STUDI AWAL TERHADAP IMPLEMENTASI TEKNOLOGI BIOGAS DI PETERNAKAN KEBAGUSAN, JAKARTA SELATAN. Oleh : NUR ARIFIYA AR F

Transkripsi

1 STUDI AWAL TERHADAP IMPLEMENTASI TEKNOLOGI BIOGAS DI PETERNAKAN KEBAGUSAN, JAKARTA SELATAN Oleh : NUR ARIFIYA AR F DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2 STUDI AWAL TERHADAP IMPLEMENTASI TEKNOLOGI BIOGAS DI PETERNAKAN KEBAGUSAN, JAKARTA SELATAN RINGKASAN Limbah kotoran yang dihasilkan seekor sapi rata-rata 25 kg (Sosroamidjojo, 1975 dalam Sahidu, 1983) dan biasanya langsung dibuang ke selokan dan badan air di lingkungan sekitar sehingga kondisi di sekitar lokasi peternakan sapi menjadi kurang baik. Berdasarkan kondisi di atas perlu adanya penanganan terhadap limbah kotoran sapi yang dihasilkan agar lingkungan sekitar peternakan tetap terjaga. Peternakan Kebagusan, Jakarta Selatan terletak di daerah pemukiman dan limbah kotoran sapi padat yang dihasilkan telah dimanfaatkan menjadi pupuk organik dan sebagian lain yang merupakan limbah cair langsung dibuang ke badan air di lingkungan sekitar. Oleh karena itu, pemilihan teknologi biogas untuk diterapkan di daerah ini dianggap tepat mengingat peternakan berada di daerah pemukiman dan harga bahan bakar yang semakin meningkat. Selain itu, penerapan teknologi ini tidak akan mengganggu tingkat produksi pupuk organik, karena sludge sisa dari proses produksi biogas merupakan pupuk organik juga. Tujuan penelitian ini untuk melakukan studi awal kemungkinan penerapan teknologi biogas di Peternakan Kebagusan, Jakarta Selatan dengan tujuan spesifik adalah menghitung potensi limbah kotoran sapi yang akan digunakan sebagai bahan baku di Peternakan Kebagusan, Jakarta Selatan. Melakukan analisis kelayakan dari segi teknis, ekonomi, dan sosial terhadap implementasi teknologi biogas serta merencanakan penerapan teknologi biogas di Peternakan Kebagusan, Jakarta Selatan. Penelitian ini dilakukan beberapa tahapan yaitu pendekatan masalah, perancangan instalasi biogas, pembuatan dan pemasangan alat, penentuan parameter dan metode pengambilan data, penelitian pendahuluan, pengujian, pengolahan data dan perencanaan penerapan teknologi biogas, dan yang terakhir melakukan analisis kelayakan dari segi teknis, ekonomi, dan sosial. Perancangan instalasi pembangkit biogas dibuat dengan pertimbangan tata letak dan kesediaan bahan di wilayah tersebut. Produksi biogas pada sistem batch adalah 0.02 m 3, ini sangat jauh jika dibandingkan dengan hasil perhitungan berdasarkan teori adalah 2.07 m 3. Pada percobaan dengan menggunakan sistem kontinyu pengisian kembali dilakukan pada hari ke-24 dan dilakukan tiga percobaan, guna mengetahui waktu pengisian bahan yang optimum untuk menghasilkan biogas maksimum. Perlakuan pertama adalah pengisian bahan dilakukan setiap hari menghasilkan biogas rata-rata m 3. Perlakuan kedua adalah pengisian dilakukan tiga hari sekali menghasilkan biogas rata-rata m 3. Perlakuan ketiga yaitu dengan cara pengisian dilakukan setiap dua hari sekali dengan produski biogas rata-rata 1.99 m 3. Dari ketiga perlakuan tersebut diperoleh waktu paling optimum untuk memasukkan bahan isian secara kontinyu sebaiknya dilakukan setiap hari. Hasil analisis teknis pembangkit biogas ini belum layak diaplikasikan di peternakan setempat karena dua faktor yaitu fluktuasi suhu lingkungan dan nilai CN ratio limbah kotoran sapi hanya Fluktuasi suhu lingkungan

3 sehingga mengakibatkan produksi biogas rendah, untuk mengatasinya pembuatan digester dapat dilakukan dalam tanah, sehingga fluktuasi suhu lingkungan tidak berpengaruh besar terhadap suhu larutan bahan dalam digester. Nilai CN ratio limbah kotoran sapi rendah menyebabkan perlu adanya penambahan bahan berupa serbuk kayu sebanyak 1.5 kg pada saat limbah kotoran sapi sebanyak 1.2 kg untuk meningkatkan nilai CN ratio. Pemilihan serbuk kayu sebagai bahan campuran untuk meningkatkan nilai CN ratio didasarkan atas ketersediaan bahan di lingkungan sekitar. Hasil analisis ekonomi berdasarkan perhitungan pada tingkat produksi biogas rata-rata liter per hari pada suhu 35 0 C dan tekanan 9.67 atm menunjukkan bahwa penggunaan teknologi biogas sudah layak jika dibandingkan dengan harga LPG pada tingkat harga Rp.15000,-/3 kg. Hasil perhitungan harga biogas sebesar Rp /kkal biogas, sedangkan harga LPG sebesar Rp.0.415/kkal LPG, akan tetapi volume yang dihasilkan setiap hari belum dapat memenuhi kebutuhan energi peternak setempat untuk memasak. Analisis sosial hasil dari wawancara peternak dan masyarakat sekitar menunjukkan bahwa penerapan teknologi biogas ini belum layak diaplikasikan. Peternak lebih suka mengolah limbah kotoran sapi menjadi pupuk organik karena perlu modal yang besar untuk mengolah limbah kotoran sapi menjadi biogas pada saat membangun instalasi tersebut. Peternak juga tidak berminat untuk menggunakan biogas. Masyarakat sekitar lokasi peternakan ingin lingkungan bersih, tetapi keberatan untuk menggunakan biogas berasal dari limbah kotoran sapi tersebut. Apabila seluruh limbah kotoran sapi yang dihasilkan di Peternakan Kebagusan, Jakarta Selatan (±500 kg/hari) dimanfaatkan untuk pembangkit biogas maka diperlukan digester dengan volume 47.5 m 3 dengan volume ruang penampung biogas sebesar m 3. Dengan demikian maka dibutuhkan area bebas dengan diameter 2 m dan kedalaman 5 m untuk dibangun sebagai digester. Dengan produksi biogas pada keadaan optimum sebesar liter per hari setara dengan 22.5 m 3 per hari. Apabila peternak hendak membuat digester dengan ukuran tersebut, maka pembuatan digester harus dalam tanah tepat di bawah kandang sapi. Peningkatan produksi biogas dapat dilakukan dengan memperbesar volume digester, sehingga limbah kotoran sapi yang dimasukkan juga lebih besar. Kebocoran pada sambungan antar pipa dapat dilakukan dengan mengisolasi sambungan antar pipa. Suhu optimum dan stabil dapat diperoleh dengan menempatkan digester dalam tanah, sehingga suhu larutan bahan dalam digester lebih stabil. Apabila digester terdapat di atas permukaan tanah, maka suhu optimum dan stabil dapat diperoleh antara lain dengan cara menutup sebagian digester dengan serbuk kayu.

4 STUDI AWAL TERHADAP IMPLEMENTASI TEKNOLOGI BIOGAS DI PETERNAKAN KEBAGUSAN, JAKARTA SELATAN SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanain Bogor Oleh : NUR ARIFIYA AR F DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

5 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR STUDI AWAL TERHADAP IMPLEMENTASI TEKNOLOGI BIOGAS DI PETERNAKAN KEBAGUSAN, JAKARTA SELATAN SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanain Bogor Oleh : NUR ARIFIYA AR F Dilahirkan di Jakarta pada tanggal 27 Februari 1987 Tanggal Lulus : Oktober 2009 Menyetujui, Bogor, Oktober 2009 Ir. Sri Endah Agustina, MS Dosen Pembimbing Mengetahui, Dr. Ir. Desrial, M. Eng Ketua Departemen

6 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan nikmat dan rahmat-nya sehingga penulis bisa menyelesaikan skripsi ini dengan judul Studi Awal terhadap Implementasi Teknologi Biogas di Peternakan Kebagusan, Jakarta Selatan. Penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan semua pihak yang telah meluangkan ilmu dan waktunya serta dukungan yang telah diberikan kepada penulis baik berupa materi maupun motivasi. Oleh karena itu penulis hendak mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ayahanda (Alm) dan Ibunda tercinta, kakak, adik, dan seluruh keluarga atas do a, motivasi, dan perhatian baik dalam bentuk moril dan materi yang telah diberikan selama ini. 2. Ibu Ir. Sri Endah Agustina, MS selaku pembimbing akademik atas bimbingan, arahan, dan bantuan moril serta materi yang diberikan. 3. Dr. Arief Sabdo Yuwono dan Dr. Dyah Wulandani selaku dosen penguji. 4. Bapak G. Radityo Gambiro (Orang Tua Asuh) besarta keluarga dan Mba Lia yang telah banyak membantu penulis selama di bangku kuliah ini. 5. Keluarga besar H. Abd. Rozaq atas tempat dan kesempatan yang diberikan. 6. Teman-teman TEP 42 atas dukungan serta persahabatannya dan semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini. 7. Bang Ipul, bang BK, beserta seluruh keluarga besar yang membantu penulis selama penelitian. Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini mungkin belum sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan sebagai perbaikan. Sebelum dan sesudahnya penulis mengucapkan terima kasih. Bogor, Oktober 2009 Penulis i

7 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI. ii DAFTAR TABEL... iv DAFTAR GAMBAR.. v DAFTAR LAMPIRAN.. vi I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang....1 B. Tujuan II. TINJAUAN PUSTAKA.. 4 A. Pengertian Biogas B. Teknologi Produksi Biogas C. Manfaat Sitem Pembangkit Biogas D. Jenis-Jenis Digester E. Implementasi Teknologi Biogas di Indonesia F. Sapi.. 21 G. Proses Perancangan 21 H. Analisis Teknis I. Analisis Ekonomi 24 J. Analisis Sosial. 26 II. METODOLOGI PENELITIAN. 27 A. Waktu dan Tempat Penelitian.. 27 B. Tahapan Penelitian B.1 Pendekatan Masalah untuk Perancangan B.2. Rancangan Instalasi Pembangkit Biogas B.3 Pembuatan dan Pemasangan B.4 Penentuan Parameter dan Metode Pengambilan Data B.5. Pengujian B. 6 Pengolahan Data B.7 Analisis Kelayakan ii

8 C. Bahan dan Alat VI. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Kondisi Umum Peternakan A.1 Potensi Bahan Isian dan Potensi Pemanfaatannya A.2.Kebutuhan Energi Peternak untuk Memasak A.3 Kultur Peternak Setempat A.4 Tata Letak Peternakan B. Rancangan Instalasi Pembangkit Biogas B.1 Kolam Pencampur B.2. Digester beserta Saluran Masuk dan Keluarnya Sludge B.3 Penyalur Biogas B.4 Penampung Biogas B.5. Kolam Penampung Sludge B. 6 Kran Pengatur Keluarnya Biogas C. Unjuk Kerja C.1 Persiapan Bahan Isian C.2. Persiapan Pembangkit Biogas C.3 Hasil Pengoperasian Sistem Batch C.4 Hasil Pengoperasian Sistem Kontinyu C.5. Hasil Pengoperasian dengan Berbagai Perlakuan C. 6 Analisis Bahan Isian C.7 Analisis Teknis C.8 Analisis Ekonomi C.9 Analisis Sosial C.10 Perencanaan Penerapan Teknologi Biogas. 58 V. KESIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA. 61 LAMPIRAN 64 iii

9 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Data konsumsi BBM di Indonesia untuk tiap sektor... 2 Tabel 2. Nilai kalor beberapa sumber energi... 3 Tabel 3. Komposisi biogas Tabel 4. Bakteri metanogen Tabel 5. Komposisi dan biogas yang dihasilkan dari berbagai macam limbah Tabel 6. Jumlah biogas yang dibutuhkan untuk pemakaian tertentu Tabel 7. Tanaman yang dipupuk dengan tidak difermentasi dan sludge biogas...16 Tabel 8. Perbandingan batang pisang dan kotoran sapi yang optimum Tabel 9. Parameter untuk mengetahui potensi biogas Tabel 10. Parameter untuk mengetahui kebutuhan energi Tabel 11. Bahan alat yang digunakan Tabel 12.Daftar biaya yang dibutuhkan iv

10 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Tahapan fermentasi Gambar 2. Digester tipe kubah tetap (fixed-dome) Gambar 3. Digester tiper terapung (floating drum) Gambar 4. Digester balon Gambar 5. Diagram proses perancangan Gambar 6. Diagram proses penelitian Gambar 7. Desain digeser PTP-IPB Gambar 8. Gambar saat penggalian tanah untuk digester sistem batch 40 Gambar 9. Unit sistem pembangkit biogas pada awal pembuatan. 41 Gambar 10. Unit sistem pembakit biogas bacth dan kontinyu.. 41 Gambar 11 Plastik polyethilen yang digunakan 42 Gambar 12. Kolam penampung sludge sementara. 43 Gambar 13. Selang bentuk U. 43 Gambar 14. Grafik produksi biogas per hari pada sistem batch 45 Gambar 15. Profil suhu lingkungan dan suhu digester pada sistem batch 46 Gambar 16. Derajat keasaman pada hari ke Gambar 17. Derajat keasaman pada hari ke Gambar 18. Grafik produksi biogas per hari pada sistem kontinyu Gambar 19. Profil suhu lingkungan dan suhu digester pada sistem kontinyu 49 Gambar 20. Produksi Biogas pada Saat Diisi Seiap Hari.51 Gambar 21. Produksi Biogas pada Saat Diisi Seiap Tiga Hari Gambar 22. Produksi Biogas pada Saat Diisi Seiap Dua Hari Gambar 23. Produksi Rata-rata Biogas Tiga Perlakuan...52 v