metode penelitian_bab 1 (1)

7/26/2019 Metode Penelitian_Bab 1 (1)

1/8

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LatarBelakang

Dalam era globalisasi sekarang ini, penggunaan energi dilakukan besar-besaran. Padahal

energi tersebut pasti akan habis apabila diambil terus-menerus. Dengan memanfaatkan barang-

barang disekitar kita, diharapkan agar dapat dibuat energi alternatif yang ramah lingkungan dan

mengurangi penggunaan bahan bakar fosil. Selain dapat mencemari lingkungan, bahan bakar

fosil juga dapat merusak lapisan ozon. Menurut penelitian, lapisan ozon sekarang telah bolong

dan semakin menipis. Tentu ini sangat berbahaya bagi kelangsungan kehidupan di bumi, baik

untuk manusia, hean, dan tumbuhan karena lapisan ozon dapat menahan sinar matahari yang

berbahaya, seperti sinar ultra!iolet yang dapat menyebebkan kangker kulit

Salah satu sumber energi yang paling banyak digunakan adalah minyak fosil atau ""M.

Penggunaan ""M yang semakin meningkat dan ketersediaan yang semakin menipis telah

menyebabkanharga ""M meningkat secara derastis. #ondisi ini tentu sangat mengkhaatirkan,

sebab hal ini dapat menyebabkan meningkatnya semua kebutuhan pokok manusia. Di sisi lain,

pengembangan usaha peternakan juga menimbulkan permasalahan tersendiri. $imbah ternak

yang dihasilkan selama ini hanya dibiarkan begitu saja, padahal limbah ternak ini dapatmenyebabkan pencemaran disegala aspek lingkungan. Menurut %rutzen &'()*+, kontribusi emisi

metan &%+ dari peternakan mencapai /-012 dari total emisi yang dilepaskan ke atmosfir. 3as

metan tersebut terbentuk melalui proses fermentasi kotoran ternak &feses dan urine+ oleh mikroba

secara anaerob. $imbah cair ternak dapat menyebabkan pencemaran lingkungan perairan.

Penelitian 4iboomoekti &'((5+ dari limbah cair 6P cakung, 7akarta yang dialirkan ke sungai

"uaran mengakibatkan kualitas air menurun, yang disebabkan oleh kandungan sulfida dan

amoniak bebas di atas kadar maksimum kriteria kualitas air. Selain itu, limbah cair merupakan

media pertumbuhan yang baik untuk berbagai bibit penyakit seperti cacing dan mikroba patogen

lainnya.

Salah satu cara untuk mengatasi kedua permasalahan tersebut adalah dengan

pemanfaatan limbah ternak menjadi biogas. 8amun pengembangan biogas selama ini mengalami

hambatan karena berbagai sebab, misalnya faktor harga, ketersediaan bahan baku, presedur


2/8

operasional, dan lain sebagainya. Selama ini biogas yang dikembangkan adalah tipe 9i:edom,

yaitu biogas yang dibuat dengan menggunakan dinding semen yang berbentuk kubah. "iogas

model ini memiliki kendala dalam pengembangannya sebab biaya pembuatan instalasinya sangat

rumit dan memerlukan biaya yang sangat mahal. Selain itu, diperlukan kotoran ternak yang

cukup banyak sehingga diperlukan ternak yang dikandangkan dalam jumlah besar. kondisi ini

tentu sangat tidak sesuai dengan pola peternak di;ndonesia, dimana petani hanya memelihara

ternak dalam skala kecil &berkisar < 1 ekor+. =leh karena itu, diperlukan suatu tipe biogas yang

dapat dibuat dari bahanbaku lokal serta dapat digunakan pada skala usaha peternakan rakyat

yang sifatnya hanya sebagai usaha sampingan.

Teknologi biogas merupakan teknologi yang relatif sudah sangat tua dikembangkan dan

digunakan di berbagai negara sejak puluhan tahun yang lalu. Teknologi ini mudah diaplikasikan

dan di operasikan bahkan di berbagai belahan dunia, mulai dari pedalaman >frika dengan teknik

super sederhana, sampai skala industri di 7erman. Teknologi ini sangat sesuai dikembangkan di

"andar Pacitan, mengingat Pacitan merupakan salah satu sentra penghasil ternak terbesar

di;ndonesia.

Selain potensi aplikasinya yang memadai &mudah dibuat+, produksi biogas juga

memberikan nilai tambah ekonomis bagi masyarakat sebagai sarana penyedia energi siap pakai.

"erdasarkan basis perhitungan pemanfaatan kotoran ekor sapi, maka produksi biogas dapat

mencapai 'm0 perhari. ' m0 "iogas setara dengan?

*/-'// att lampu bohlam selama * jam.

1-* jam memasak menggunakan kompor gas

Setara dengan /,5 liter bensin

Dapat memproduksi ',1 kh listrik

7ika kita menggantungkan terus pada "ahan "akar Minyak &""M+ dan 3as sebagai

energi utama tanpa mencari alternatif lain maka beban hidup akan semakin berat terutama

masyarakat kecil pedesaan padahal ada alternatif yang mudah dengan membuat biogas dari

kotoran ternak. Pemerintah sudah saatnya mengalokasikan sebagian dari pengurangan subsidi

""M untuk mengembangkan biogas dari kotoran ternak keseluruh pelosak pedesaan.

Memang penemuan ini adalah ino!asi baru yang cukup mengejutkan, mengingat baha

di ;ndonesia terdapat sekitar '',0 juta ekor sapi yang kalau 1/2 nya dimanfaatkan kotorannya

untuk biogas, ;ndonesia bisa menghemat 6p.5,) triliun@tahun. 7ika kita menilik pada skala yang


3/8

lebih kecil, menurut data yang saya kutip di website resmi "PS &"adan Pusat Statistika+, di

laman http?@@sumsel.bps.go.id@linkTabelStatis@!ie@id@1, pada tahun /', jumlah sapi di

SumSel mencapai 1.5/ ekor. 7ika 1,*1 juta ekor sapi dapat menghemat hingga 6p.5,)

triliun@tahun, maka dengan jumlah populasi sapi di Sumatera Selatan, pemerintah sudah bias

menghemat hingga 6p 005 Miliar@tahun. Selain sumber energi altenatif, teknologi biogas juga

membantu dalam mengurangi !olume limbah buangan. Selain itu, teknologi ini juga tergolong

ramah lingkungan. Metana dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batu

bara dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit.

1.2 Rumusan Masalah

>gar penelitian lebih mudah dan terarah, maka peneliti perlu merumuskan masalah yang telah

dipilihnya itu. 6umusan masalah tersebut adalah sebagai berikut,

'+ "agaimanakah cara pengolahan kotoran sapi menjadi biogas.

+ "agaimanakah pemanfaatan biogas dari kotoran sapi sebagai energi alternatif.

1.3 Tujuan

Tujuan umum penelitian ini adalah untuk memperoleh gambaran yang objektif tentang ?

'+ Proses pengolahan kotoran sapi menjadi biogas

+ Pemanfaatan biogas dari kotoran sapi ini

1. Man!aat Penel"t"an

Penelitian ini daharapkan bisa bermanfaat sebagai berikut?

'+ asil penelitian ini diharapkan peternak sapi mulai menyadari baha sebenarnya

kotoran sapi adalah salah satu limbah yang dapat diolah dan menghasilkan

keuntungan.

+ asil penelitian ini diharapkan sebagai acuan atau informasi bagi peneliti selanjutnya

tentang tema ini.0+ asil penelitian ini diharapkan bisa memberikan pandangan berbagai pihak seberapa

penting limbah kotoran sapi sebagai sumber "iogas alternatif pengganti bahan bakar

rumah tangga.

+ asil penelitian ini diharapkan daerah-daerah lain bisa mengikuti jejak pemanfaatan

limbah kotoran sapi.
http://sumsel.bps.go.id/linkTabelStatis/view/id/54http://sumsel.bps.go.id/linkTabelStatis/view/id/54


4/8

BAB II

TIN#AUAN PU$TA%A

2.1 Pengert"an B"&gas

"iogas adalah gas mudah terbakar&flammable+ yang dihasilkan dari prosesfermentasi bahan-

bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerob &bakteri yang hidupdalam kondisi kedap udara+. Pada

umumnya semua jenis bahan organik bisa di proses untuk menghasilkan biogas, namun demikian

hanya bahan organik&padat, cair+ homogen seperti kotoran dan urine &air kencing+ hean ternak

yang cocok untuk sistem biogas sederhana.

Paling tidak, ada dua macam "iogas yang dikenal saat ini, yaitu "iogas &yang juga seringdisebut gas raa+ dan "iosyngas. Perbedaan mendasar dari kedua bahan diatas adalah cara

pembuatannya. "iogas dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik dengan bantuan

bakteri anaerob pada lingkungan tanpa oksigen bebas. Anergi biogas didominasi oleh gas metana

&%+ */2-5/2, karbondioksida /2-0/2 dan beberapa gas lainnya dalam jumlah yang lebih

kecil. Sedangkan "iosyngas &atau lebih sering disingkat Syngas atau Producer 3as+ adalah

produk antara &intermediate+ yang dibuat melalui proses gasifikasi thermokimia dimana pada

suhu tinggi material kaya karbon seperti batubara, minyak bumi, gas alam atau biomassa dirubah

menjadi karbon monoksida &%=+ dan hidrogen &=+. >pabila bahan bakunya batubara, minyak

bumi dan gas alam, maka disebut Syngas, sedangkan jika bahan bakunya biomassa maka disebut

"iosyngas. "iosyngas dapat digunakan langsung menjadi bahan bakar atau sebagai

bahan baku untuk proses kimia lainnya.

>da tiga kelompok bakteri yang berperan dalam proses pembentukan biogas, yaitu?

'. #elompok bakteri fermentatif? Steptococci, "acteriodes, dan beberapa

jenis Anterobactericeae

. #elompok bakteri asetogenik? Desulfo!ibrio

0. #elompok bakteri metana? Mathanobacterium, Mathanobacillus,Methanosacaria,

dan Methanococcus

"akteri methanogen secara alami dapat diperoleh dari berbagai sumber seperti? air bersih,

endapan air laut, sapi, kambing, lumpur &sludge+ kotoran anaerob ataupun TP> &Tempat


5/8

Pembuangan >khir+.Salah satu cara menentukan bahan organik yangsesuai untuk menjadi

bahan masukan sistem "io-gas adalah dengan mengetahui perbandingan #arbon &%+ dan

8itrogen &8+ atau disebut rasio %@8. "eberapa percobaan yangtelah dilakukan oleh ;S>T

menunjukkan baha aktifitas metabolisme dari bakteri methanogenik akan optimal pada nilai

rasio %@8 sekitar )-/.

2.2 'akt&r (ang Harus D"jaga

#unci dalam pembuatan biodigester adalah pada perencanaan yang matang. Dalam

pembangunan biodigester, ada beberapa hal yang harus dipertimbangkan, yaitu?

'. $ingkungan abiotis

"iodigester harus tetap dijaga dalam keadaan abiotis &tanpa kontak langsung dengan =ksigen

&=+. Bdara &=+ yang memasuki biodigester menyebabkan penurunan produksi metana, karena

bakteri berkembang pada kondisi yang tidak sepenuhnya anaerob.

. Temperatur

Secara umum, ada 0 rentang temperatur yang disenangi oleh bakteri, yaitu?

&a+ Psicrophilic &suhu < / %+ -biasanya untuk negara-negara subtropics atau beriklim dingin

&b+ Mesophilic &suhu / < / %+

&c+ Thermophilic &suhu / < */ %+ < hanya untuk men-digesti material, bukan untuk

menghasilkan biogas

Bntuk negara tropis seperti ;ndonesia, digunakan unheated digester&digester tanpa pemanasan+

untuk kondisi temperatur tanah / < 0/ %.

0. Derajat keasaman &p+

"akteri berkembang dengan baik pada keadaan yang agak asam &p antara *,* < 5,/+ dan p

tidak boleh di baah *,. #arena itu, kunci utama dalam kesuksesan operasional biodigester

adalah dengan menjaga agar temperatur konstan &tetap+ dan input material sesuai.

. 6asio %@8 bahan isian

Syarat ideal untuk proses digesti adalah %@8 C 1 < 0/. #arena itu, untuk mendapatkan

produksi biogas yang tinggi, maka penambangan bahan yang mengandung karbon &%+ seperti

jerami, atau 8 &misalnya? urea+ perlu dilakukan untuk mencapai rasio %@8 C 1 < 0/. "erikut

tabel yang menunjukkan kadar 8 dan rasio %@8 dari beberapa jenis bahan organik.

1. #ebutuhan 8utrisi


6/8

"akteri fermentasi membutuhkan beberapa bahan gizi tertentu dan sedikit logam.

#ekurangan salah satu nutrisi atau bahan logam yang dibutuhkan dapat memperkecil proses

produksi metana. 8utrisi yang diperlukan antara lain ammonia &80+ sebagai sumber 8itrogen,

nikel &8i+, tembaga &%u+, dan besi &9e+ dalam jumlah yang sedikit. Selain itu, fosfor dalam

bentuk fosfat &P=+, magnesium &Mg+ dan seng &n+ dalam jumlah yang sedikit juga diperlukan.

Tabel berikut adalah kebutuhan nutrisi bakteri fermentasi.

*. #adar "ahan #ering

Tiap jenis bakteri memiliki nilai Ekapasitas kebutuhan airF tersendiri. "ila kapasitasnya tepat,

maka aktifitas bakteri juga akan optimal. Proses pembentukan biogas mencapai titik optimum

apabila konsentrasi bahan kering terhadap air adalah /,* kg@$.

5. Pengadukan

Pengadukan dilakukan untuk mendapatkan campuran substrat yang homogen dengan ukuran

partikel yang kecil. Pengadukan selama proses dekomposisi untuk mencegah terjadinya benda-

benda mengapung pada permukaan cairan dan berfungsi mencampur methanogen dengan

substrat. Pengadukan juga memberikan kondisi temperatur yang seragam dalam biodigester.

). at 6acun &To:ic+

"eberapa zat racun yang dapat mengganggu kinerja biodigester antara lain air sabun,

detergen, creolin. "arikut adalah tabel beberapa zat beracun yang mampu diterima oleh bakteri

dalam biodigester &Sddimension 9>= dalam 3inting, //*+

2.3 )ara Mem*uat B"&gas

Menurut pengamat Sampah dan Sosial asal 4onogiri, bapak Putra 7aya S.pd, M.T,

pembuatan biogas dapat dilakukan sebagai berikut

'. Mencampur kotoran sapi dengan air sampai terbentuk lumpur dengan perbandingan '?' pada

bak penampung sementara. "entuk lumpur akan mempermudah pemasukan kedalam digester


7/8

. Mengalirkan lumpur kedalam digester melalui lubang pemasukan. Pada pengisian pertama

kran gas yang ada diatas digester dibuka agar pemasukan lebih mudah dan udara yang ada

didalam digester terdesak keluar. Pada pengisian pertama ini dibutuhkan lumpur kotoran sapi

dalam jumlah yang banyak sampai digester penuh.

0. Melakukan penambahan starter &banyak dijual dipasaran+ sebanyak ' liter dan isi rumen segar

dari rumah potong hean &6P+ sebanyak 1 karung untuk kapasitas digester 0,1 < 1,/ m .

Setelah digester penuh, kran gas ditutup supaya terjadi proses fermentasi.

. Membuang gas yang pertama dihasilkan pada hari ke-' sampai ke-) karena yang terbentuk

adalah gas %=. Sedangkan pada hari ke-'/ sampai hari ke-' baru terbentuk gas metan &%+

dan %=mulai menurun. Pada komposisi % 12 dan %= 52 maka biogas akan menyala.

1. Pada hari ke-' gas yang terbentuk dapat digunakan untuk menyalakan api pada kompor gas

atau kebutuhan lainnya. Mulai hari ke-' ini kita sudah bisa menghasilkan energi biogas yang

selalu terbarukan. "iogas ini tidak berbau seperti bau kotoran sapi. Selanjutnya, digester terus

diisi lumpur kotoran sapi secara kontinu sehingga dihasilkan biogas yang optimal

2. Man!aat B"&gas

#on!ersi limbah melalui proses anaerobik digestion dengan menghasilkan biogas memiliki

beberapa keuntungan, yaitu ?

&'+ "iogas merupakan energi tanpa menggunakan material yang masih memiliki manfaat

termasuk biomassa sehingga biogas tidak merusak keseimbangan karbondioksida yang

diakibatkan oleh penggundulan hutan &deforestation+ dan perusakan tanah.&+ Anergi biogas dapat berfungsi sebagai energi pengganti bahan bakar fosil sehingga

akan menurunkan gas rumah kaca di atmosfer dan emisi lainnya.&0+ Metana merupakan salah satu gas rumah kaca yang keberadaannya duatmosfer akan

meningkatkan temperatur, dengan menggunakan biogas sebagai bahan bakar maka

akan mengurangi gas metana di udara.&+ $imbah berupa sampah kotoran hean dan manusia merupakan material yang tidak

bermanfaaat, bahkan bisa menngakibatkan racun yang sangat berbahaya. >plikasi

anaerobik digestion akan meminimalkan efek tersebut dan meningkatkan nilai manfaat

dari limbah.


8/8

&1+ Selain keuntungan energy yang didapat dari proses anaerobik digestion dengan

menghasilkan gas bio, produk samping seperti sludge. Meterial ini diperoleh dari sisa

proses anaerobik digestion yang berupa padat dan cair. Masing-masing dapat

digunakan sebagai pupuk berupa pupuk cair dan pupuk padat.dapat menggantikan gas

alam terkompresi&%83+ yang digunakan pada kendaraan

&*+ $imbah biogas, yaitu kotoran ternak yang telah hilang gasnya &slurry+ merupakan

pupuk organik yang sangat kaya akan unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman.

"ahkan, 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, baang merah dan padi.

&5+ Mengurangi penggunaan bahan bakar lain &minyak tanah, kayu, dsb+ oleh rumah

tangga atau komunitas

&)+ Menghasilkan pupuk organik berkualitas tinggi sebagai hasil sampingan&(+ Menjadi metode pengolahan sampah &ra aste+ yang baik dan mengurangi

pembuangan sampah ke lingkungan &aliran air@sungai+
http://id.wikipedia.org/wiki/Gas_alam_terkompresihttp://id.wikipedia.org/wiki/Gas_alam_terkompresihttp://id.wikipedia.org/wiki/Gas_alam_terkompresihttp://id.wikipedia.org/wiki/Gas_alam_terkompresi

metode penelitian_bab 1 (1)

Documents