Daftar IsiHalaman Judul : ........................... 1

Kata Pengantar : ........................... 2

Daftar Isi : ........................... 3

Bab I Pendahuluan

1.1 Latar Belakang : ........................... 4

1.2 Tujuan Pembahasan : ........................... 5

1.3 Pembahasan : ........................... 5

1.4 Metode Pengolahan Data ........................:6

Bab II Isi

2.1 Sejarah : ........................... 7

2.2 Struktur : ...........................

1. PENDAHULUAN

Ketika seseorang berbicara mengenai biogas, biasanya yang dimaksudadalah gas yang dihasilkan oleh proses biologis yang anaerob (tanpabersentuhan dengan oksigen bebas) yang terdiri dari kombinasimethane (CH4), karbon dioksida (CO2), Air dalam bentuk uap (H20),dan beberapa gas lain seperti hidrogen sulfida (H2S), gas nitrogen(N2), gas hidrogen (H2) dan jenis gas lainnya dalam jumlahkecil. Secara lebih singkat, biogas dapat diartikan sebagai “gasyang diproduksi oleh makhluk hidup”.

Dalam artikel seri pertama ini penulis tidak akan menceritakanmengenai konsep konsep yang melatarbelakangi biogas secaramendalam untuk menghindari terlihat seperti text-book :). Akantetapi disini penulis akan menceritakan dan mendokumentasikanpengalaman penulis mengenai pembuatan dan instalasi pembangkit(digester) biogas di areal Manglayang Farm yang menggunakan bahanbaku kotoran sapi seperti yang telah penulis lakukan.

Pembangkit yang kami buat adalah pembangkit biogas terbuat dariplastik polyethylene tubular dengan tipe pembangkit horizontalcontinous feed, biasa disebut juga tipe plug-flow, atau terkadangdisebut juga sebagai model Vietnam karena dikembangkan terakhirdisana.

Pertimbangan kami mengadopsi tipe ini adalah: a. Biaya relatifrendah b. Instalasi relatif mudah c. Bahan serta alat yangdigunakan dapat ditemukan di sekitar kota Bandung.

Ada banyak tipe pembangkit biogas yang telah diciptakan dandikembangkan. Tidak kurang dari Kolombia, Etiopia, Tanzania,Vietnam dan Kamboja telah mengembangkan pembangkit dengan hargamurah, dengan tujuan utama mereduksi biaya produksi denganmenggunakan bahan bahan baku yang tersedia di lokal dan instalasidan proses operasi yang sederhana. (Botero dan preston 1987;Solarte 1995; Chater 1986; Sarwatt et al 1995; Soeurn 1994; Khan1996).

Model yang digunakan ini berbasis dari model “red mud PVC” yangdikembangkan oleh Taiwan seperti dijelaskan oleh Pound et al(1981) yang kemudian lebih disederhanakan lagi oleh Preston dankawan kawan untuk pertama kali di Etiopia (Preston unpubl.), danKolombia (Botero dan Preston 1987) dan terakhir dikembangkan diVietnam (Bui Xuan An et al 1994).

Tujuan utama kami melakukan instalasi pembangkit biogas di arealManglayang Farm adalah bukan pencapaian produksi gas yangmaksimal. Namun selain sebagai proses pembelajaran teknologi, jugauntuk mendapatkan hasil keluaran dari pembangkit biogas yangmerupakan pupuk organik dengan kualitas baik.

2. PERSIAPAN INFRASTRUKTUR PEMBANGKIT

Mari kita lihat konsep dasar alur proses produksi biogas.

Gambar 1: Diagram Alur Proses produksi biogas

Tahapan awal adalah mempersiapkan bahan baku organik yang dapatdicerna oleh bakteri dan mikroorganisme yang ada didalampembangkit biogas. Dalam hal ini karena instalasi biogas dilakukandi areal peternakan sapi perah, bahan baku utama yang digunakanadalah kotoran sapi. Perlu diketahui, bahwa apabila yang menjaditujuan utama dari instalasi biogas adalah pencapaian produksi gasyang optimal, kotoran sapi bukan bahan baku yang baik.

Tahap selanjutnya adalah yang kami sebut dengan fase input. Didalam fase ini dilakukan pengolahan terhadap bahan baku agar dapatmemenuhi persyaratan yang telah kami tentukan sebelumnya yaitu:

a. Filtrasi pertama.Target dari penyaringan ini adalah bahan baku tidak mengandungserat yang terlalu kasar. Serat kasar disini berarti sampah sampahatau kotoran kandang selain kotoran ternak, seperti batang dandaun keras, sisa batang rumput dan kotoran lainnya yang sebagianbesar adalah sisa sisa pakan ternak yang terlalu kasar. Hal inidapat menimbulkan scum/buih dan residu di dalam pembangkit yangdapat mengurangi kinerja dari pembangkit itu sendiri.

b. Pencampuran dengan air dan pengadukan.Dilakukan pencampuran kotoran sapi dan air. Air sangat dibutuhkanoleh mikroorganisme di dalam pembangkit sebagai media transpor.Oleh karenanya tahapan ini cukup krusial mengingat campuran yangterlalu encer atau terlalu kental dapat mengganggu kinerjapembangkit dan menyulitkan dalam penanganan effluent (hasilkeluaran pembangkit biogas). Sebagai panduan dasar, campuran yangbaik berkisar antara 7% - 9% bahan padat. Disini juga dilakukanpengadukan agar campuran bahan organik – air dapat tercampurdengan homogen.

c. Filtrasi keduaTarget kami dengan melakukan penyaringan tahap kedua adalah untukmemisahkan kotoran sapi sebagai bahan baku organik pembangkitdengan bahan anorganik lain yang lolos di saringan tahap pertamaterutama pasir dan batu batu kecil. Proses ini cukup pentingmengingat kandungan bahan anorganik (pasir) di dalam pembangkittidak dapat dicerna oleh bakteri dan dapat menyebabkan residu didasar pembangkit.

d. Pemasukkan bahan organikKami membuat semacam katup/keran sederhana agar proses pemasukkanbahan organik kedalam pembangkit dapat dilakukan dengan semudahmungkin.

Memang cukup banyak parameter parameter yang perlu diperhatikandalam pembuatan pembangkit biogas ini (parameter dan syarat syaratlain seperti temperatur, rasio karbon – nitrogen, derajat keasamandan lainnya mudah mudahan dapat kami singgung di tulisanselanjutnya). Nampaknya hal hal inilah yang menjadi kendala

operasi dalam pemasyarakatan dan penggunaan pembangkit biogassecara masal di banyak negara.

Target kami dalam melakukan desain pembangkit dan infrastrukturini adalah pengerjaan dan operasi dapat dilakukan oleh anakkandang atau pegawai kebun. Sehingga proses proses yang rumit iniharus dibuat sesederhana mungkin dan tidak menambah bebanpekerjaan pegawai lebih banyak.

2.1 BAK MIXER

Di dalam bak ini kotoran ternak dicampur dengan air untuk kemudiandialirkan menuju pembangkit. Ukuran bak pencampur yang kami buatadalah 50x50x50cm sehingga volume yang dapat ditampung dengankapasitas maksimum 80% bak adalah 100 liter. Desain bak permanendengan bahan semen dan batu bata.

Gambar 2: Bak mixer

Bak mixer ini memiliki celah miring di kedua sisinya sebagai tumpuan filter/screen untuk memisahkan serat yang terlalu kasar. Screen ini dapat diangkat untuk dibersihkan.

Gambar 3: Bak mixer dengan screen terpasang

Screen terbuat dari kawat ayam dengan mesh +/- 1cm. Sebelumnya kami sudah mencoba dengan mesh yang lebih rapat, namun ternyata kotoran sapi tidak dapat lewat mesh tersebut. Dengan mesh 1cm inipun kami masih merasa terlalu rapat. Pada gambar terlihat bahwa serat yang kasar tersangkut pada screen.

Desain ini kami anggap masih belum cukup baik, karena untuk melakukan penyaringan, masih diperlukan effort yang besar untuk mengayak kotoran tersebut.

Gambar 4: Proses pengayakan kotoran, masih membutuhkan usaha yang cukup keras.

Di bagian belakang bak ini (arah kiri pada gambar 4) terdapat 1buah lubang (¾”) untukoverflow apabila air terlalu penuh atau apabilabak terisi air hujan. Kemudian 1 lubang lagi (2”) untukpencucian/drainase dan 1 lubang (PVC 4”) dengan sumbat untukpengaliran bahan baku ke dalam pembangkit.

2.2 PARIT PEMBANGKIT

Pembangkit yang terbuat dari plastik polyethylene kami tempatkansemi-underground, setengah terkubur di dalam tanah. Untuk ituperlu dibuatkan semacam parit sebagai wadah agar pembangkit yangberbentuk tubular dapat disimpan dengan baik.Parit ini berukuran panjang 6m, lebar atas 95cm, lebar bawah 75cm,tinggi di ujung input adalah 85cm, dan tinggi di ujung output95cm. Untuk lebih jelas, perhatikan skema berikut.

 Gambar 5: Skema parit pembangkit. (1) Dimensi Parit.(2). Bentuk parit yang cekung pada dasar, membentuk mangkok.

Dimensi parit yang dibuat sangat tergantung pada dimensipembangkit yang akan dibuat dan tentu ukuran plastik polyethylene(PE) yang tersedia di pasaran. Kami menggunakan plastik PE denganlebar bentang 150cm, sehingga apabila membentuk tubular,diameternya sekitar 95cm. Kapasitas pembangkit yang kami buatkurang lebih 4000 liter. Parit ini memiliki inklinasi sekitar 2 –3 derajat turun mengarah ke lubang output. Inklinasi ini dibuatuntuk memaksimalkan volume pembangkit yang dapat diisi oleh bahanbaku.

Setelah dilakukan penggalian parit, pembentukan dinding paritdapat dilakukan dengan campuran semen-tanah, semen-batu bata, atauseperti yang kami lakukan, menggunakan campuran air dan tanahsaja. Hal ini dilakukan untuk menekan biaya produksi. Tanah galiandicampur dengan air dan diaduk aduk dengan cara di injak injakhingga didapatkan tanah yang memiliki tekstur liat. Setelahnyadengan menggunakan sendok tembok dapat dibuat dinding, persisseperti menembok dengan semen. Cara ini sangat murah dansederhana, namun memang dari sisi ketahanan tidak baik, karenapengaruh suhu, dan campuran yang tidak homogen dinding tanah akanmudah retak dan pecah. Dinding ini perlu kami buat karena lokasipembangkit berada di tanah urugan, sebaiknya memang parit dibuatdi tanah bukan urugan, sehingga pembuatan dinding dapatmemanfaatkan kekerasan tanah yang ada.

 Gambar 6:Parit pembangkit, bagian atas adalah bak mixer.

 Gambar 7:Parit pembangkit, sudah dibuatkan tiang tiang

untuk atap

Seperti terlihat pada gambar, bagian atas parit untuk sementara ditutupi dengan bekas karung agar tidak pecah sebelum kantung plastik pembangkit masuk ke dalamnya. Yang perlu diperhatikan jugaadalah kerataan permukaan pinggir dan dasar parit. Pastikan tidak ada batu atau akar yang tersisa yang dapat melukai kantung plastik. Selain itu buatkan selokan kecil di sekeliling parit agarair tidak masuk ke dalam instalasi pembangkit.

PEMBANGKIT BIOGASDesain pembangkit biogas dari kantung plastik polyethylene ini adalah sebagai berikut:

 Gambar 8: Skema pembangkit biogas dari kantung plastik polyethylene.

Bagian cukup penting adalah yang ditandai dengan nomor 1 dan 2,dimana nomor 1 adalah gas outlet. Skemanya adalah sebagai berikut:

 

Gambar 9: Skema gas outlet. Kami menggunakan PVC ¾”.

Kami menggunakan koneksi selang 5/8” dari gas outlet menuju botoljebakan uap air. Sayang kualitas selang yang digunakan kurang baikkarena tidak anti tekuk. Kami merencanakan akan menggantinyaapabila ada kesempatan. Selang di klem ke socket selang plastikkemudian disambungkan ke PVC SDD dan dengan menggunakan lem PVCdisambung ke pipa PVC ¾”. Dari situ sebagai washer/cincindigunakan plastik yang dipotong dari jerigen bekas oli yangmenjepit washer kedua yaitu karet ban dalam mobil. Di dalamkantung plastik, juga terdapat 2 buah washer dan SDL. Trik lainyang kami lakukan adalah memotong ujung bawah SDL, sehingga dasarpermukaan SDL lebih tinggi terhadap cairan kotoran. Hal ini untukmenghindari terjadinya mampet pada saluran gas outlet.

Kami menyarankan untuk menggunakan karet ban dalam mobil untukmembuat washer, karena lebih tebal, selain itu karena dalamkegiatan ini banyak digunakan karet ban (motor), harap perhatikankualitas karet ban tersebut, terkadang ada yang karetnya sudahkeras sehingga mudah robek.

2.3.1 Mempersiapan Kantung Plastik Polyethylene

Kantung plastik polyethylene dengan lebar 150cm ini kami dapatkandi toko plastik di seputaran Gardu Jati, Bandung. Spesifikasinyaadalah 150x0.15. Ini adalah spesifikasi plastik yang paling tebalyang bisa kami dapatkan. Tentu akan lebih ideal bila plastik yangdigunakan adalah yang lebih tebal. Di pasaran tersedia lebar mulai80cm, 100cm, 120cm dan 150cm. Menurut FAO akan lebih baik apabilamenggunakan plastik yang memiliki anti ultra-violet (UV) sepertiyang digunakan di rumah rumah kaca (biasanya berwarna kuning agak

kehijau hijauan). Namun kami tidak dapat menemukan plastik UV yangmasih dalam kondisi kantung tubular (sisinya tidak terpotong).Harap diperhatikan juga penanganan terhadap plastik ini. PlastikPE adalah bahan yang cukup kuat, namun apabila terlipat dapatmeninggalkan goresan dan ketika terkena panas matahari dan airhujan bisa retak dan sobek. Kita tentu tidak menginginkan hal initerjadi. Oleh karenanya kami menyarankan untuk membeli danmenangani plastik secara hati hati dalam gulungan, jangan dilipat.Dalam percobaan instalasi ini kami menggunakan plastik dirangkapdua. Hal ini disebabkan masalah ketebalan dan kekuatan. Namunternyata aplikasi rangkap dua ini juga dirasa memiliki kekuranganyang akan kami jelaskan di bawah.

Pertama tama gelarlah alas untuk melindungi plastik dari bendabenda tajam seperti batu dan ranting pohon apabila anda akanmembuat di tanah lapang seperti yang kami lakukan. Tentu akanlebih baik apabila pembuatan pembangkit dilakukan di alas yanglicin seperti tegel keramik. Hati hati juga terhadap benda bendametal yang anda bawa seperti sabuk, jam tangan ataupun gantungankunci. Benda benda tersebut dapat melukai plastik, jaditanggalkanlah dahulu benda benda tersebut dari tubuh anda.

 Gambar 10: Menggelar plastik PE

 Gambar 11: Memotong lembar pertama

 Gambar 12: Memasukkan lembar ke dua, perhatikan tali karet untuk mengikat ujung

lembar ke dua.

 Gambar 13: Memancing lembar kedua

Teknik yang kami gunakan untuk merangkapkan plastik adalah denganmemasukkan sedikit bagian lembar ke dua dan diikat ujungnya dengantali, kemudian ujung tali yang satu lagi dilemparkan ke ujunglembar pertama. Selanjutnya tali tinggal ditarik dan plastiklembar ke dua masuk ke dalam lembar pertama dengan mudah.

Selanjutnya setelah ke dua lembar plastik disamakan ujungujungnya, dan lembar kedua dipotong, kini saatnya memasang gasoutlet.

Tentukan salah satu ujung yang akan menjadi ujung atas dan ukurlahsepanjang 1.5 meter dari ujung tersebut dan tandai dengan spidol.Tanda tersebut harus tepat berada di tengah tengah plastik,sehingga diharapkan gas outlet tepat berada di tengah ataspermukaan pembangkit.

Lubang yang akan dibuat sebaiknya lebih besar sedikit daridiameter luar dari ulir SDL (socket drat luar) gas outlet. Apabila

terlalu pas dikhawatirkan ujung plastik akan tertarik ketika andamengencangkan socket.

 Gambar 14: Memasang dan mengencangkan gas outlet.

 Gambar 15: Gas outlet sudah terpasang ditempatnya.

Langkah selanjutnya adalah memasang saluran kotoran, baik masukmaupun keluar. Ini adalah tahap yang perlu dikerjakan dengan hatihati karena memerlukan kerapihan agar tidak menimbulkan kebocoran.

Kami menggunakan pipa yang berbeda untuk saluran masuk dan keluar,karena .pertimbangannya adalah ketersediaan bahan yang ada digudang kebun Sebaiknya ukuran pipa masuk dan keluar adalah sama, kurang lebihmemiliki diameter antara 10 – 15cm. Dapat menggunakan PVC denganukuran 4” atau 6” (namun harganya mahal) bisa juga menggunakanpipa keramik (sudah agak sulit mencarinya di kota Bandung) ataumemakai ember plastik yang dipotong dasarnya dan disambung sertalain sebagainya, silahkan kreatif.

Panjang pipa kurang lebih 75 – 100cm. Masukkan setengah daripanjang pipa ke dalam 2 lembar plastik PE. Dan dengan hati hatilipat plastik menjadi satu dengan pipa (perhatikan gambar)

 

Gambar 16: Memasang pipa inlet 

 

Gambar 17: Melipat bagian tepi plastik sehingga rapih dan mudah untuk di ikat 

 

Gambar 18: Setelah dilipat, ikat dengan tali karet untuk memudahkan pengikatanselanjutnya. 

 

Gambar 19: Ikatan dimulai 25cm sebelum tepi plastik (1) menuju ke arah luar pipa (2)

Pastikan ikatan tali karet benar benar kuat, kembali mengingatkan,banyak tali karet bekas yang karetnya rapuh dan mudah putus. Andatidak ingin pembangkit anda bobol kan ? Ikatan dapat di rangkapuntuk memperkuat simpul. Yang perlu diperhatikan juga adalahpengikatan tali karet harus saling meliputi (overlap), dan ujungplastik jangan sampai terlihat, tambahkan beberapa putaran lagiuntuk memastikan sambungan kedap.

Dengan menggunakan dua lapis plastik PE kesulitannya adalah adanyaudara yang terjebak diantara lembar plastik tersebut. Hal ini kamirasa dapat memperpendek umur plastik. Sayangnya hal ini baru kamisadari belakangan setelah biogas terpasang. Solusinya adalahdengan mengeluarkan udara terjebak sebanyak ketika memasangkanpipa inlet dan outlet.

Menggelembungkan Pembangkit

Setelah kedua pipa terpasang dengan baik, langkah selanjutnyaadalah memindahkan pembangkit ke dalam ‘rumahnya’ yaitu parit yangtelah dibuat sebelumnya. Untuk memindahkan plastik pembangkit kamimenyarankan untuk menggelembungkan dahulu plastik pembangkitsehingga pembangkit dapat ‘duduk’ dengan rapih dan mengisi ruanganparit dengan baik. Selain itu fungsi penggelembungan adalahmemastikan bahwa semua sambungan telah terpasang dengan baik.

Karena konsep dasar pembangkit biogas adalah anaerob atau tidakbersentuhan dengan udara bebas, terutama oksigen, maka metoda yangkami gunakan untuk penggelembungan awal adalah mengisi plastikpembangkit dengan gas buang kendaraan bermotor. Metoda lain adalah

mengisi pembangkit dengan air. Namun karena ketersediaan air untukpenggelembungan terbatas, kami memilih menggunakan gas buang dariknalpot kendaraan operasional kami.Sebelumnya pipa outlet kita tutup terlebih dahulu dengan plastikkresek dan diikat dengan tali karet. Demikian pula dengan gasoutlet.

 Gambar 20: Mempersiapkan kendaraan dan saluran pengisian. 

 Gambar 21: Mulai melakukan pengisian. 

 Gambar 22: Dibutuhkan sekitar 5 menit untuk memompa kantung plastik 5000 liter. 

 Gambar 23: Pembangkit siap untuk dipindahkan!.

Karena menggunakan gas buang dari kendaraan berbahan bakar solar,plastik pembangkit sedikit ternoda oleh bercak bercak hitam dariuap gas buang. Rasanya bila menggunakan gas buang kendaraanpremium, hal ini bisa dihindari.

2.3.3 Memasang Pembangkit.

Pembangkit dapat segera dipasang. Setelah terpasang padatempatnya, kami mengisi pembangkit dengan sedikit air untukmenghindari terlipatnya plastik dan membuatnya duduk lebih enak.Pipa inlet dipasangkan pada lubang outlet dari bak mixer dandipasangkan sumbat, sedangkan gas outlet dan pipa outlet kamibiarkan tetap tertutup. Setelah pemasangan ini, pengisian sudahdapat dilakukan.

 Gambar 24: Memasang pembangkit

Proses pengerjaan yang kami lakukan membutuhkan waktu sekitar 8hari kerja efektif. 2 hari untuk membuat bak mixer (2 HOK; hariorang kerja), 5 hari (15 HOK) untuk membuat parit pembangkit dan 1

hari (2 HOK) untuk pembuatan pembangkit. Tenaga kerja yangdibutuhkan adalah 19 HOK sampai pembangkit terpasang.

Sekitar 20 hari kemudian, terlihat bahwa gas sudah mulai diproduksi. Indikatornya plastik pengembang mulai menggelembung dankeras.

 Gambar 25: Biogas mulai dihasilkan