My First Journal About Pengukuran Kuantitas Biogas

Pengukuran Perbandingan Nilai Kuantitas Biogas dari Berbagai Macam Sumber Bahan Pembuatan Biogas

Dedik setiawan (16640011)¹, Dewi Munfachiroh (16640056)², Tantini (16640028)³, Wahyutri utami Setyorini (16640066)⁴

Mahasiswa Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang

ABSTRAK

Penelitian ini berisikan tentang perbandingan jumlah biogas yang dihasilkan dari berbagai macam bahan pembuatan biogas seperti pada bahan ampas tahu, kotoran sapi, eceng gondok, sampah  sayuran dan buah. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah perbandingan dari kumpulan beberapa jurnal ilmiyah mengenai biogas. Berdasarkan hasil perbandingan data dari berbagai jurnal yang digunakan dapat diketahui bahwa ampas tahu sebanyak 1 kg atau kurang lebih 9,46 liter menghasilkan 15 liter biogas,  kotoran sapi setiap ekornya menghasilkan 500-600 liter biogas, eceng gondok sebanyak 1 kg menghasilkan 0,6254 liter biogas, dan sampah organik (sayuran dan buah) sebanyak 1 kg menghasilkan 0,0172 liter biogas. Sehingga dapat diketahui bahwa yang memiliki nilai kuantitas pengahasil biogas tertinggi adalah kotoran sapi. 

Kata kunci: Bahan, Biogas, Kuantitas, Macam, Perbandingan.

I.       PENDAHULUAN

Permasalahan pengelolaan sampah dapat diminimalkan dengan menerapkan pengelolaan sampah yang terpadu (Integrated Solid Waste Management/ISWM), diantaranya waste to energy atau pengolahan sampah menjadi energi (Damanhuri, 2010). Salah satu bentuk energi yang dihasilkan dari sampah adalah biogas, yaitu energi terbarukan yang dibuat dari bahan buangan organik berupa sampah, kotoran ternak, limbah

tahu, enceng gondok serta bahan lainnya (Surawiria, 2005).

Biogas dalam skala rumah tangga dengan jumlah ternak 2 – 4 ekor atau suplai kotoran sebanyak kurang lebih 25 kg/hari cukup menggunakan tabung reaktor berkapasitas 2500 – 5000 liter yang dapat menghasilkan biogas setara dengan 2 liter minyak tanah/hari dan mampu memenuhi kebutuhan energi memasak satu rumah tangga pedesaan dengan 6 orang anggota keluarga (Kaharudin dan Sukmawati, 2010).

Salah satu contoh energi alternatif yang ramah lingkungan adalah penggunaan biogas. Biogas adalah gas yang dihasilkan dari limbah rumah tangga, kotoran hewan, kotoran manusia, sampah organik dan sebagainya, yang mengalami proses penguraian atau fermentasi oleh mikroorganisme.

Salah satu penyebab kerusakan lingkungan, yaitu penggunaan energi dari fosil yang tidak ramah lingkungan, seperti penggunaan solar dan bensin. Pengelolaan limbah industri yang tidak memenuhi standar kesehatan lingkungan juga menjadi salah satu penyebab rusaknya lingkungan.

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui jenis kotoran ternak , limbah tahu , enceng gondok ,dan sampah organik yang mempengaruhi kuantitas biogas.

II.    PEMBAHASAN

Bervariasinya massa biogas yang dihasilkan dari beberapa sumber bahan baku pembuatan biogas cukup menunjukkan perbedaan hasil yang signifikan. Perbedaan tersebut disebabkan karena beberapa faktor yang mempengaruhinya. Seperti nilai pH, temperatur digester, tekanan, waktu pembusukan, kelembapan udara dll. Biogas dapat dihasilkan dari beberapa bahan organik seperti ampas tahu, kotoran sapi, eceng gondok, sampah sayur dan buah dls.

1.)    Biogas dengan bahan baku ampas tahu

Limbah yang dihasilkan oleh industri tahu ada dua macam, yaitu limbah padat yang biasanya dimanfaatkan sebagai pakan ternak. Sedangkan limbah yang kedua berupa limbah cair yang biasanya langsung dibuang ke lingkungan. Limbah tahu cair ini merupakan limbah organik yang mudah diuraikan oleh mikroorganisme secara alamiah. Melalui pengolahan limbah cair tahu dengan kapasitas 283,8 m³/hari akan diperoleh hasil biogas sebesar 442,6 m³/hari. Nilai tersebut dihitung dari tiap 1 kg kedelai yang mampu menghasilkan 9,46 liter limbah tahu. Sehingga setiap 1 kg kedelai mampu menghasilkan 15 liter biogas.

2.)    Biogas dengan bahan baku kotoran sapi

Semua jenis ternak menghasilkan kotoran ternak dengan jumlah dan kandungan haranya bervariasi satu sama liannya. Kandungan unsur hara dalam kotoran ternak ruminansia umumnya jauh lebih rendah dibandingkan dengan kotoran ternak jenis unggas. Hal ini sangat berkaitan dengan kualitas pakan yang diberikan.

Untuk reaktor biogas skala kelompok tani ternak reaktor didesain dengan kapasitas 18 m³ untuk menampung kotoran sapi sebanyak 10-12 ekor sapi. Berdasarkan perhitungan desain, reaktor tersebut mampu menghasilkan biogas sebanyak 6 m³/hari. Sehingga, dapat dihitung jika 1 ekor sapi mampu menghasilkan 0,5-0,6 m³/hari. 

3.)    Biogas dengan bahan baku eceng gondok

Eceng gondok (Eichhornia crassipes) merupakan salah satu jenis tumbuhan air mengapung. Dibalik efek negatif keberadaannya sebagai gulma dan faktor utama pendangkalan daerah perairan, namun beberapa kemungkinan nilai ekonomis yang dapat dimanfaatkan yaitu unsur metan yang terkandung pada eceng gondok dan cukup mengandung selulosa dalam jumlah yang cukup besar. Kandungan selulosa inilah yang memiliki potensi sebagai pembuatan biogas.

Pembuatan biogas dengan bahan baku 20 kg eceng gondok cacah sangat dipengaruhi oleh tekanan, waktu serta jenis substratnya. Berdasarkan percobaan, eceng gondok cacah sebesar 20 kg mampu menghasilkan biogas sebesar 0,0126345 kg/hari dengan menggunakan substrat EM4 (Efective Microoganisme). Sedangkan biogas berbahan baku 20 kg eceng gondok cacah dengan substrat kotoran sapi mampu menghasilkan biogas sebesar 0,0125091 kg/hari.

4.)    Biogas dengan bahan baku sampah organik

Sampah organik atau sampah basah adalah sampah yang berasal dari makhluk hidup. Sampah jenis ini sangat mudah untuk terurai (degradable) secara alami seperti dedaunan dan sampah dapur. Secara alamiah, biogas yang dihasilkan dari sampah organik adalah gas yang mudah terbakar. Gas ini dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri anaerob. Umumnya, semua jenis sampah organik yang berbentuk padat maupun cair sangat cocok untuk digunakan menjadi sistem biogas sederhana. Bila sampah-sampah tersebut membusuk, akan dihasilkan gas metana (CH₄) dan karbondioksida (CO₂). Namun, hanya gas metana saja yang akan digunakan sebagai bahan bakar.

Berdasarkan percobaan, jumlah biogas yang dihasilkan oleh sampah organik yang berupa sampah sayuran 50 gram dengan bantuan substrat 50 gram kotoran sapi selama 5 hari mampu menghasilkan biogas sebanyak 4,3 mL. Sehingga, dapat dihitung bahwa setiap 1 gram sampah sayuran mampu menghasilkan biogas sebanyak 0.0172 ml/hari.

Berdasarkan penjelasan diatas, dapat dibuat tabel perbandingan antara jenis bahan baku dengan banyaknya biogas yang dihasilkan.

NO	Jenis Bahan Baku Biogas/kg	Biogas yang dihasilkan/hari
1.	Ampas Tahu	15 liter
2.	Kotoran Sapi/ekor	500-600 liter
3.	Eceng Gondok	0,6254 liter
4.	Sampah Organik (Sampah Sayur dan buah)	0,0172 liter

Berdasarkan tabel tersebut, dapat disimpulkan bahwa bahan baku pembuatan biogas yang paling optimal adalah menggunakan kotoran sapi. Hal tersebut dapat disebabkan karena pada kotoran sapi mengandung sejumlah selulosa dalam kadar yang tinggi. Dan selulosa ini yang akan memudahkan bakteri anaerob untuk mencernanya. Sehingga, pada pembuatan biogas dengan bahan baku kotoran sapi akan mengandung sejumlah 55-65% gas metana, 30-35% gas karbondioksida, dan sejumlah kecil gas nitrogen dan hidrogen.

III.    KESIMPULAN

Berdasarkan beberapa hasil penelitian yang dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa total massa biogas yang dihasilkan dari beberapa bahan baku dipengaruhi oleh beberapa faktor. Seperti nilai pH, temperatur digester, tekanan, waktu pembusukan, kelembapan udara dll.

Pada bahan baku ampas tahu, setiap 1 kg kedelai atau kurang lebih 9,46 liter ampas tahu mampu menghasilkan 15 liter biogas, bahan baku kotoran sapi dapat dihitung mampu menghasilkan 0,5-0,6 m³/hari setiap satu ekor sapi, bahan baku eceng gondok cacah sebesar 20 kg mampu menghasilkan biogas sebesar 0,0126345 kg/hari, sedangkan biogas berbahan baku 20 kg eceng gondok cacah dengan substrat kotoran sapi mampu menghasilkan biogas sebesar 0,0125091 kg/hari, kemudian yang terakhir yakni bahan baku dari sampah sayuran, setiap 1 gram sampah sayuran mampu menghasilkan biogas sebanyak 0.0172 ml/hari.

Berdasarkan data dari setiap bahan baku, disimpulkan bahwa bahan baku pembuatan biogas yang paling optimal adalah menggunakan kotoran sapi. Hal tersebut dapat disebabkan karena pada kotoran sapi mengandung sejumlah selulosa dalam kadar yang tinggi. Dan selulosa ini yang akan memudahkan bakteri anaerob untuk mencernanya.

DAFTAR PUSTAKA

Damanhuri, Enri. 2010. Pengelolaan Sampah Jurusan Teknik Lingkungan. Bandung: ITB.

Irawan Dwi, dan Santoso Teguh. tanpa tahun. Pengaruh Perbedaan Starter terhadap Produksi Biogas dengan Bahan Baku Eceng Gondok. Turbo, Vol. 3, No. 2, pp. 28-33.

Kaharudin dan F, Sukmawati.2010.Petunjuk Praktis Manajemen Umum Limbah Ternak untuk Kompas dan Biogas.Bab Pengkajian Teknologi Pertanian.23 Hlm.

Mulyatun. 2016. Sumber Energi Terbarukan dan Pupuk Organik dari Limbah Kotoran Sapi. Dimas, Vol. 16, No. 1, pp. 191-214.

Sadzali Imam. 2010. Potensi Limbah Tahu sebagai Biogas. Jurnal UI untuk Bangsa Seri Kesehatan, Sains, dan Teknologi, Vol. 1, pp. 62-69.

Yenni, Dewilda Yommi, dan Sari Serly Mutia. 2012. Uji Pembentukan Biogas dari Substrat Sampah Sayur dan Buah dengan Ko-Substrat Limbah Isi Rumen Sapi. Jurnal Teknik Lingkungan UNAND, 9 (1): 26-36.