LAPORAN PRAKTIKUMTEKNIK PENGOLAHAN LIMBAH

Oleh:YarsitriA1H012066

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANFAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO2014

LAPORAN PRAKTIKUMTEKNIK PENGOLAHAN LIMBAHPEMANFAATAN LIMBAH TERNAK EX-FARM

Oleh:YarsitriA1H012066

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANFAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO2014

I. PENDAHULUANA. Latar BelakangBeberapa tahun terakhir ini energi merupakan persoalan yang penting didunia. Peningkatan permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk dan menipisnya sumber cadangan minyak dunia serta permasalahan emisi dari bahan bakar fosil memberikan tekanan kepada setiap Negara untuk segera memproduksi dan menggunakan energi terbaharukan. Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar minyak pemerintah telah menerbitkan Peraturan presiden RI No. 5 tahun 2006 tentang kebijakan energi nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai bahan bakar minyak. Kebijakan tersebut menekankan pada sumber daya yang dapat diperbaharui sebagai alternatif pengganti bahan bakar minyak.Salah satu sumber energi altrnatif adalah Biogas. Gas ini berasal dari berbagai macam limbah organik seperti sampah biomassa, kotoran manusia, kotoran hewan dapat dimanfatkan menjadi energi melalui proses anaerobic digestion. Proses ini merupakan peluang besar untuk menghasilkan energi alternatif sehingga akan mengurangi dampak penggunaan bahan bakar fosil.

B. Tujuan1. Mengetahui limbah yang dihasilkan dari usaha peternakan Ex-Farm Fakultas Peternakan Universitas Jenderal Soedirman.2. Mengetahui proses penanganan dan pemanfaatan limbah yang dihasilkan dari usaha Ex-Farm Fakultas Peternakan Universitas Jenderal Soedirman.

II. TINJAUAN PUSTAKAKotoran dan air kencing merupakan limbah ternak yang terbanyak dihasilkan dalam pemeliharaan ternak selain limbah yang berupa sisa pakan. Pada umumnya setiap kilogram daging sapi yang dihasilkan ternak sapi potong juga menghasilkan 25 kg kotoran padat.Besarnya limbah padat yang dihasilkan dari usaha penggemukan sapi potong berpotensi dimanfaatkan menjadi sumber kompos dan berpotensi untuk dijadikan sumber pendapatan tambahan dari usaha penggemukan sapi potong. Sebagai contoh, untuk penggemukan dengan target pertambahan berat badan harian (PBBH) sebesar 0,5 kg akan dihasilkan sebanyak 12,5 kg kotoran per hari. Jika target penggemukan adalah pertambahan berat badan sebesar 90 kg dalam satu periode penggemukan selama 6 bulan akan dihasilkan kotoran sebanyak 2,2 ton dari seekor ternak setiap satu periode penggemukan. Jika kotoran ternak dan sisa pakan diproses menjadi kompos maka setidaknya dari setiap ekor sapi penggemukan dapat dihasilkan 1,5 ton kompos per 6 bulan.Pengomposan merupakan proses biodegradasi bahan organik menjadi kompos dimana proses dekomposisi atau penguraian dilakukan oleh bakteri, yeast dan jamur. Untuk mempercepat proses dekomposisi bahan-bahan limbah organik menjadi pupuk organik yang siap dimanfaatkan oleh tanaman dilakukan proses penguraian secara artifisial. Kotoran ternak sapi dapat dijadikan bahan utama pembuatan kompos karena memiliki kandungan nitrogen, potassium dan materi serat yang tinggi. Kotoran ternak ini perlu penambahan bahan-bahan seperti serbuk gergaji, abu, kapur dan bahan lain yang mempunyai kandungan serat yang tinggi untuk memberikan suplai nutrisi yang seimbang pada mikroba pengurai sehingga selain proses dekomposisi dapat berjalan lebih cepat juga dapat dihasilkan kompos yang berkualitas tinggi.Sapi Bali dewasa yang dikandangkan menghasilkan kotoran segar sebanyak 6 sampai 8 kg/hari. Kotoran tersebut dapat langsung digunakan untuk menghasilkan gas bio dan kemudian limbah padatnya masih dapat dimanfaatkan sebagai pupuk organik. Gas bio merupakan gas yang dihasilkan dari proses fermentasi tertutup bahan-bahan organik termasuk kotoran ternak. Fermentasi tertutup dapat berlangsung jika kotoran dimasukkan dalam satu tempat tertutup yang disebut reaktor. Untuk 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. Jika harga eceran minyak tanah Rp. 3.500/liter maka penggunaan biogas dapat mengurangi biaya rumah tangga sebesar Rp 2.500.000/tahun. Satu reaktor biogas kapasitas 2500 liter membutuhkan biaya Rp. 3.500.000 dengan umur penggunaan berkisar 10 tahun. Dengan demikian penggunaan biogas secara nyata menurunkan biaya rumah tangga tani untuk membeli minyak tanah.

III. METODOLOGIA. Alat dan Bahan1. Alat tulis2. Kamera B. Prosedur Kerja1. Mendengarkan penjelasan mengenai pemanfaatan limbah ternak dan cara pembuatan biogas2. Mencatat cara cara pembuatan biogas3. Mengambil gambar untuk alat pembuatan biogas

IV. HASIL DAN PEMBAHASANA. HasilA. Proses Awal Pembuatan Biogas1. Memasukkan mikriba ke dalam Digester terlebih dahulu2. Memasukkan campuran feses sapi dengan air dengan pebandingan 1 : 13. Setelah 14 hari, maka akan terbentuk biogas4. Setelah terbentuk gas (setelah 14 hari), setiap hari harus ditambahkan atau dimasukkan bahanbaku ( feses + air ) sebanyak 3,5 m3. Bahan baku tersebut didapatkan dengan perhitungan: 25 x 70 % : 50 = 3,5 5. Dengan penambahan bahan baku setiap hari tersebut , maka akan menambah produksi gas yang dapat menekanfeses padat keluar dari Digester yang disebut dengan slury.6. Feses masuk sampai keluar menjadi slury selama 50 hari.B. Perbandingan perbandingan Bahan1. Mikroba 1 liter untuk 5 m3 kotoran yaitu dengan banyak sapi yang dibutuhkan 4 5 ekor.2. 25 m3 kotooran dihasilkan dari 20 25 ekor sapi3. Perbandingan kotoran sapi dengan air yang dimasukkan ke dalam Digester yaitu 1 : 14. Jumlah feses + air yang dimasukkan yaitu 70% dari volume Digester.5. Gas yang dihasilkan 1 ekor sapi cukup digunakan untuk kebutuhan 1 rumah tangga yaitu sebanyak 3m3.

B. PembahasanBiogas adalah gas yang mudah terbakar dan dihasilkan oleh aktifitas anaerob atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida. sistem biogas sederhana. Disamping itu di daerah yang banyak industri pemrosesan makanan antara lain tahu, tempe, ikan pindang atau brem bisa menyatukan saluran limbahnya ke dalam system biogas. Sehingga limbah industri tersebut tidak mencemari lingkungan disekitarnya. Hal ini memungkinkan karena limbah industri tersebut diatas berasal dari bahan organik yang homogen.Jenis bahan organik yang diproses sangat mempengaruhi produktifitas sistem biogas disamping parameter-parameter lain seperti tempratur digester, pH, tekanan dan kelembaban udara. Salah satu cara menentuka bahan organik yang sesuai untuk menjadi bahan masukan sistem Biogas 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 dari bakteri methanogenik akan optimal pada nilai rasio C/N sekitar 8-20.Biogas merupakan sebuah proses produksi gas bio dari material organik dengan bantuan bakteri. Proses degradasi material organik ini tanpa melibatkan oksigen disebut anaerobik digestion. Adapun hal ini memiliki beberapa keuntungan, yaitu:1. Merupakan energi tanpa menggunakan maretial yang masih memiliki manfaat seperti biomassa sehingga biogas tidak merusak keseimbangan karbondiksida yang diakibatkan oleh penggundulan hutan dan perusakan tanah.2. Energi biogas dapat berfungsi sebagai energi pengganti bahan bakar fosil sehingga akan menurunkan gas rumah kaca diatmosfer dan emisi lainnya.3. Sebagai bahan bakar, maka biogas akan mengurangi gas metana diudara.4. Aplikasi anaerob digestion akan meminimalisir efek buruk darilimbah yang berupa sampah kotoran hewan dan manusia dan meningkatkan nilai mafaat dari limbah tersebut.5. Material yang diperoleh dari sisa anaerobik digestion yang berupa padat dan cair dapat digunakan sebagai pupuk berupa pupuk cair dan pupuk padat.Pemilihan jenis biodigester disesuaikan dengan kebutuhan dan kemampuan pembiayaan/ finansial. Dari segi konstruksi, biodigester dibedakan menjadi:1. Fixed domeBiodigester ini memiliki volume tetap sehingga produksi gas akan meningkatkan tekanan dalam reactor (biodigester). Karena itu, dalam konstruksi ini gas yang terbentuk akan segera dialirkan ke pengumpul gas di luar reaktor.2. Floating domePada tipe ini terdapat bagian pada konstruksi reaktor yang bisa bergerak untuk menyesuaikan dengan kenaikan tekanan reaktor. Pergerakan bagian reaktor ini juga menjadi tanda telah dimulainya produksi gas dalam reaktor biogas. Pada reaktor jenis ini, pengumpul gas berada dalam satu kesatuan dengan reaktor tersebut.

Dari segi aliran bahan baku reaktor biogas, biodigester dibedakan menjadi:1. Bak (batch)Pada tipe ini, bahan baku reaktor ditempatkan di dalam wadah (ruang tertentu) dari awal hingga selesainya proses digesti. Umumnya digunakan pada tahap eksperimen untuk mengetahui potensi gas dari limbah organik.2. Mengalir (continuous)Untuk tipe ini, aliran bahan baku masuk dan residu keluar pada selang waktu tertentu. Lama bahan baku selama dalam reaktor disebut waktu retensi hidrolik (hydraulic retention time/HRT).Sementara dari segi tata letak penempatan biodigester, dibedakan menjadi:1. Seluruh biodigester di permukaan tanahBiasanya berasal dari tong-tong bekas minyak tanah atau aspal. Kelemahan tipe ini adalah volume yang kecil, sehingga tidak mencukupi untuk kebutuhan sebuah rumah tangga (keluarga). Kelemahan lain adalah kemampuan material yang rendah untuk menahan korosi dari biogas yang dihasilkan.2. Sebagian tangki biodigester di bawah permukaan tanahBiasanya biodigester ini terbuat dari campuran semen, pasir, kerikil, dan kapur yang dibentuk seperti sumuran dan ditutup dari plat baja. Volume tangki dapat diperbesar atau diperkecil sesuai dengan kebutuhan. Kelemahan pada sistem ini adalah jika ditempatkan pada daerah yang memiliki suhu rendah (dingin), dingin yang diterima oleh plat baja merambat ke dalam bahan isian, sehingga menghambat proses produksi.3. Seluruh tangki biodigester di bawah permukaan tanah Model ini merupakan model yang paling popular di Indonesia, dimana seluruh instalasi biodigester ditanam di dalam tanah dengan konstruksi yang permanen, yang membuat suhu biodigester stabil dan mendukung perkembangan bakteri methanogenTangki reactor. Merupakan tempat penampungan campuran kotoran sapi dan air yang merupakan ruang hampa udara, dimana pada tempat ini terjadi fermentasi sehingga terbentuk gas. Pada tangki reactor ini terdiri dari beberapa komponen yaitu : a. Kubah Kubah tempat penampung gas/ bagian atas dari tangki reactor. Gas yang dihasilkan dari hasil fermentasi tertampung pada kubah.b. Outlet Ampas biogas yang telah terfermentasi di dalam Tangki Reaktor, akan terdorong keluar menuju ke outlet karena tekanan gas dalam tangki reactor.c. Manhole Menhole adalah lubang yang menghubungkan tangki reactor dengan outlet. Lubang ini juga digunakan sebagai jalan masuk untuk memeriksa atau memperbaiki kerusakan-kerusakan yang terjadi dibagian dalam kubah.Komponen pada biodigester sangat bervariasi, tergantung pada jenis biodigester yang digunakan. Tetapi, secara umum biodigester terdiri dari komponen-komponen utama sebagai berikut:

1. Saluran masuk Slurry (kotoran segar). Saluran ini digunakan untuk memasukkan slurry (campuran kotoran ternak dan air) ke dalam reaktor utama. Pencampuran ini berfungsi untuk memaksimalkan potensi biogas, memudahkan pengaliran, serta menghindari terbentuknya endapan pada saluran masuk.2. Saluran keluar residu Saluran ini digunakan untuk mengeluarkan kotoran yang telah difermentasi oleh bakteri. Saluran ini bekerja berdasarkan prinsip kesetimbangan tekanan hidrostatik. Residu yang keluar pertama kali merupakan slurry masukan yang pertama setelah waktu retensi. Slurry yang keluar sangat baik untuk pupuk karena mengandung kadar nutrisi yang tinggi.3. Katup pengaman tekanan (control valve)Katup pengaman ini digunakan sebagai pengatur tekanan gas dalam biodigester. Katup pengaman ini menggunakan prinsip pipa T. Bila tekanan gas dalam saluran gas lebih tinggi dari kolom air, maka gas akan keluar melalui pipa T, sehingga tekanan dalam biodigester akan turun.4. Sistem pengadukPengadukan dilakukan dengan berbagai cara, yaitu pengadukan mekanis, sirkulasi substrat biodigester, atau sirkulasi ulang produksi biogas ke atas biodigester menggunakan pompa. Pengadukan ini bertujuan untuk mengurangi pengendapan dan meningkatkan produktifitas biodigester karena kondisi substrat yang seragam.

5. Saluran gasSaluran gas ini disarankan terbuat dari bahan polimer untuk menghindari korosi. Untuk pembakaran gas pada tungku, pada ujung saluran pipa bisa disambung dengan pipa baja antikarat.6. Tangki penyimpan gas Terdapat dua jenis tangki penyimpan gas, yaitu tangki bersatu dengan unit reaktor (floating dome) dan terpisah dengan reaktor (fixed dome). Untuk tangki terpisah, konstruksi dibuat khusus sehingga tidak bocor dan tekanan yang terdapat dalam tangki seragam, serta dilengkapi H2S Removal untuk mencegah korosi.Ada banyak manfaat yang dapat diperoleh dari limbah ternak. Limbah ternak masih mengandung nutrisi atau zat padat yaang potensial untuk dmanfaatkan. Limbah ternak selain dimanfaatkan sebagai biogas, juga dapat dimanfaatkan sebagi pupuk organik, media tumbuhan dan lain lain.1. Limbah ternak sebagai pupuk organikDi negara Cina tidak jarang dilihat pembuangan limbah peternakan disatukan penampungnya dengan limbah manusia, untuk kemudian dijadikan pupuk organik. Selain itu juga dapat dicampurkan dengan lumpur selokan, untuk kemudan digunakan sebagai pupuk. Sebanyak 8-10 kg tinja yang dihasilkan oleh seekor sapi per hari dapat menghasilkanpupuk organik atau kompos 4-5 kg per hari.2. Limbah ternak sebagai bahan pakan dan media tumbuhanSebagai pakan ternak, limbah ternak kaya akan nutrien seperti protein, lemak BETN, vitamin, mineral,mikroba dan zat lainnya. Ternak membutuhkan sekitar 46 zat makanan esensial agar dapat hidup sehat. Limbah feses mengandung 77 zat atau senyawa, namun di dalamnya terdapat senyawa toksik untuk ternak. Untuk itu pemanfaatan limbah ternak sebagai makanan ternak memerlukan pengolahan lebih lanjut. Tinja ruminansia juga telah banyak diteliti sebagai bahan pakan termasuk penelitian limbah ternak yang difermentasi secara anaerob.Penggunaan feses sapi untuk media hidupnya cacing , telah ditelitimenghasilkan biomasa tertinggi dibandingkan campuran feses yang ditambah bahan organik lain.Pada praktikum acara 2 yaitu kunjungan ke Ex-Farm Fakultas Peternakan Universitas Jenderal Soedirman. Pada praktikum kali ini dijelaskan bagaimana cara pembuatan biogas yang dihasilkan dari pengolahan limbah ternak. Alat yang digunakan untuk pembuatan biogas yaitu digester. Adapun langkah langkah pembuatan biogas yaitu yang pertama memasukkan mikroba ke dalam digester. Satu liter mikroba untuk 5 m3 bahan baku. Untuk mendapatkan 5 m3 kotoran sapi dibutuhkan 4-5 ekor sapi, sedangkan untuk 25 m3 dihasilkan dari 20 25 ekor sapi. Langkah ke dua yaitu memasukkan campuran feses sapi dengan air dengan perbandingan 1 : 1. Setelah 14 hari dari langkah pertama dan kedua, maka akan terbentuk biogas. Dengan terbentuk gas tersebut, maka langkah yang ke tiga untuk setiap harinya harus ditambahkan atau dimasukkan bahan baku (feses + air ) sebanyak 3,5 m3. Penambahan bahan baku tersebut pada setiap harinya akan menambah produksi gas yang dapat menekan feses padat keluar dari digester yang disebut dengan slury. Adapun feses masuk sampai keluar menjadi slury selama 50 hari. Selain penjelasan mengenai proses pembuatan biogas tersbut, pada praktikum kali ini dijelaskan juga hal yang megakibatkan rusaknya Digester yang ada di Ex-Farm Fakultas Peternakan Universitas Jenderal Soedirman. Kerusakan tersebut terjadi karena kesalahan dalam pemasukan bahan baku. Bahan baku yang seharusnya dicampur terlebih dahulu dengan perbandingan 1 : 1 sebelum dimasukkan ke dalam Digester, tetapi dalam praktiknya pengelola tidak mencampurkan terlebih dahulu melainkan memasukkan feses ke digester, baru airnya belakangan. Hal tersebut mengakibatkan pengerasan feses di dalam digester sehingga digester macet dan harus dibongkar terlebih dahulu.

V. SIMPULAN DAN SARANA. Simpulan1. Limbah yang dihasilkan dari peternakan ex-farm fak. Peternakan Unsoed yaitu kotoran sapi dan sisa sisa pakan sapi.2. Pengolahan biogas melalui langkah-langkah yaitu feses sapi dan air dimasukan ke Inlet kemudian ke digaster 1 kemusian ke digaster 2, di dalam digaster inilah terbentuknya atau terjadi fermentasi terbentuknya biogas, dan kemudian sisa dari feses keluar lewat outlet. Biogas bermanfaat sebagai pengganti bahan bakar minyak.

B. SaranSetelah melakukan praktikum acara ini mengenai pemanfaatan limbah ternak ex-farm UNSOED, diharapkan untuk praktikum kedepannya agar mahasiswa dapat melakukan praktek secara langsung pada pengolahan limbah ternak.

DAFTAR PUSTAKAFarida E. 2000. Pengaruh Penggunaan Feses Sapi dan Campuran Limbah Organik Lain Sebagai Pakan atau Media Produksi Kokon dan Biomassa Cacing Tanah Eisenia foetida savigry. Skripsi Jurusan Ilmu Nutrisi dan Makanan Ternak. IPB, Bogor.

Sofyadi Cahyan, 2003. Konsep Pembangunan Pertanian dan Peternakan Masa Depan. Badan Litbang Departemen Pertanian. Bogor.

Sihombing D T H. 2000. Teknik Pengelolaan Limbah Kegiatan/Usaha Peternakan. Pusat Penelitian Lingkungan Hidup Lembaga Penelitian, Institut Pertanian Bogor.

Soehadji, 1992. Kebijakan Pemerintah dalam Industri Peternakan dan Penanganan Limbah Peternakan. Direktorat Jenderal Peternakan, Departemen Pertanian. Jakarta. Widodo, Asari, dan Unadi, 2005. Pemanfaatan Energi Biogas Untuk Mendukung Agribisnis Di Pedesaan. Publikasi Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian Serpong.