KOMPOR LIMBAH RAKITAN BERBAHAN BIOGAS HASIL FERMENTASI

AMPAS TAHU AKTIFATOR

BOLUS HEWAN RUMINANSIA

Ika Sartika Saili

Alan Fery Kusuma

Mahasiswa Jurusan Biologi

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSOTAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Alamat : Jalan Ir. Sutami No. 36A, Kentingan Surakarta

Alamat Rumah: Jl. Indronoto No. 20 ngabeyan, Kartasura, Karang Anyar.

Telp. 08127112907 Email: partner.in_brutal@ymail.com

ABSTRAK

Indonesia merupakan negara yang terletak di garis khatulistiwa yang dianugrahi

oleh Tuhan YME, alam yang berlimpah ruah yang disinari oleh Matahari sepanjang

tahun dan menjadikan Indonesia kaya akan flora dan faunanya yang sangat beragam.

Sinar matahari ini adalah energi utama dalam siklus biokimia yang memegang peranan

penting terjadinya kehidupan tingkat satu dan seterusnya. Hal ini memungkinkan kita

mendayagunakan biogas dari ampas tahu aktifator bolus hewan ruminansia sebagai

energi alternatif terbarukan yang murah dan ramah lingkungan serta dapat

dimanfaatkan untuk memasak. Untuk itu penulis merancang dan membuat kompor

biogas dari ampas tahu yang efisien, mudah dalam pembuatannya dan terjangkau bagi

masyarakat menengah kebawah karena berasal dari barang tak terpakai disekitar kita.

Dengan diameter 240mm dan tinggi 180mm, kompor ini dapat digunakan untuk

memasak, merebus dan memanggang. Hasil dari penelitian biogas dari ampas tahu jauh

lebih baik dibandingkan menggunakan kotoran ternak. Waktu yang diperlukan untuk

memasak sama dengan apabila kita menggunakan LPG dan minyak tanah. Api dapat

berwarna biru, tidak berbau dan tidak mempengaruhi rasa dari masakan. Diharapkan

dengan kompor ini dapat mengurangi ketergantungan akan bahan bakar yang tidak

dapat diperbaharui serta dapat menarik lebih banyak rumah tangga lagi untuk beralih

dari menggunakan bahan bakar minyak tanah ataupun LPG ke biogas dari ampas tahu

ini.

1. PENDAHULUAN

a. Latar Belakang

Kelangkaan bahan bakar minyak, yang disebabkan oleh kenaikan harga minyak

dunia yang signifikan, telah mendorong pemerintah untuk mengajak masyarakat

mengatasi masalah energi bersama-sama (Kompas, 23 Juni 2005).

Kenaikan harga yang mencapai 100 dollar Amerika Serikat ini termasuk luar

biasa sebab biasanya terjadi saat musim dingin di negara-negara yang mempunyai

empat musim di Eropa dan Amerika Serikat. Masalah ini memang pelik sebagaimana

yang sering dikemukakan Presiden Susilo Bambang Yudhoyono dalam beberapa

kesempatan. Seruan serupa untuk semakin kritis dalam mengkonsumsi energi juga

semakin marak ditemukan. Bila diperhatikan, kampanye hemat energi memang terus

bermunculan.

Jika kita melihat tingkat konsumsi energi di seluruh dunia pada saat ini,

penggunaan energi diprediksikan akan meningkat sebesar 70% antara tahun 2000

sampai 2030, hal ini disebabkan karena semakin banyaknya energi yang dipakai untuk

memenuhi kebutuhan hidup manusia yang terus saja bertambah.

Sumber energi yang berasal dari fosil, seperti minyak bumi, gas alam, batubara,

panas bumi, yang saat ini menyumbang 87,7% dari total kebutuhan energi di seluruh

dunia diperkirakan akan mengalami penurunan disebabkan tidak lagi ditemukannya

sumber cadangan baru.

Cadangan sumber energi yang berasal dari fosil diseluruh dunia diperkirakan

hanya sampai 20 tahun untuk minyak bumi, 30 tahun untuk gas alam, dan 100 tahun

untuk batu bara.

Kondisi keterbatasan sumber energi di tengah semakin meningkatnya

kebutuhan energi dunia dari tahun ketahun (pertumbuhan konsumsi energi tahun 2009

saja sebesar 4,3 persen), serta tuntutan untuk melindungi bumi dari pemanasan global

dan polusi lingkungan membuat tuntutan untuk segera mewujudkan teknologi baru bagi

sumber energi yang terbaharukan.

Penghematan ini sebetulnya harus telah kita gerakkan sejak dahulu karena

pasokan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi adalah sumber energi fosil yang

tidak dapat diperbarui (unrenewable), sedangkan permintaan naik terus, demikian pula

harganya sehingga tidak ada stabilitas keseimbangan permintaan dan penawaran. Salah

satu jalan untuk menghemat bahan bakar minyak (BBM) adalah mencari sumber energi

alternatif yang dapat diperbarui (renewable).

Kebutuhan bahan bakar bagi penduduk berpendapatan rendah maupun miskin,

terutama di pedesaan, sebagian besar dipenuhi oleh minyak tanah yang memang

dirasakan terjangkau karena disubsidi oleh pemerintah. Namun karena digunakan untuk

industri atau usaha lainnya, kadang-kadang terjadi kelangkaan persediaan minyak tanah

di pasar. Selain itu mereka yang tinggal di dekat kawasan hutan berusaha mencari kayu

bakar, baik dari ranting-ranting kering dan tidak jarang pula menebangi pohon-pohon

di hutan yang terlarang untuk ditebangi, sehingga lambat laun mengancam kelestarian

alam di sekitar kawasan hutan.

Energi terbarukan lain yang dapat dihasilkan dengan teknologi tepat guna yang

relatif lebih sederhana dan sesuai untuk daerah pedesaan adalah energi biogas dengan

memproses limbah bio atau bio massa di dalam alat kedap udara yang disebut digester.

Biomassa berupa limbah dapat berupa kotoran ternak bahkan tinja manusia, sisa-sisa

panenan seperti jerami, sekam dan daun-daunan sortiran sayur dan sebagainya.

Beruntung, Indonesia merupakan daerah tropis yang sangat kaya akan ragam

flora maupun faunanya. Hal ini memungkinkan kita mengolah kekayaan tersebut. Sisa-

sisa metabolisme hewan maupun tumbuhan secara satuan maupun keseluruhan dapat

diolah menjadi energi alternatif terbarukan.

Orang indonesia mayoritas sangat senang mengkonsumsi panganan olahan dari

kacang kedelai (Rauvolia serpentina L.). Makanan hasil olahan dari suku kacang-

kacangan tersebut diketahui sangat baik manfaatnya bagi tubuh. Selain kaya akan

kandungan protein dan antioksidannya yang tinggi, tanaman ini juga sarat akan serat.

Hasil olahan tersebut seringkali menghasilkan bahan akhir yang tidak digunakan.

Misalnya saja dalam pembuatan tahu, akan dihasilkan ampas tahu. Memang beberapa

golongan masyarakat senang mengkonsumsi ampas tahu tersebut yang kemudian diolah

menjadi tempe gembus. Namun jumlah konsumennya tidak sebanding dengan total

limbah organik yang dihasilkan. Sebagai perbandingan, Jatmiko (pria 38 tahun) setiap

harinya menghasilkan 120 kg ampas tahu. Yang kemudian diolah menjadi tempe

gembus hanyalah 5 sampai 10 kg. Sehingga limbah organik yang tersisa tetap saja

masih sangat banyak.

Komposisi nutrisi ampas tahu dan limbah organik rumah tangga lebih baik

karena mengandung protein dan lemak lebih tinggi daripada kotoran ternak. Selain itu,

jumlah gas yang dihasilkan lebih besar.

Secara kuantitas, hasil penelitian yang dilakukan tim dosen peternakan di

Semarang menyebutkan bahwa biogas dari limbah organik menghasilkan gas methane

yang lebih ideal. Sebagai gambaran, 15,3 liter larutan feses sapi perah yang

dimasukkan dalam digester (tempat untuk mencerna biogas) setiap harinya dapat

menghasilkan 124,9 liter biogas. Adapun 2,4 liter larutan ampas tahu yang dimasukkan

dalam digester per hari dapat menghasilkan 381,82 liter biogas.

Sampah rumah tangga juga demikian. Dari 4,2 liter larutan limbah dapat

menghasilkan 420,01 liter biogas. Dengan jumlah larutan lebih sedikit, biogas yang

dihasilkan ampas tahu dan limbah organik hasilnya lebih besar (Sutaryo, 2010).

Gas methan terbentuk karena proses fermentasi secara anaerobik (tanpa udara)

oleh bakteri methan atau disebut juga bakteri anaerobik dan bakteri biogas yang

mengurangi sampah-sampah yang banyak mengandung bahan organik (biomassa)

sehingga terbentuk gas methan (CH4) yang apabila dibakar dapat menghasilkan energi

panas. Sebetulnya di tempat-tempat tertentu proses ini terjadi secara alamiah

sebagaimana peristiwa ledakan gas yang terbentuk di bawah tumpukan sampah di

Tempat Pembuangan Sampah Akhir (TPA) Leuwigajah, Kabupaten Bandung, Jawa

Barat, (Kompas, 17 Maret 2009). Gas methan sama dengan gas elpiji (liquidified

petroleum gas/LPG), perbedaannya adalah gas methan mempunyai satu atom C,

sedangkan elpiji lebih banyak.

Kebudayaan Mesir, China, dan Roma kuno diketahui telah memanfaatkan gas

alam ini yang dibakar untuk menghasilkan panas. Namun, orang pertama yang

mengaitkan gas bakar ini dengan proses pembusukan bahan sayuran adalah Alessandro

Volta (1776), sedangkan Willam Henry pada tahun 1806 mengidentifikasikan gas yang

dapat terbakar tersebut sebagai methan. Becham (1868), murid Louis Pasteur dan

Tappeiner (1882), memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan methan.

Pada akhir abad ke-19 ada beberapa riset dalam bidang ini dilakukan. Jerman

dan Perancis melakukan riset pada masa antara dua Perang Dunia dan beberapa unit

pembangkit biogas dengan memanfaatkan limbah pertanian. Selama Perang Dunia II

banyak petani di Inggris dan benua Eropa yang membuat digester kecil untuk

menghasilkan biogas yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Karena harga BBM

semakin murah dan mudah memperolehnya pada tahun 1950-an pemakaian biogas di

Eropa ditinggalkan. Namun, di negara-negara berkembang kebutuhan akan sumber

energi yang murah dan selalu tersedia selalu ada. Kegiatan produksi biogas di India

telah dilakukan semenjak abad ke-19. Alat pencerna anaerobik pertama dibangun pada

tahun 1900. (FAO, The Development and Use of Biogas Technology in Rural Asia,

1981).

Negara berkembang lainnya, seperti China, Filipina, Korea, Taiwan, dan Papua

Newginea, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat pembangkit gas bio

dengan prinsip yang sama, yaitu menciptakan alat yang kedap udara dengan bagian-

bagian pokok terdiri atas pencerna (digester), lubang pemasukan bahan baku dan

pengeluaran lumpur sisa hasil pencernaan (slurry) dan pipa penyaluran gas bio yang

terbentuk.

Dengan teknologi tertentu, gas methan dapat dipergunakan untuk

menggerakkan turbin yang menghasilkan energi listrik, menjalankan kulkas, mesin

tetas, traktor, dan mobil. Secara sederhana, gas methan dapat digunakan untuk

keperluan memasak dan penerangan menggunakan kompor gas sebagaimana halnya

elpiji.

Campuran udara dan biogas cukup krusial untuk menghasilkan api yang baik.

Campuran udara-biogas yang baik adalah sekitar 15:1 (15 udara dan 1 biogas). Nilai

kalori dari 1 meter kubik Biogas sekitar 6.000 watt jam yang setara dengan setengah

liter minyak diesel. Oleh karena itu Biogas sangat cocok digunakan sebagai bahan

bakar alternatif yang ramah lingkungan pengganti minyak tanah, LPG, butana, batu

bara, maupun bahan-bahan lain yang berasal dari fosil.

Limbah biogas, yaitu kotoran ternak yang telah hilang gasnya (slurry)

merupakan pupuk organik yang sangat kaya akan unsur-unsur yang dibutuhkan oleh

tanaman. Bahkan, unsur-unsur tertentu seperti protein, selulose, lignin, dan lain-lain

tidak bisa digantikan oleh pupuk kimia. Pupuk organik dari biogas telah dicobakan

pada tanaman jagung, bawang merah dan padi.

Dibawah ini pernyataan yang diadaptasi dari buku “Biogas and Waste

Recycling, The Philippine Experience” karya Felix Maramba, seorang pengembang

sistem biogas yang sukses, terkenal dan menguntungkan secara finansial.

“Pengembangan sistem biogas akan meningkatkan kehidupan sosial dan

ekonomi di daerah pedesaan. Caranya adalah dengan mengendalikan polusi yang

terjadi pada udara dan air, sehingga menjamin hidup yang lebih sehat. Biogas dapat

meningkatkan standar hidup yang berarti juga akan meningkatkan laju perekonomian.

Dengan memanfaatkan limbah dan bahan yang tersedia di daerah setempat sebagai

penunjang kebutuhan pertanian, dan dengan membuat lahan semakin produktif melalui

sistem daur ulang akan menimbulkan sebuah pola kehidupan pedesaan yang baik yang

menunjang kemandirian.”

Berusaha menemukan solusi dari melonjaknya LPG maupun kelangkaan

minyak tanah yang semakin terbatas, kami merancang kompor sederhana yang efisien

dan mudah dibuat dari bahan tidak terpakai. Kompor ini, menggunakan bahan bakar

berupa gas yang dihasilkan dari fermentasi ampas tahu dengan bantuan aktifator berupa

bolus hewan ruminansia.

b. Perumusan Masalah

Dari latar belakang diatas dapat di identifikasi beberapa masalah, maka dapat di

rumuskan permasalahan sebagai berikut:

1. Bagaimana cara mengatasi permasalahan energi berupa ketergantungan pada

sumber energi tidak terbaharukan yang semakin langka?

2. Bagaimana cara pengolahan limbah organik khususnya ampas tahu dengan

aktivator bolus sapi menjadi biogas sebagai pengganti LPG dan kayu bakar?

3. Bagaimana cara pemanfaatan biogas dari ampas tahu dengan aktivator bolus

hewan ruminansia?

4. Bagaimana cara memberdayakan limbah kaleng bekas sebagai kompor efektif

untuk biogas dari ampas tahu aktivator bolus hewan ruminansia?

c. Tujuan Penelitian

1. Menciptakan energi baru terbarukan dari limbah organik khususnya ampas tahu

berupa biogas.

2. Menjadikan ampas tahu sebagai bahan baku utama penciptaan energi baru

terbarukan berupa biogas dengan aktivator bolus hewan ruminansia.

3. Menjadikan biogas dari ampas tahu aktivator bolus hewan ruminansia sebagai

energi pengganti LPG dan minyak tanah di sektor rumah tangga kelas

menengah kebawah.

4. Menciptakan kompor biogas sederhana yang efektif dan efisien dari limbah

kaleng sehingga menunjang penggunaan sektor rumah tangga kelas menengah

kebawah.

d. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari hasil penelitian ini diharapkan:

1. Mengurangi pemakaian energi minyak bumi, bahan fosil dan gas alam,

khususnya minyak tanah yang sekarang ini cukup sulit didapat dang kalaupun

ada harganya sangat mahal.

2. Dengan Menggunakan kompor tenaga biogas dari ampas tahu ini masyarakat

mendapatkan sumber energi yang murah sehingga dapat menghemat ongkos

pengeluaran (belanja).

3. Orientasi ke depan yaitu untuk pengembangan kompor ini, memperbaiki segala

kekurangan yang ada dan menyebarluaskannya sehingga semakin banyak

kalangan masyarakat yang dapat menggunakan kompor serupa dengan sumber

energi berupa biogas dari ampas tahu.

2. KERANGKA PEMIKIRAN

Pada dasarnya sumber energi di dunia banyak dan tersebar dimana-mana. Tetapi

hanya sebagian saja yang banyak dimanfaatkan oleh manusia yaitu energi dari minyak

bumi, bahan fosil dan gas alam, sedangkan sumber energi lain seperti limbah organik,

angin, air, matahari, dan gelombang pasang sedikit sekali dimanfaatkan.

Sumber Energi Yang Tidak Dapat Diperbaharui

Sumber energi ini banyak digunakan disegala sektor sekarang ini. Sumber

energi ini yaitu yang berasal dari minyak bumi, bahan fosil, dan gas alam. Semua

sumber ini memerlukan proses yang panjang untuk mendapatkannya dan kemudian

dapat dimanfaatkan, sebagai contoh minyak bumi membutuhkan proses berjuta-juta

tahun. Sebaliknya, pengekplotasianya dilakukan terus-menerus dan bisa dibayangkan

pasti persediaannya akan menipis dan mungkin akan habis. Hal inilah mengakibat

harga minyak bumi dunia melonjak dengan tajam sampai mendekati 100 dolar AS per

barel (Kompas, 2009). Oleh karena itu sekarang ini para ahli berlomba untuk mencari

alternatif sumber energi sebagai energi untuk memasak.

Sumber Energi Yang Dapat Diperbaharui

Sumber energi ini belumlah banyak dimanfaatkan oleh banyak orang. Sumber

energi ini dapat berasal dari alam sekitar yaitu angin, matahari, gelombang pasang air

di pantai, biogas, maupun biomass (Suhut Simamora, 2006).

Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktifitas anaerobik atau fermentasi dari

bahan-bahan organik termasuk diantaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah

domestik (rumah tangga), sambah biodegradable atau setiap limbah organik yang

biodegradable dalam kondisi anaerobik.

Biogas merupakan alternatif energi terbarukan yang memiliki banyak

keunggulan dalam pengolahan dan penggunaanya. Biogas merupakan energi yang

ramah lingkungan,

Konstruksi Mesin

Konstruksi mesin merupakan rangkaian dari komponen-komponen tersendiri

yang disusun sedemikian sehingga menjadi satu kesatuan. Dan kesatuan yang telah

disusun itu dapat diterapkan sebagai sebuah bagian atau komponen lagi dari suatu

system yang lebih besar (Hagendoorn, 1989).

Komponen Utama yang Digunakan

1. Kaleng bekas makanan ringan

2. Plastik polyethylen

3. Gas bio dari ampas tahu

3. METODE PENELITIAN

a. Pengumpulan Data

Untuk mendesain kompor dan mengolah ampas tahu menjadi biogas yang ideal,

kami terlebih dahulu mengumpulkan data-data dari literatur yang ada. Data-data

tersebut berupa informasi mengenai sumber energi yang ada dan bagaimana energi-

energi tersebut dapat dimanfaatkan. Selanjutnya adalah pencarian bahan yang dapat

digunakan untuk mengumpulkan sumber energi tersebut sehingga dapat

dimanfaatkan. Data-data ini diperlukan untuk membuat disain prototipe yang akan

dibuat, sehingga dapat memenuhi kebutuhan pengguna.

b. Prototipe yang akan dibuat

Prototipe yang akan dibuat secara skematis terlihat seperti pada gambar

dibawah ini.

Gambar 1. Desain Skematis Kompor Tenaga Biogas

c. Alat dan bahan yang diperlukan

Adapun alat yang diperlukan untuk pembuatan prototipe ini adalah :

- Kaleng bekas biskuit diameter 20cm 1 buah

- Drum plastik kapasitas 180 liter 1 buah

- Selang plastik ± 10 meter

- Gas outlet (pvc 3/4) 1 buah

- Plastik Polyethylen (kapasitas ±200 liter) 1 buah

- Pengaduk 1 buah

Bahan yang diperlukan untuk memproduksi biogas :

- Ampas tahu 40 kg

- Bolus sapi 10 kg

- Air Secukupnya

d. Jalannya Penelitian

Tahap persiapan penelitian

Observasi

Yaitu dengan mengumpulkan data-data tentang bahan yang digunakan untuk

pembuatan kompor dan cara yang baik dalam mengolah limbah organik untuk

mendapatkan nilai gas metan yang mencukupi proses memasak melalui studi literatur

berupa buku, artikel koran, reviewing jurnal dan berbagai sumber lainnya dari

internet.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Biogas adalah gas yang dihasilkan dari proses penguraian bahan-bahan organik

oleh mikroorganisme pada kondisi langka oksigen (anaerob).

Komposisi biogas Komponen %

Metana (CH4) 55-75

Karbon dioksida (CO2) 25-45

Nitrogen (N2) 0-0.3

Hidrogen (H2) 1-5

Hidrogen sulfida (H2S) 0-3

Oksigen (O2) 0.1-0.5

Komponen Biogas

Biogas dapat dibakar seperti elpiji, dalam skala besar biogas dapat digunakan

sebagai pembangkit energi listrik, sehingga dapat dijadikan sumber energi alternatif

yang ramah lingkungan dan terbarukan.

Rauvolia serpentina L. atau yang lebih dikenal dengan sebutan kacang kedelai

sangat lazim dijumpai di Indonesia. Makanan hasil olahan dari suku kacang-kacangan

tersebut diketahui sangat baik manfaatnya bagi tubuh. Selain kaya akan kandungan

protein dan antioksidannya yang tinggi, tanaman ini juga sarat akan serat. Hasil

olahan tersebut seringkali menghasilkan bahan akhir yang tidak digunakan. Misalnya

saja dalam pembuatan tahu, akan dihasilkan ampas tahu.

Komposisi nutrisi ampas tahu dan limbah organik rumah tangga lebih baik

karena mengandung protein dan lemak lebih tinggi daripada kotoran ternak. Selain itu,

jumlah gas yang dihasilkan lebih besar.

Secara kuantitas, hasil penelitian yang dilakukan tim dosen peternakan di

Semarang menyebutkan bahwa biogas dari limbah organik menghasilkan gas methane

yang lebih ideal. Sebagai gambaran, 15,3 liter larutan feses sapi perah yang

dimasukkan dalam digester (tempat untuk mencerna biogas) setiap harinya dapat

menghasilkan 124,9 liter biogas. Adapun 2,4 liter larutan ampas tahu yang dimasukkan

dalam digester per hari dapat menghasilkan 381,82 liter biogas.

Sampah rumah tangga juga demikian. Dari 4,2 liter larutan limbah dapat

menghasilkan 420,01 liter biogas. Dengan jumlah larutan lebih sedikit, biogas yang

dihasilkan ampas tahu dan limbah organik hasilnya lebih besar (Sutaryo, 2010).

Bolus merupakan gumpalan-gumpalan makanan yang masih kasar yang belum

selesai diolah di dalam lambung sapi dan hewan ruminansia lainnya. Lambung pada

hewan ruminansia mempunyai peranan penting untuk menyimpan makanan sementara

yang akan dimamah kembali (kedua kali). Selain itu, pada lambung juga terjadi proses

pembusukan dan fermentasi. Lambung ruminansia terdiri atas 4 bagian, yaitu rumen,

retikulum, omasum, dan abomasum dengan ukuran yang bervariasi sesuai dengan umur

dan makanan alamiahnya. Kapasitas rumen 80%, retikulum 5%, omasum 7-8%, dan

abomasum 7-8%. Pembagian ini terlihat dari bentuk tonjolan pada saat otot sfinkter

berkontraksi.

Makanan dari kerongkongan akan masuk rumen yang berfungsi sebagai gudang

sementara bagi makanan yang tertelan. Di rumen terjadi pencernaan protein,

polisakarida, dan fermentasi selulosa oleh enzim selulase yang dihasilkan oleh bakteri

dan jenis protozoa tertentu. Dari rumen, makanan akan diteruskan ke retikulum dan di

tempat ini makanan akan dibentuk menjadi gumpalan-gumpalan yang masih kasar

(disebut bolus). Bolus akan dimuntahkan kembali ke mulut untuk dimamah kedua kali.

Dari mulut makanan akan ditelan kembali untuk diteruskan ke omasum. Pada omasum

terdapat kelenjar yang memproduksi enzim yang akan bercampur dengan bolus.

Akhirnya bolus akan diteruskan ke abomasum, yaitu perut yang sebenarnya dan di

tempat ini masih terjadi proses pencernaan bolus secara kimiawi oleh enzim. Selulase

yang dihasilkan oleh mikroba (bakteri dan protozoa) akan merombak selulosa menjadi

asam lemak.

Untuk mengetahui potensi bolus, kita tilik kembali kepada survei yang telah

dilakukan oleh badan pertanian di 7 Rumah Potong Hewan yang tersebar di berbagai

daerah di Jawa Tengah. Penemuan lokasi didasarkan atas jenis RPH (1 buah RPH

Tingkat I dan 6 buah RPH Tingkat II) dan letak geografis daerah (dataran rendah utara,

dataran rendah selatan). Sampel diambil untuk masing-masing ternak (sapi, kerbau,

kambing dan domba). Pengamatan dilakukan terhadap analisis proksimat, komponen

serat dan kecernaan. Data pendukung didapat dari instansiterkait. Pengaruh suhu dan

waktu terhadap daya hidup kelompok mikrobia dalam bolus ternak diteliti dengan

menggunakan Rancangan Acak Lengkap pola Faktorial 3x4x4 dengan 3 ulangan.

Faktor I adalah suhu penyimpanan (25o, 28o dan 31oC). Faktor II merupakan lama

penyimpanan (0, 4, 8 dan 12 hari). Faktor III adalah jenis bolus (sapi, kerbau, kambing

dan domba). Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari 112 RPH yang ada di Jawa

Tengah terdapat 333.339 pemotongan ternak ruminansia per tahun. Secara keseluruhan

daerah dataran tinggi bagian tengah mendominasi kegiatan pemotongan yang ada di

Jawa Tengah, yaitu 44.785 atau 13,43%, sapi adalah komoditas ternak terbesar yang

dipotong d rumah potong hewan. Dari jumlah tersebut dihasilkan bolus sebesar

5.535.105 kg/th. Hasil analisis proksimal dan komponen serat menunjukkan bahwa

kandungan protein kasar berkisar 18,42-20,31%, sedangkan komponen isi sel, KCBK

dan KCBO berturut-turut adalah 24,92-29,40; 51,34-54,32 dan 50,22-56,77%. Bolus

sapi ternyata memiliki kualitas yang paling baik meskipun kandungan protein kasarnya

paling rendah (918,42%). Terlihat pula bahwa suhu penyimpanan tidak berpengaruh

(P>0.05) terhadap daya hidup mikroba bolus. Mikroba pembentuk asam dalam bolus

sapi dan mikroba selulolitik dalam bolus kerbau sampai dengan hari ke-8 masih relatif

stabil dibandingkan dengan bolus ternak lain.

Sehingga demikian, ampas tahu sangat tepat apabila dikolaborasikan dengan

bolus untuk mendapatkan jumlah gas methane yang ideal didalam biogas.

Pembuatan Reaktor Biogas.

- Selang sepanjang ±10 m dibagi sama panjang menjadi dua.

- Drum plastik sebagai wadah ampas tahu dan bolus sapi diberi lubang dan

disambungkan dengan pipa paralon seukuran selang.

- Ujung lain dari selang tersebut disambungkan dengan pipa paralon yang

dipasang di salah satu sisi plastik polyethylen.

Menurut FAO akan lebih baik apabila menggunakan plastik yang

memiliki anti ultra-violet (UV) seperti yang digunakan di rumah rumah kaca

(biasanya berwarna kuning agak kehijau hijauan).

- Setiap sambungan dari selang dan pipa paralon direkatkan dengan

menggunakan karet elastis. Dapat berupa ban dalam motor yang telah dipotong

kecil memanjang terlebih dahulu. Sambungan harus dipastikan rapat dan tidak

mengalami kebocoran.

Desain reaktor biogas dari kantung plastik polyethylene ini adalah sebagai

berikut:

skema reaktor biogas dari kantong plastik polyethylen

Bagian cukup penting adalah yang ditandai dengan nomor 1 dimana nomor 1

adalah gas outlet. Skemanya adalah sebagai berikut:

skema gas outlet

- Ujung lain dari plastik polyethylen yang juga disatukan dengan pipa paralon,

kemudian disambungkan dengan potongan lain dari selang yang telah di potong

menjadi dua dengan bantuan gas outlet seperti skema di atas.

- Ujung lain dari selang tersebut kemudian disambungkan dengan pipa paralon

dengan pengontrol debit gas yang berhubungan dengan prototipe kompor yang

telah dibuat.

Pembuatan prototipe kompor biogas sederhana

- Kaleng bekas makanan ringan diberi celah disisi atas kaleng seukuran pipa

sambungan ke selang reaktor biogas.

- Pipa sambungan tersebut diberi keran pengatur besar kecilnya debit biogas yang

keluar.

- Kaleng kemudian dibalik. Bagian dasar kalenglah yang akan digunakan sebagai

tempat keluarnya api. Sisi tersebut kemudian diberi lubang tempat keluar api

sebanyak 30 buah agar api yang keluar lebih rata.

- Lubang tempat keluarnya api dapat dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan.

- Kompor diberi penumpu sebagai tatakan panci.

- Saat ingin menyalakan kompor, keran pengatur debit gas dibuka sedikit.

Kemudian api disulut menggunakan korek api pada kompor.

- Besar api dapat disesuaikan dengan kebutuhan dengan cara memperbesar

ataupun memperkecil debit gas yang masuk ke kompor.

Tahapan awal pembuatan biogas adalah mempersiapkan bahan baku organik

yang dapat dicerna oleh bakteri dan mikroorganisme yang ada didalam pembangkit

biogas berupa ampas tahu dan bolus hewan ruminansia (Sapi). Bolus sapi digunakan

sebagai aktivator untuk memancing perkembangbiakan bakteri dan mikroorganisme di

dalam digester biogas.

Tahap selanjutnya adalah yang kami sebut dengan fase input. Di dalam fase ini

dilakukan pengolahan terhadap bahan baku agar dapat memenuhi persyaratan yang

telah kami tentukan sebelumnya yaitu:

a. Pencampuran dengan air dan pengadukan.

Dilakukan pencampuran ampas tahu, kotoran sapi dan air. Air sangat

dibutuhkan oleh mikroorganisme di dalam pembangkit sebagai media transpor. Oleh

karenanya tahapan ini cukup krusial mengingat campuran yang terlalu encer atau

terlalu kental dapat mengganggu kinerja pembangkit dan menyulitkan dalam

penanganan effluent (hasil keluaran pembangkit biogas). Campuran yang baik berkisar

antara 7% - 9% bahan padat. Disini juga dilakukan pengadukan agar campuran bahan

organik – air dapat tercampur secara homogen.

b. Pemasukkan bahan organik

Kami membuat semacam katup/keran sederhana agar proses pemasukkan bahan

organik kedalam pembangkit dapat dilakukan dengan semudah mungkin.

c. Pemeraman atau tahap Fermentasi

Setelah kurang lebih 10 hari reaktor biogas dan penampung biogas akan terlihat

mengembung dan mengeras karena adanya biogas yang dihasilkan. Biogas sudah dapat

digunakan sebagai bahan bakar, kompor biogas dapat dioperasikan.

d. Pengadukan

Reaktor biogas sekali-sekali perlu digoyangkan supaya terjadi penguraian yang sempurna dan gas yang terbentuk di bagian bawah naik ke atas yang juga dilakukan setiap kali pengisian rektor dilakukan.

Pengisian bahan biogas selanjutnya dapat dilakukan setiap hari, yaitu sebanyak + 40 liter setiap pagi dan sore hari. Sisa pengolahan bahan biogas berupa sludge (lumpur) secara otomatis akan keluar dari reaktor setiap kali dilakukan pengisian bahan biogas. Sisa hasil pengolahan bahan biogas tersebut dapat digunakan langsung sebagai pupuk organik, baik dalam keadaan basah maupun kering.

Cukup banyak parameter-parameter yang perlu diperhatikan dalam pembuatan

pembangkit biogas ini (parameter dan syarat syarat lain seperti temperatur, rasio karbon

– nitrogen, derajat keasaman dan lainnya). Dalam kebanyakan scene, hal inilah yang

menjadi kendala operasi dalam pemasyarakatan dan penggunaan pembangkit biogas

secara masal di banyak negara.

Diagram Alur Proses Produksi Biogas

Jenis bahan organik yang diproses sangat mempengaruhi produktifitas sistem biogas disamping parameter-parameter lain seperti temperatur digester, pH, tekanan dan kelembaban udara.

Salah satu cara menentuka bahan organik yang sesuai untuk menjadi bahan masukan sistem Bio-gas adalah dengan mengetahui perbandingan Karbon (C) dan Nitrogen (N) atau disebut rasio C/N.

Beberapa percobaan yang telah dilakukan oleh ISAT menunjukkan bahwa aktifitas metabolisme daribakteri methanogenik akan optimal pada nilai rasio C/N sekitar 8-20.

Manfaat energi biogas adalah sebagai pengganti bahan bakar khususnya minyak tanah dan dipergunakan untuk memasak. Dalam skala besar, biogas dapat digunakan sebagai pembangkit energi listrik. Di samping itu, dari proses produksi biogas akan dihasilkan sisa kotoran ternak yang dapat langsung dipergunakan sebagai pupuk organik pada tanaman/budidaya pertanian.

1. KESIMPULAN DAN SARAN

a. Kesimpulan

Menciptakan energi baru terbarukan dari limbah organik khususnya ampas tahu

berupa biogas.

Menjadikan ampas tahu sebagai bahan baku utama penciptaan energi baru

terbarukan berupa biogas dengan aktivator bolus hewan ruminansia.

Menjadikan biogas dari ampas tahu aktivator bolus hewan ruminansia sebagai

energi pengganti LPG dan minyak tanah di sektor rumah tangga kelas menengah

kebawah.

Menciptakan kompor biogas sederhana yang efektif dan efisien dari limbah kaleng

sehingga menunjang penggunaan sektor rumah tangga kelas menengah kebawah.

1. Limbah ampas tahu merupakan bahan organik yang tepat untuk menghasilkan

biogas karena mampu menghasilkan gas methane lebih banyak dengan

komposisi ampas tahu yang lebih sedikit dibandingkan dengan kotoran ternak.

2. Biogas dari ampas tahu dapat difungsikan dengan bantuan aktivator bolus

hewan ruminansia (sapi) karena nilai protein kasarnya lebih besar dibanding

setelah menjadi feses.

3. Biogas hasil fermentasi ampas tahu dengan aktivator bolus dapat memenuhi

prasyarat pemenuh kebutuhan masak-memasak sehingga dapat dijadikan

energiterbarukan menggantikan LPG dan minyak tanah.

4. Kompor yang dirancang efektif dan efisien dapat digunakan oleh masyarakat

menengah kebawah karena mudah pembuatan dan penggunaannya, serta sangat

terjangkau.

b. Saran

1. Sebuah operasi biogas yang sukses, sukses dalam arti dapat menghasilkan atau

menabung uang lebih banyak daripada biaya yang dikeluarkan adalah sebuah

operasi bisnis. Oleh karenanya, sebuah pembangkit biogas harus dipandang

sebagai bagian sebuah sistem. Sistem yang terdiri dari banyak hal, tanki

penyimpan gas, kolam ikan atau tanaman air, lahan pertanian, ternak, produksi

pupuk dan gas, dan sebagai bisnis serta keahlian teknis.

2. Tujuan utama dalam implementasi biogas biasanya adalah sebagai energi

pengganti yang dapat mengurangi biaya yang diperlukan untuk memasak.

Nampaknya hal ini harus kita tinjau ulang secara lebih seksama. Mengapa?

Karena faktanya, penggunaan tungku kayu bakar berbahan tanah liat

membutuhkan biaya yang lebih murah dari biogas, lebih mudah dibuat,

dioperasikan dan di rawat. Bila dibandingkan dengan perapian kayu bakar

biasa, tungku tanah liat menggunakan bahan bakar lebih irit dan tidak

menimbulkan polusi asap di dalam ruangan (karena memiliki cerobong keluar).

3. Sistem biogas yang profitable seharusnya di desain secara lebih terintegrasi,

digunakan untuk menjalankan mesin statis yang dapat memutar generator

penghasil listrik, sekaligus sebagai pabrik penghasil pupuk dan penyubur bagi

kolam ikan, taman atau lahan pertanian.

4. Perawatan dan operasi sistem biogas ini memang cukup rumit, hal inilah

tampaknya yang mendasari bahwa banyak instalasi biogas di negara di dunia

yang kurang berhasil dalam jangka panjang.

DAFTAR PUSTAKA

Abdul Halim, Dr. 2007. Menggapai Energi, Dimensi Warta Sains dan Teknologi. ISSN

1344-0748. Institute for Science and Technology Studies Chapter Japan.

Bajracharya, T.R., A. Dhungana., N. Thapaliya dan G. Hamal. 1985. Purification and

Compression of Biogas : Research Experience. Journal of The Institute of

Engineering 7 (1) : 1 – 9.

Departemen Pertanian. 2009. Pemanfaatan Limbah dan Kotoran Ternak Menjadi

Energi Biogas. Seri Bioenergi Pedesaaan. Direktorat Jenderal Hasil Pertanian

Direktorat Jenderal Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian, Jakarta.

Departemen Pertanian. 2006. Pengembangan Biogas Ternak Bersama Masyarakat

(BATAMAS). Direktorat Budidaya Ternak Ruminansia, Jakarta.

Filino Harahap (Trans). 1987. Thermodinamika Teknik. Jakarta: Erlangga.

Hagendoorn. J.J.M, Sujono (Trans). 1999. Kontruksi Mesin. PT. Rosda Jaya Putra,

Jakarta.

Houdkova L., J. Boran., J. Pecek and P. Sumpela. 2008. Biogas-A Renewable Source of

Energy. Journal of Thermal Science 12(4) : 27 -33.

Nurhasanah, A., T.W. Widodo., A. Asari dan E. Rahmarestia. 2006. Perkembangan

Digester Biogas di Indonesia. http://www.mekanisasi.litbang.go.id. (27

Februari 2011)

Sriati Djaprie (Trans). 1999. Teknologi Mekanik. Jakarta: Erlangga.

Suhut Simamora dkk. 2008. Membuat Biogas Pengganti Bahan bakar Minyak & Gas

Dari Kotoran Ternak. Jakarta: PT. AgroMedia Pustaka.

Sumanto. 1999. Pengetahuan Bahan untuk Teknik Mesin dan Listrik. Yogyakarta: Andi

Offset.

……...Harga Minyak Mendekati Level $100 US. 12 Desember 2009. Jakarta: Kompas.

“LOMBA CIPTA KOMPOR BERBAHAN BAKAR ALTERNATIF” 2011

KOMPOR LIMBAH RAKITAN BERBAHAN BIOGAS

HASIL FERMENTASI AMPAS TAHU AKTIFATOR

BOLUS HEWAN RUMINANSIA

Ika Sartika Saili (M0409026) / 2009

Alan Fery Kusuma (M0409004) / 2009

DOSEN PEMBIMBING

Dr. Sunarto, Drs., M.S.

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011

i

LEMBAR PENGESAHAN KARYA TULIS ILMIAH MAHASISWA“LOMBA CIPTA KOMPOR BERBAHAN BAKAR ALTERNATIF” 2011

Surakarta, 1 Maret 2011

Ketua Jurusan Biologi FMIPA UNS Ketua Pelaksana

Kegiatan

Dra. Endang Anggarwulan, M. Si. Ika Sartika SailiNIP. 19500320 1978032001 NIM. M0409026

Mengetahui,Mengetahui PDIII Pembimbing Kegiatan

Fakultas MIPA UNS

Dr. Sunarto, Drs., M.S. Dr. Sunarto, Drs., M.S.NIP. 195409 05 1991031 002 NIP. 195409 05 1991031 002