BAB II TINJAUAN PUSTAKA
3.7 Kerangka Metodologi
Langkah-langkah yang dilakukan penulis dalam melakukan penelitian:
Mulai
Batasan Masalah
Tugas akhir ini hanya membahas tentang potensi yang dapat dihasilkan kotoran hewan di UPTD Palangki menjadi biogas, desain detail reaktor biogas serta RAB reaktor biogas tersebut.
Rumusan Masalah
a. Seberapa besar potensi energi biogas yang dapat dihasilkan di UPTD Pasar Ternak Palangki ?
b. Bagaimana proses pembuatan desain detail reaktor biogas yang sesuai dengan UPTD Pasar Ternak Palangki ?
c. Bagaimana RAB desain reaktor biogas di UPTD Pasar Ternak Palangki ?
Survey Lapangan Studi Literatur
Identifikasi Masalah
a. UPTD Pasar Ternak Palangki merupakan salah satu pasar ternak terbesar di Sumatera Barat.
b. Pemanfaatan limbah kotoran hewan di UPTD Pasar Ternak Palangki yang belum maksimal.
A
Teknik dan Pengolahan Data 1. Menghitung Volume Biodigaster 2. Menentukan Model Biodigaster 3. Membuat RAB
Kesimpulan
Selesai Kesimpulan Gambar 3.2.
Kerangka Metodologi Pengumpulan Data :
Dalam penelitian ini data yang akan diambil adalah data primer dan data sekunder, data primer adalah data yang langsung diamati di lokasi penelitian, sedangkan data sekunder adalah data jumlah ternak di UPTD pasar ternak palangki di kantor UPTD pasar ternak palangki dan dinas peternakan Kabupaten Sijunjung
Analisa Data
A
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Umum
Berdasarkan Hasil Pengamatan sebelumnya pada UPTD pasar ternak Palangki Kabupaten Sijunjung, didapatkan hasil pengamatan bahwa kotoran hewan di UPTD pasar ternak Palangki belum terkelola dengan baik, kotoran hewan yang di UPTD hanya ditumpuk kemudian dibakar bersamaan dengan sisa-sisa pakan ternak yang terbuang.
4.2 Hasil
Dari penelitian yang telah dilakukan dalam menghitung jumlah energi atau jumlah potensi biogas, hal pertama yang harus diperhitungkan adalah berapa banyak jumlah bahan baku yang dihasilkan. Jumlah bahan baku ini akan menentukan berapa banyak potensi biogas yang dihasilkan dan volume alat pembentuk biogas tersebut. Jumlah bahan baku gas ini didapatkan dengan menjumlahkan kotoran yang dihasilkan pada jum’at sore sampai sabtu sore dalam minggu yang sama, jadi waktu tinggal hewan ternak di UPTD pasar ternak Palangki dapat diasumsikan menjadi satu hari.
4.2.1 Menghitung Potensi Biogas
Satu ekor sapi atau kerbau mampu menghasilkan kotoran sebanyak 25 kg/hari, pada UPTD pasar ternak Palangki, dari data tahun 2010 - 2015, jumlah ternak terbanyak dalam satu bulan terdapat pada tahun 2011 yaitu pada bulan Oktober, pada tahun itu dalam satu bulan hewan ternak pernah mencapai sebanyak 6014 ekor, jadi rata-rata setiap minggunya pada bulan itu mencapai 1504 ekor, maka kotoran yang dihasilkan ternak ini sebanyak 37600 kg/minggu, sehingga besar potensi biogas yang dapat dihasilkan adalah sebesar 37600 kg x 0,04 = 1504 m3/minggu.
Tabel 4.1 Nilai Kesetaraan Biogas dan Energi yang Dihasilkan
Penggunaan
Aplikasi Biogas 1m3 Setara Dengan
Penerangan 60 – 100 watt lampu bohlam selama 6 jam
Memasak Dapat memasak tiga jenis bahan makanan
untuk satu keluarga ( 5-6 orang ) Pengganti bahan bakar 0,7 kg minyak tanah
Tenaga Dapat menjalankan satu motor tenaga
kuda selama dua jam
Pembangkit tenaga listrik Dapat menghasilkan 1,25 kwh Sumber : Kristoverson dan Bokalders, 1991 dalam Hambali,2007.
Dengan kapasitas sebesar 1504 m3/minggu, maka biogas kotoran hewan dapat menjadi energi terbarukan di Nagari Palangki, kemudian manfaat lain dari mengolah kotoran hewan menjadi biogas adalah dihasilkan pupuk organik untuk tanaman. Pupuk organik yang dihasilkanpun memiliki kualitas prima dan siap pakai, usaha tersebut dapat mengurangi pemakaian pupuk kimia sehingga mampu mendukung terciptanya pertanian organik yang saat ini produknya banyak diminati ( Wahyuni, 2011).
4.2.2 Menghitung Volume Reaktor Biogas dan Menentukan Tipe Reaktor 4.2.2.1 Menghitung Volume Reaktor Biogas
Kotoran hewan yang telah diperoleh tadi harus ditambahkan air sebelum masuk biodigester agar bakteri dapat tumbuh dan berkembang dengan optimum.
Perbandingan komposisi antara kotoran hewan dengan air adalah 1:1. Dengan demikian, jumlah air yang ditambahkan adalah sebanyak 37600 kg, jadi jumlah massa total larutan kotoran padat (mt) adalah 75200 kg, maka untuk memperoleh volume larutan kotoran (Vf) adalah 75200 kg/1000 kg/m3 = 75,02 m3. Sehingga untuk menentukan volume biodigaster (Vd) adalah Vd =Vf.tr, tr adalah waktu penyimpanan di reaktor biogas, penyimpanan ini tergantung dari masuknya bahan biogas kedalam reaktor, sedangkan di UPTD Palangki dalam satu minggu hanya satu hari yang menghasilkan kotoran ternak.
Jadi, volume biodigaster yang sesuai dengan UPTD pasar ternak Palangki berdasarkan kapasitas maksimal UPTD dalam satu minggu ( kapasasitas maksimal pasar ternak yang hanya mampu menampung hewan ±1600 ekor/
minggu) dan juga memperhatikan kebutuhan serta biaya, jadi reaktor yang dipakai adalah dengan kapasitas 8 x 30 m3 (Toren air yang ada dipasaran).
4.2.2.2 Menentukan Tipe Reaktor Biogas
Untuk menentukan ini perlu pertimbangan – pertimbangan teknis dan ekonomis dalam menetukan tipe reaktor yang akan dibuat, hasil identifikasi masalah dengan cara studi literatur, konsultasi teknis dan kunjungan lapangan diperoleh kesimpulan bahwa bahwa reaktor tipe fixed dome dipilih untuk dibuat.
Bebarapa alasannya adalah : (a) Umur ekonomis dapat mencapai 20-25 tahun, (b) Terbuat dari bahan – bahan lokal, (c) Kontruksi berupa dome sehingga mampu menahan beban baik didalam maupun diatas permukaan tanah, (d) Kontruksi didalam permukaan tanah sehingga kestabilan suhu dapat terjamin, (e) Penghematan penggunaan lahan, (f) Operasional alat mudah dilakukan, (g) Perawatan relative lebih mudah dan murah ( Jan Lam,2005 )
4.2.3 Detail Desain Biodigaster ( Reaktor Biogas )
Reaktor biogas UPTD Pasar Ternak Palangki terdiri dari beberapa komponen pendukung, seperti : saluran masuk slurry (inlet), saluran keluar residu (outlet), ktup pengaman tekanan (water trap) dan saluran gas. Detail desain reaktor biogas di UPTD Pasar Ternak Palangki dapat dilihat pada lampiran V.
4.2.3.1 Saluran Masuk Slurry ( Inlet )
Campuran kotoran hewan (sapi atau kambing) dan air yang membentuk slurry dimasukkan melalui saluran masuk slurry.(Prometheus, 2005), saluran masuk slurry ini dilengkapi dengan alat pengaduk, inlet ini berbentuk tabung dengan volume 1 m3 (diameter 1,5 meter dan tinggi satu meter).
4.2.3.2 Reaktor Biogas
Digester biogas ini dibuat dari toren air dengan kapasitas 30 m3 , pemilihan bahan reaktor biogas ini berdasarkan kebutuhan dan untuk memudahkan dalam pembuatan reaktor biogas.
Slurry bisa dimasukkan hingga 3/4 volume tangki utama (Garcelon dkk).
Volume sisa di bagian atas tangki utama diperlukan sebagai ruang pengumpulan gas serta menghindari penyumbatan saluran gas oleh slurry.
4.2.3.3 Saluran Keluar Residu ( Outlet )
Bila aliran di dalam tangki cukup lancar (tidak ada sumbatan) maka kesetimbangan tekanan hidrostatik slurry akan menyebabkan sebagian residu keluar manakala slurry ditambahkan ke saluran masuk tangki utama ( Karim, dkk, 2005 ), Outlet ini berbentuk persegi dengan setiap sisi berukuran 3 meter.
4.2.3.4 Katup Pengaman Tekanan (Water Trap)
Prinsip kerja katup ini adalah pipa T mampu menahan tekanan di dalam saluran gas setara dengan tekanan kolom air pada pipa T tersebut (lihat-bagian pertama). Bila tekanan di dalam saluran gas lebih tinggi dari tekanan kolom air, maka gas akan keluar melalui pipa T, sehingga tekanan di dalam sistem reaktor akan kembali turun. Untuk reaktor yang terbuat dari kantung polyethylene, Aguilar dkk (2001) menyarankan tinggi air di dalam pipa T sebesar 8-10 cm.
4.2.3.5 Saluran Gas
Gas dari reaktor biogas ini bersifat korosif (Aguilar dkk, 2001), maka saluran gas disarankan dibuat dari bahan polymer (bisa berupa pipa PVC ataupun selang PVC dengan sambungan yang cukup kuat).
4.2.3.6 SOP ( Standard Operating Procedure ) Reaktor Biogas UPTD Pasar Ternak Palangki.
SOP ini berguna sebagai acuan dalam pelaksanaan kegiatan produksi biogas di UPTD Pasar Ternak Palangki, SOPnya adalah:
1. Pada bak inlet, pengadukan dilakukan secara mekanis dengan kapasitas maksimal 1 m3 ( Perbandingan air dan kotoran 1:1 )
2. Mengalirkan lumpur kedalam digester melalui lubang pemasukan. Pada pengisian pertama kedua katup gas yang ada diatas digester dibuka agar pemasukan lebih mudah dan udara yang ada didalam digester terdesak keluar.
3. Pada minggu pertama hasil pengadukan ( slurry ) dimasukkan ke dalam kompartemen pertama, slurry yang masuk maksimalnya ¾ ( ± 22,5 m3 ) dari kapasitas digester ( 30 m3 ), jika slurry belum mencapai ¾ dari digester, maka pengadukan minggu ke-2 tetap dimasukkan kedalam digester yang pertama sampai ¾ slurry memenuhi digester, jika sudah penuh baru digester yang ke-2 dapat digunakan.
4. Membuang gas yang pertama dihasilkan pada hari ke-1 sampai hari ke-8, membuang gas dilakukan pada hari ke-8 dengan membuka katup gas sekunder sedangkan katup gas primer tetap tertutup, 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. Pada kondisi ini dari hari ke-10 sampai hari ke-14 katup primer tetap terbuka.
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 kontiniu (Setiap hari sabtu) sehingga dihasilkan biogas yang optimal.
Untuk lebih mudah memahami SOP ini, perhatikanlah diagram alir dibawah ini :
Gambar 4.1 Diagram Alir SOP Reaktor Biogas UPTD Pasar Ternak Palangki
Masukkan kotoran sapi dan air kedalam inlet dengan perbandingan 1 : 1
Aduk kotoran sapi dan air sampai tercampur sempurna, dengan lama waktu pencampuran 5
menit dengan kecepatan 10 putaran/menit.
Alirkan campuran tersebut kedalam reaktor biogas dengan kondisi kedua katup terbuka, jika pengaliran
sudah selesai kedua katup ditutup kembali.
Pada hari ke-8 katup sekunder pada reaktor dibuka, sedangkan katup gas primer tetap tertutup
karena gas yang dihasilkan adalah CO2.
Pada hari ke-9 tutup katup gas sekunder, kemudian pada hari ke-10 sampai hari ke-14 buka katup gas primer,
karena baru terbentuk gas metan
Gas metan akan mengalir kedalam penampung gas
Selesai
4.2.4 Rencana Anggaran Biaya Biodigaster
Rincian Anggaran Biaya (RAB) adalah suatu dokumen yang berisi rincian komponen-komponen masukan (input) dari sebuah kegiatan serta besaran biaya dari masing-masing komponen. RAB merupakan penjabaran lebih lanjut dari unsur perkiraan biaya dalam Kerangka Acuan Kegiatan (Term Of Reference).
Dalam pembuatan reaktor biogas di UPTD Pasar Ternak Palangki juga diperlukan RAB agar dapat memperkirakan besaran biaya, ditabel bawah ini akan menjelaskan RAB untuk UPTD Pasar Ternak Palangki.
Tabel 4.2 Rencana Anggaran Biaya Pembuatan Reaktor Biogas di UPTD Pasar Ternak Palangki
NO URAIAN PEKERJAAN JUMLAH BIAYA (Rp)
1 PEKERJAAN REAKTOR Rp 376,118,040.10
2 PERPIPAAN DAN AKSESORIS Rp 28,256,146.80
3 PEMASANGAN AKSESORIS REAKTOR Rp 5,095,525.50
Jumlah Rp 409,469,712.40
Ppn 10% Rp 40,946,971.24
Jumlah Total Rp 455,416,683.64
Dibulatkan Rp 450,420,000.00
Terbilang: Empat Ratus Lima Puluh Juta Empat Ratus Dua Puluh Ribu Rupiah
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Pada Penelitian Studi Perancangan Reaktor Biogas di UPTD Pasar Ternak Palangki didapatkan hasil Kesimpulan sebagai berikut :
1. Berdasarkan Data dari UPTD Pasar Ternak Palangki, luasnya areal UPTD ini berbanding lurus dengan masukknya hewan ke UPTD ini yang mencapai 6014 ekor dalam satu bulan, jadi dapat diperkirakan potensi biogas yang dihasilkan pada minggu itu mencapai 1504 m3.
2. Berdasarkan kapasitas maksimal daya tampung hewan masuk UPTD Pasar Ternak Palangki, reaktor yang sesuai adalah dengan ukuran 8 x 30.000 L . 3. Berdasarkan perhitungan RAB untuk pembuatan reaktor di UPTD Pasar
Ternak Palangki mencapai Rp 450.420.000.
5.2 Saran
Dari penelitian yang dilakukan maka penulis dapat memberikan beberapa saran, yaitu sebagai berikut :
1. Untuk UPTD Pasar Ternak Palangki sebaiknya lebih memaksimalkan pengelolaan limbah yang ada dengan cara yang lebih professional dana jika dapat dimanfaatkan ini dapat mengurangi operasional pada UPTD.
2. Bagi pemerintahan Kenagarian Palangki dan Kabupaten Sijunjung ini merupakan peluang untuk menambah PAD..
DAFTAR KEPUSTAKAAN
Aguilar, FX., (2001), How to install a polyethylene biogas plant, Proceeding of the IBSnet Electronic Seminar, (The Royal Agricultural College,
Cirencester, UK. 5-23 March 2001)
Ervil Riko ,dkk,.“Buku Panduan Penulisan dan Ujian Skripsi”,Sekolah Tinggi Teknolgi Industri (STTIND) Padang, Oktober 2014.
Garcelon, J., Clark, J., Waste Digester Design, Civil Engineering Laboratory Agenda, University of Florida
Hambali, Erliza dkk. 2007. Teknologi Bioenergi. Jakarta: Agro Media Pustaka Karim, FX (2005), Anaerobic digestion of animal waste: Waste strength versus
impact of mixing, Bioresource Technology, 96, 1771-1791
Jan Lam. 2005. Evaluation Study for Biogas Plant Designs. Final Report of SNV(Netherlands Development Organization) Cambodia
Paimin, Ferry, B. 1995. Alat Pembuatan biogas Dari Drum. Jakarta: Penebar Swadaya.
Prometheus, (2005), http://www.prometheus-energy.com/digester.html
Setiawan A. I. 2002. Memanfaatkan Kotoran Ternak. Jakarta : PT. Penebar Swadaya.
Simamora, S. et al. 2006. Membuat Biogas Pengganti Bahan Bakar Minyak Dan Gas Dari Kotoran Ternak. Jakarta: Agro Media Pustaka.
Wahyuni, Sri. 2009. Biogas. Jakarta: Penebar Swadaya.
--- . 2011. Menghasilkan Biogas Dari Aneka Limbah. Jakarta: PT ArgroMedia Pustaka.
http://desainrumahkita.com/?Forum_Rumah_Kita:Arti_Penting_Gambar_Perencanaan
Lampiran I
Kondisi UPTD Pasar Ternak Palangki
BIODATA WISUDAWAN
Nama : Ashadi Rizki Zumaro Jenis Kelamin : Laki-Laki
Tempat/ Tanggal Lahir : Palangki / 02 Mei 1994 Nomor Pokok
Mahasiswa
: 1210024428001
Program Studi : Teknik Lingkungan Tanggal Lulus : 04 Maret 2017
IPK : 3,49
Predikat Lulus : Sangat Memuaskan
Judul Skripsi : Perancangan Reaktor Biogas di UPTD Pasar Ternak Palangki
Dosen Pembimbing :
1. Yaumal Arbi, MT 2. Andi Irawan, MT
Asal SMA : MAN Palangki / MAN 1 Sijunjung Nama Orang Tua : Azwar Rajo Palembang
Alamat :
Jr. Ranah Tibarau, Nagari Palangki, Kec. IV Nagari, Kab. Sijunjung