompor gas LPG 16 Termometer Alkohol
17 Kertas lakmus Merah-biru
18 Korek api 19 Oven
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Kondisi Umum Peternakan
Penelitian ini dilakukan di Peternakan Kebagusan, Jakarta Selatan. Peternakan ini terletak di daerah pemukiman dan terletak di belakang daerah perkantoran. Saluran pembuangan limbah kotoran sapi menuju selokan besar yang terdapat di dataran lebih rendah dari peternakan ini. Limbah kotoran sapi yang dihasilkan setiap harinya telah dimanfaatkan sebagai pupuk organik. Hanya limbah kotoran cair yang dibuang ke badan air sekitar dan sebagian limbah kotoran padat yang ikut mengalir, sedangkan limbah kotoran sapi yang padat disimpan dalam karung untuk dikeringkan menjadi pupuk.
Sejak bulan Juli 2009 peternakan ini tidak dapat memproduksi pupuk organik, karena lahan yang biasa digunakan sebagai tempat untuk mengeringkan limbah kotoran sapi sudah tidak dapat digunakan lagi. Limbah kotoran sapi yang dihasilkan hanya dimasukkan dalam karung dan diletakkan di sekitar kandang. Hanya sesekali ada pelanggan pupuk yang bersedia membawa limbah kotoran sapi masih dalam keadaan basah untuk dikeringkan di tempat mereka masing-masing. Namun pada bulan Oktober 2009, peternakan ini mulai memproduksi pupuk organik lagi. Pengeringan dan pengomposan dilakukan di bagian depan kandang, di tempat penelitian ini dilakukan.
A.1 Potensi Bahan Isian dan Potensi Pemanfaatannya
Peternakan Kebagusan, Jakarta Selatan memiliki 36 ekor sapi perah (pada tanggal 01 Maret 2009) dengan rincian umur yaitu, 15 ekor berumur kurang dari 1 tahun, 11 ekor berumur kurang dari 10 tahun, dan 10 ekor berumur di atas 10 tahun.
Limbah kotoran sapi yang dihasilkan setiap hari rata-rata ±500 kg dengan kadar air rata-rata 73.79 %, dengan perhitungan setiap sapi menghasilkan ±14 kg/hr/ekor. Limbah kotoran sapi di peternakan ini sudah terpisah dari air sehingga memiliki kadar padatan yang cukup besar. Oleh karenanya jika hendak digunakan sebagai bahan pembuat biogas
diperlukan kolam pencampur limbah kotoran sapi dan air agar terbentuk lumpur atau bubur sebelum bahan dimasukkan ke dalam digester.
A.2 Kebutuhan Energi Peternak untuk Memasak
Energi yang digunakan peternak setiap hari adalah gas LPG dengan lama penggunaan rata-rata selama 1.5 jam per hari, setara dengan 7224 kkal per hari. Setiap hari peternak memasak sehari-hari untuk sembilan orang. Bahan-bahan yang dimasak setiap hari dengan kompor gas LPG terdiri dari makanan lauk pauk, sayur mayur, nasi, dan air.
A.3 Kultur Peternak Setempat
Peternakan Kebagusan, Jakarta Selatan memiliki dua orang pekerja, satu orang untuk membersihkan kandang dilakukan pada pagi dan sore hari yang dibantu oleh pemilik dan anak peternak. Sedangkan pekerja yang satu mengambil rumput sebagai pakan sapi, pakan yang diberi adalah ampas tahu dan rumput.
A.4 Tata Letak Peternakan
Peternakan memiliki area bebas seluas 3 m x 5 m di bagian depan kandang, tempat ini sangat sesuai untuk dibangun instalasi pembangkit biogas. Selain itu, posisi area ini dekat untuk menjangkau ke dalam rumah dan tidak akan mengganggu aktivitas sehari-hari dari peternak untuk memerah susu dan membersihkan kandang. Tanah lapak milik orang lain yang digunakan sebagai tempat menyimpan besi-besi bekas, lay out peternakan terlihat pada Lampiran 2.
B. Rancangan Instalasi Pembangkit Biogas
Pada proses perancangan instalasi pembangkit biogas harus sesuai dengan kondisi riil di peternakan tersebut, perancangan terdiri dari rancangan fungsional dan struktural. Rancangan fungsional ditentukan terlebih dahulu untuk menentukan semua fungsi yang dibutuhkan pada pembuatan instalasi pembangkit biogas ini. Sedangkan rancangan struktural ditentukan berdasarkan kesediaan bahan di wilayah tersebut, ekonomi, dan tata letak
peternak, sehingga diperoleh dimensi dan bahan yang baik untuk menjalankan seluruh fungsi yang telah ditentukan.
B.1 Bak Pencampur
Berdasarkan pengamatan awal dengan mempertimbangkan kadar air kotoran sapi dan tata letak kandang, maka diperlukan bak pencampur kotoran dengan air. Bak pencampur yang digunakan adalah drum plastik dengan volume 220 liter, kemudian diberi lubang pada bagian bawahnya sebagai tempat keluarnya bahan isian yang telah siap dimasukkan. Pemilihan drum berdasarkan posisi digester yang dipendam untuk instalasi batch, sehingga lebih mudah untuk memanfaatkan drum plastik jika dibandingkan dengan membuat kolam penampung dari cor semen dan pasir.
Pada instalasibatch bahan isian dimasukkan sebanyak ½ dari volume digester sebesar 230 liter, sehingga bahan isian yang dimasukkan ke dalam digester seragam dengan mencampurkan bahan isian dalam drum plastik tersebut. Pada instalasi ini bahan isian dimasukkan hanya satu kali, sehingga pada saat drum tidak digunakan, maka drum dapat digunakan untuk hal lain. Sedangkan pada instalasi kontinyu bahan dimasukkan setiap hari setelah produksi biogas maksimum, untuk mencampurkan kotoran sapi dan air menggunakan ember dengan volume 5 liter. Hal ini dikarenakan volume digester kecil dan instalasi pembangkit biogas ini masih skala percobaan, sehingga bahan yang dimasukkan setiap hari pun sedikit (limbah kotoran sapi 1.2 kg dan air 1.8 kg).
B.2 Digester beserta Saluran Masuk dan Saluran KeluarnyaSludge
Desain digester yang digunakan adalah desain PTP-ITB yang terlihat pada Gambar 7, semua bahan yang digunakan pada digester ini adalah besi. Namun instalasi pembangkit biogas yang dibangun disesuaikan dengan kondisi di peternakan tersebut, terutama kondisi tata letak kandang. Hal ini bertujuan agar instalasi pembangkit biogas yang dibangun dapat berjalan dengan baik tanpa mengganggu aktivitas peternak sehari-hari, dapat dirawat dan diperbaiki dengan mudah oleh peternak.
Digester ini dibuat dua buah, satu untuk instalasibatchyang dipendam dalam tanah dan instalasi kontinyu yang diletakkan di atas permukaan tanah. Pada digester terdapat kran yang berfungsi untuk mengatur keluarnya biogas yang dihasilkan menuju penampung biogas sementara.
Gambar 7. Desain digeser PTP-ITB dalam Abdullahet all(1998). Berikut adalah penggalian tanah untuk menyimpan digester instalasibatch.
Gambar 8. Saat penggalian tanah untuk digester instalasibatch
Saluran masuknya bahan isian ke digester sama dengan saluran keluarnya bahan dari digester, tetapi pada saluran masuk terdapat corong. Pada bagian corong ini dicor dengan campuran dari semen, pasir, dan batu bata untuk menstabilkan posisi corong agar tak bergerak dengan dimensi coran 20 cm x 20 cm x 10 cm. Pada saluran keluarnya sludge juga dicor, supaya lubang keluaran sludge langsung berhubungan dengan kolam penampung sementara.
B.3 Penyalur Biogas
Pada awal pembuatan instalasi ini, penyalur biogas dari digester ke penampungan gas dan penyalur biogas dari penampung ke kompor gas menggunakan selang plastik berdiameter 1 inchi dan ¼ inchi seperti pada Gambar 9. Penggunaan selang plastik dengan diameter tersebut disesuaikan dengan kran yang terdapat pada digester. Namun setelah diuji, biogas yang dihasilkan tidak mampu naik ke penampung biogas. Hal ini dikarenakan struktur selang plastik yang dapat mengembang, sehingga tekanan yang diperlukan untuk menaikkan biogas ke penampung pun besar.
Gambar 9. Instalasi pembangkit biogas pada awal pembuatan
Setelah itu, penyalur biogas dari digester ke penampung diganti menggunakan pipa PVC berdiameter 2 cm terlihat pada Gambar 10, sambungan antar pipa menggunakan sambungan siku dengan lem pipa PVC.
B.4 Penampung Biogas
Penampung biogas sementara menggunakan plastik polyethilen berdiameter 80 cm dan panjang 2.5 m terlihat pada Gambar 16, pemilihan bahan plastik ini didasari oleh ketersediaan bahan di wilayah tersebut dan faktor ekonomi. Plastik diletakkan 1 m di atas permukaan tanah, kedua ujung plastik diikat dengan pengencang alumunium dan karet ban, kemudian dilapisi dengan lakban untuk mengencangkan. Diameter plastik setelah diikat menjadi 50 cm, sedangkan panjang plastik 2.5 m berdasarkan perhitungan awal, biogas yang akan dihasilkan dengan sebanyak 2.07 m3, perhitungan terdapat pada Lampiran 3.
Gambar 11. Plastik polyethilen yang digunakan untuk penampung biogas B.5 Kolam PenampungSludge
Kolam penampungsludge sementara berdimensi 50 cm x 50 cm x100 cm yang terbuat dari campuran semen, pasir, dan batu bata. Pemilihan dimensi ini berdasarkan luas area yang dimiliki di peternakan tersebut.
Gambar 12. Kolam penampungsludgesementara B.6 Kran Pengatur Keluarnya Biogas
Pengatur keluarnya biogas dari digester menggunakan kran besi, sedangkan kran yang digunakan antara penampung dan selang menuju kompor menggunakan kran plastik yang disambung dengan menggunakan penyambung pipa. Pengukuran tekanan menggunakan selang plastik yang dibentuk menjadi U telihat pada Gambar 13, dengan menggunakan sambungan bentuk T. Setelah itu, dilakukan unjuk kerja dari instalasi pembangkit biogas tersebut. Desain digester dan unit instalasi pembangkit biogas dapat dilihat pada Lampiran 4, 5, 6, dan 7.