Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi sebagai P (2)
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi sebagai Pupuk Organik
Sapi merupakan jenis ternak ruminansia yang relatif lebih digemari oleh
masyarakat umum. Meningkatnya jumlah penduduk menyebabkan permintaan
pangan khususnya pangan hasil ternak selalu bertambah. Peningkatan permintaan
hasil ternak mendorong meningkatnya populasi ternak dan produktivitasnya.
Namun peningkatan usaha peternakan ini selain memberikan dampak positif yaitu
menghasilkan produk utama seperti daging, susu, dan telur juga memberikan
dampak negatif karena usaha peternakan pasti menghasilkan limbah. Limbah
ternak merupakan sisa buangan dari suatu kegiatan usaha meliputi : limbah padat
dan cair seperti feses,urine dan sisa pakan. Semakin besar skala usaha, limbah yang
dihasilkan semakin banyak.
Berdasarkan beberapa penelitian yang telah dilakukan tercatat bahwa satu
ekor sapi rata-rata menghasilkan kotoran rata-rata 10-25 kg/hari. Apabila dalam
satu kandang kolektif dipelihara sebanyak 100 ekor sapi maka kotoran yang dapat
dikumpulkan adalah 2.500 kg. Namun sampai saat ini kotoran sapi yang dihasilkan
umumnya dibuang ke saluran air. Maksudnya dilakukan demikian oleh peternak,
adalah untuk memudahkan penanganan dan bisa dimanfaatkan untuk lahan-lahan
yang terairi oleh saluran tersebut. Pada saat yang demikian (kotoran ternak segar)
belum dapat dimanfaatkan secara langsung oleh tanaman karena belum
terdekomposisi dengan rasio C/N lebih dari 40.
Limbah ternak dapat lebih bermanfaat setelah melalui proses pengolahan,
menjadi kompos. Keengganan peternak untuk memproses kotoran ternak menjadi
kompos disebabkan oleh lama waktu yang dibutuhkan selama proses pengomposan
lebih kurang 2 bulan. Namun dengan adanya berbagai teknologi, kotoran ternak
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 1
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
dapat didekomposisi menjadi kompos dalam waktu yang lebih singkat. Dengan
menggunakan cara ini didapat kandungan hara kompos yaitu N total (0,68%); P
total (0,225%); C-organik (11,2 %); Kalium (0,55%) dan rasio C/N (16,47).
Pupuk pada umumnya dibagi menjadi dua kelompok, yakni pupuk
kimia/anorganik dan pupuk organik atau sering disebut dengan kompos.
Pemupukan dengan menggunakan pupuk anorganik secara tunggal dan terus
menerus tanpa diimbangi dengan pupuk organik akan menyebabkan tanah menjadi
padat/tidak gembur, penetrasi air, drainase, aerasi dan hara tanah menjadi
terganggu. Hal tersebut di atas akan menyebabkan sifat fisik dan biologi
mikroorganisme tanah menjadi terganggu, bahan organik tanah, partikel tanah akan
tercuci dan hasil yang diharapkan tidak dapat tercapai. Oleh karena itu, untuk
mencegah rusaknya sifat fisik dan biologi tanah maka perlu dilakukan usaha
konservasi. Salah satunya adalah dengan cara pemupukan yang berimbang antara
pupuk anorganik dan organik. Pupuk organik atau sering disebut sebagai kompos
umumnya tersusun dari campuran limbah petanian, limbah dapur dan hasil
sampingan pemeliharaan ternak (feses, urin dan sisa-sisa pakan). Meskipun
penggunaan
kotoran
ternak
sudah
banyak
dipergunakan
namun
dalam
pelaksanaannya sering belum memberikan hasil yang memuaskan. Hal ini
disebabkan pemanfaatan pupuk organik asal kotoran ternak dipergunakan secara
langsung dan belum melalui suatu proses pematangan.
Pembuatan Pupuk Organik Asal Kotoran Sapi
Hasil sampingan pemeliharaan ternak sapi atau sering juga disebut sebagai
kotoran sapi tersusun dari feses, urine dan sisa pakan yang diberikan (terutama
untuk ternak yang dikandangkan). Hasil sampingan ini merupakan bahan utama
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 2
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
pembuatan kompos yang sangat balk dan cukup berpotensi untuk dijadikan pupuk
organik serta memiliki nilai hara yang cukup baik. Pemeliharaan ternak sapi di
Pulau Jawa dan Bali umumnya dilakukan secara intensif dengan cara dikandangkan
dan penyediaan pakan dilakukan dengan sistem "potong angkut". Jumlah
pemilikannya pun sangat terbatas yakni antara 1 sampai 5 ekor. Dengan sistem
demikian maka hasil sampingan tersedia di sekitar kandang dan sangat mudah
dalam pengumpulannya . Apabila ternak sapi yang dipelihara memiliki bobot hidup
rataan 250 kg maka setiap petani paling sedikit harus menyediakan pakan hijauan
(tidak diberi konsentrat) 7,5 kg bahan kering (3% x 250 kg). Bila diasumsikan
bahwa kandungan bahan kering pakan hijauan lapang sama dengan 20% maka
jumlah tersebut setara dengan 37,5 kg (100 : 20 x 7,5 kg). Angka tersebut harus
ditingkatkan sebanyak 30% dari pemberian agar ternak mendapat kesempatan
memilih pakan hijauan yang disenangi. Dengan demikian jumlah tersebut menjadi
lebih kurang 50 kg. Selanjutnya apabila tingkat kecernaan bahan pakan tersebut
adalah 50% maka jumlah yang dikeluarkan kembali dalam bentuk feses segar
adalah 25 kg. Dengan perkataan lain setiap tahunnya feses yang dihasilkan setiap
ekor ternak sapi dapat mencapai 9 ton dan jumlah ini lebih rendah dari yang
dilaporkan Sihombing (1990). Selanjutnya dikatakan bahwa ternak sapi dapat
menghasilkan feses sejumlah 10 -15 ton/ekor/tahun. Rendahnya jumlah yang
diperoleh dalam perhitungan di atas kemungkinan disebabkan karena nilai sisa
pakan belum diperhitungan . Dengan asumsi pengumpulan feses dilakukan setiap
empat bulan sekali maka setiap petani dengan jumlah pemilikan ternak sapi
sebanyak satu ekor dapat menyediakan bahan pupuk organik sebanyak 3 ton. Suatu
jumlah yang cukup besar artinya bila dihubungkan dengan luas pemilikan lahan
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 3
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
yang pada umumnya berkisar 0,2 - 0,5 Ha/petani (satu Ha membutuhkan pupuk
kandang sejumlah 17,5 ton.
Agar dapat memberikan manfaat yang maksimal maka hasil sampingan
pemeliharaan ternak sapi tersebut harus diproses sebelum dipergunakan sebagai
pupuk. Umumnya proses pengolahan dimaksud terdiri dari dua kelompok, yakni
pengolahan secara terbuka dan tertutup . Pengolahan secara terbuka dilakukan
hanya dengan menumpukan kotoran ternak sapi pada suatu area tertentu selama
waktu yang tidak tentu. Namun pada umumnya dipergunakan menjelang musim
tanam atau pada saat pengolahan tanah dilakukan. Cara ini tidak membutuhkan
biaya yang terlalu banyak, karena biaya yang dikeluarkan hanya untuk tenaga kerja
dan tidak diperhitungkan karena tenaga yang dipergunakan adalah tenaga keluarga.
Pengolahan yang kedua adalah dengan proses tertutup. Cara ini dilakukan dengan
mem benamkan kotoran ternak ke dalam sebuah lubang yang telah dipersiapkan
sebelumnya . Pembuatan lubang/silo disarankan untuk dilakukan di bawah naungan
dan areal yang tidak mudah tergenang air bila terjadi musim hujan. Di bawah
naungan dapat diartikan sebagai tempat di bawah pohon yang rindang atau pun di
bawah naungan atap yang memang disiapkan untuk tujuan tersebut. Pembuatan silo
tersebut dapat dilakukan dengan kedalaman yang sesuai dengan volume yang
diinginkan dan sebaiknya dinding silo tersebut tahan terhadap rembesan air dari
samping. Tujuannya adalah selain mencegah masuknya air ke dalam kotoran juga
berfungsi agar unsur hara seperti nitrogen, yang ada dalam kotoran tidak hilang
tercuci air yang dapat masuk/merembes . Untuk dapat menampung kotoran sapi
sebanyak 3 ton maka ukuran yang dibutuhkan adalah dua meter kali satu meter
dengan kedalaman dua meter. Bila memungkinkan pembuatan silo dapat juga
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 4
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
dilakukan dengan mempergunakan gorong-gorong berpenampang 1 meter dan
disusun sebanyak tidak lebih dari 3 buah. Sesuai dengan ukuran gorong- gorong
yang ada di pasaran maka, dua buah gorong-gorong ditempatkan di bawah
permukaan tanah (sedalam 90 cm) dan sebuahnya lagi dapat ditumpuk di atas
permukaan tanah (setinggi 100 cm). Dengan ukuran silo dapat menampung tiga ton
kotoran sapi. Kotoran sapi yang tersedia selanjutnya diaduk agar tercampur secara
merata antara feses, urine dan sisa pakan. Bila telah homogen maka kotoran sapi
dapat dimasukan ke dalam silo secara baik agar cukup padat sampai hampir penuh.
Selanjutnya dapat ditutup dengan menggunakan tanah galian lubang yang ada
setinggi lebih kurang 30cm . Timbunan tersebut selanjutnya dibiarkan untuk suatu
satuan waktu tertentu, misalnya 3 bulan (Mathius, 1994), namun pada umumnya
disesuaikan dengan waktu penggunaannya, yakni disesuaikan dengan musim
tanam. Setelah melewati waktu yang diinginkan diharapkan kotoran yang telah
melewati proses perombakan/dekomposisi, dapat menjadi kompos yang diharapkan
dan siap dibongkar. Kompos tersebut selanjutnya dapat dipergunakan secara
langsung ke lahan pertanian atau pun dapat dianginkan/dikeringkan di bawah sinar
matahari . Hasil pengeringan tersebut selanjutnya dihancurkan agar tidak
menggumpal/padat dan dapat disaring dengan ayakan yang sesuai dengan ukuranukuran yang diinginkan. Untuk tujuan sebagai pupuk tanaman hias maka hasil
ayakannya harus cukup kecil (2-3 mm), demikian juga bila ditujukan untuk
tanaman rumput di lapangan golf. Sedangkan untuk tujuan pemupukan tanaman
pangan setahun, maka hasil proses dekomposisasi tersebut dapat dipergunakan
langsung ke lapang dan dibenamkan pada saat persiapan lahan sedang
dikerjakan/diolah
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 5
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
Pemanfaatannya untuk Tanaman
Sebagai yang telah diutarakan terdahulu, kotoran sapi dapat dipergunakan secara
langsung ke lapang . Namun cara tersebut belum memberikan hasil yang
memuaskan dan bahkan cenderung dapat menurunkan produksi, tertutama untuk
tahun pertama pemupukan. Oleh karena itu penggunaannya disarankan setelah
melalui proses dekomposisi . Cara penggunaannya dapat dilakukan dengan
beberapa cara, yakni dengan menabur ke lahan yang akan dipupuk atau dengan
membenamkan pupuk tersebut pada saat lahan diolah . Cara pertama kurang balk,
karena dengan sistem tersebut banyak unsur hara yang akan terbuang percuma.
Hilangnya unsur hara tersebut disebabkan terjadinya penguapan atau pun tercuci
oleh aliran air hujan. Jacobs yang dikutip oleh Mathius (1994) menyarankan untuk
mendapatkan hasil yang balk dalam penggunaan kotoran ternak sebagai pupuk
maka kotoran tersebut sebaiknya dibenamkan di bawah permukaan tanah . Hal ini
disebabkan selain unsur hara tidak terbuang/menguap maka derigan pembenaman
tersebut kandungan humus tanah dapat meningkatkan, sifat fisik tanah menjadi
lebih baik serta ketersediaan air yang ada dalam tanah dapat diikat oleh kompos
dan slap dipergunakan oleh tanaman yang tumbuh di areal tersebut. Pengujian
penggunaan pupuk kotoran sapi untuk tanaman pangan belum banyak dilaporkan.
Namun hasil pengamatan Manurung dkk. (1975) melaporkan bahwa dengan
penggunaan kotoran ternak secara tunggal memberikan hasil yang terbaik terhadap
produksi
rumput
gajah
jika
dibandingkan
dengan
penggunaan
pupuk
organik/kimia, yakni 184 ton/Ha/tahun atau dua kali lebih banyak apabila
dibandingkan dengan pemupukan menggunakan urea. Penggunaan secara bersamasama antara pupuk organik dan anorganik memberikan hasil yang lebih baik jika
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 6
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
dibandingkan dengan penggunaan pupuk anorganik/kimia namun tidak sebaik bila
dipergunakan secara tunggal (pupuk kandang).
Nilai Tambah Pupuk Organik Kotoran Sapi
Sebagai hasil sampingan, kotoran sapi belum banyak diperdagangkan,
meskipun pada kenyataannya telah banyak dipergunakan sebagai pupuk pada
tingkat untuk memenuhi keperluan sendiri . Dengan asumsi harga jual pupuk
organik Rp 30,- sampai Rp 40,- per kg maka setiap petani yang memiliki ternak
sapi sebanyak satu ekor dapat memperoleh nilai tambah sejumlah Rp315.000,setahun, yang pada umumnya nilai tersebut tidak pernah diperhitungkan. Mathius
(1994) membandingkan harga pupuk kandang dengan nilai bell pupuk
anorganik/urea atas dasar kandungan nitrogen dan menyatakan bahwa nilai jual
nitrogen pupuk kandang lebih mahal daripada nilai bell nitrogen asal urea, bila
diperhitungkan dalam satuan waktu sesaat
(satu tahun). Namun bila
diperhitungkan atas dasar daya pakai pupuk kandang maka akan sangat
menguntungkan. Penggunaan pupuk urea dilakukan secara berulang setiap tahun
dengan rataan jumlah sebanyak 300 kg/Ha/tahun. Sedangkan pupuk kandang dapat
dipergunakan sekali untuk setiap 13 tahun (Peat dan Brown, 1962) dengan jumlah
penggunaan sebanyak 17.500 kg/Ha. Dengan demikian maka nilai bell pupuk
kandang yang harus dikeluarkan untuk 13 tahun adalah Rp 612.500,- (17500 x Rp
35,-), sedangkan untuk pupuk urea adalah Rp 1.365.000,-(300 kg x Rp350,- x 13
tahun). Dengan demikian nilai rupiah yang masih dapat diamankan sejumlah Rp
752.000,- Nilai keuntungan ini akan menjadi lebih besar apabila produksi yang
dihasilkan dari pemupukan dengan menggunakan pupuk kandang turut
diperhitungkan. Sebagai contoh, dapat kita pergunakan data yang dilaporkan
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 7
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
Manurung dkk. (1975). Dilaporkan bahwa dengan menggunakan pupuk kandang
poduksi rumput gajah meningkat dua kali lebih banyak atau mencapai 100 % lebih
tinggi jika dibandingkan bila hanya menggunakan pupuk anorganik/urea (90 ton vs
184 ton). Secara sederhana dan dengan asumsi nilai jual rumput gajah selama 13
tahun tetap sama yakni adalah Rp50,-/kg maka selama 13 tahun akan diperoleh
pemapukan sebanyak Rp 58.500.000,-(90.000 x 13 tahun x Rp50,-), apabila
menggunakan pupuk urea. Sedangkan apabila pemupukan dilakukan dengan
menggunakan pupuk kandang maka nilai yang akan diperoleh adalah
Rp119.600.000,- (184.000 x 13 tahun x Rp50,-). Dari gambaran sederhana tersebut
dapat dikatakan bahwa penggunaan pupuk kandang lebih balk dari pada hanya
dengan pengggunaan pupuk anorganik.
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 8
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi sebagai Gasbio
Permintaan kebutuhan Bahan Bakar Minyak (BBM) dunia dari tahun
ketahun semakinÿ meningkat, menyebabkan harga minyak melambung. Pemerintah
berencana menaikkan lagi harga minyak untuk mengurangi sudsidi yang harus
ditanggung oleh APBN. Yang menjadi pertanyaan adalah jika BBM mahal, apakah
kita tidak bisa hidup tanpa menggunakan bahan bakar minyak tersebut. Ternyata
tidak demikian. Sumber energi alternatip telah banyak ditemukan sebagai
pengganti bahan bakar minyak, salah satunya adalah biogas.
Teknologi biogas sebenarnya bukan sesuatu hal yang baru. Berbagai negara
telah mengaplikasikan teknologi ini sejak puluhan tahun yang lalu seperti petani di
Inggris, Rusia dan Amerika serikat. Sementara itu di Benua Asia, India merupakan
negara pelopor dan pengguna biogas sejak tahun 1900 semasa masih dijajah
Inggris, negara tersebut mempunyai lembaga khusus yang meneliti pemanfaatan
limbah kotoran ternak yang disebut Agricultural Research instutute dan Gobar Gas
Research Station, lembaga tersebut pada tahun 1980 sudah mampu membangun
instalasi biogas sebanyak 36.000 unit. Selain negara negara tersebut diatas, Taiwan,
Cina, Korea juga telah memanfaatkan kotoran ternak sebagai bahan baku
pembuatan biogas.
Jika kita menggantungkan terus pada Bahan Bakar Minyak (BBM) dan gas
sebagai energi utama tanpa mencari alternative lain maka beban hidup akan
semakin berat terutama masyarakat kecil pedesaan padahal ada alternative yang
mudah dengan membuat biogas dari kotoran ternak. Biogas adalah salah satu
energi yang dapat dikembangkan dengan memberikan cukup bahan baku yang
tersedia dan renewable.
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 9
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
Pemerintah sudah saatnya mengalokasikan sebagian dari pengurangan
subsidi BBM untuk mengembangkan biogas dari kotoran ternak keseluruh pelosak
pedesaan. Sudah saatnya pula kita berfikir dan berusaha mengembangkan
kreatifitas untuk mengembangkan energi alternative dari kotoran ternak, karena
sudah banyak hasil penelitian ilmiah yang berhasil. Kegiatan yang harus kita
lakukan sekarang adalah mengaplikasikan hasil penelitian tersebut untuk
kepentingan masyarakat. Usaha ini juga harus didukung dengan mengubah pola
pikir masyarakat untuk menerima kehadiran teknologi baru.
Berdasarkan analisis yang dilakukan para pakar peneliti menunjukan bahwa
kotoran sapi mengandung selulosa, hemisellulosa, lignin, karbonat organik,
nitrogen, fosfor dan kalium. Cara pembuatannya pun sangat praktis, yaitu kotoran
sapi yang telah diencerkan dengan air dengan perbandingan tertentu dan
ditempatkan dalam wadah biogas. Making tertutup untuk bahan bakar sangat
efektif dilakukan di daerah yang banyak ternak. Setelah terbentuk biogas, sapi
limbah gas yang telah diambil, pupuk organik yang kaya akan unsur yang
dibutuhkan oleh tanaman. Karena itu, pupuk organik ini dapat dianggap sebagai
pupuk alternatif untuk menjaga produksi tanaman. ini memberikan gambaran
pemanfaatan teknologi biogas dengan bahan bakar kotoran sapi sebagai solusi
alternatif dalam rangka untuk menghemat cadangan minyak bumi.
1.
According anaerobik biologis (1989) menyatakan, Biogas adalah campuran
beberapa gas, tergolong bahan bakar gas yang merupakan hasil fermentasi atau
dekomposisi bahan organik dalam kondisi anaerob dan gas yang dominan
adalah metana ( CH4) dan karbon dioksida (CO2). Biogas dapat disimpulkan
sebagai salah satu jenis energi yang dapat dibuat dari fermentasi berbagai jenis
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 10
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
bahan limbah seperti sampah, pupuk, kotoran manusia, jerami, dan bahan
lainnya dalam kondisi anaerob dan menghasilkan gas, gas metana yang
didominanasi oleh dioksida dan karbon. Singkatnya, semua jenis bahan dalam
hal kimia termasuk senyawa organik, baik berasal dari limbah dan kotoran
hewan atau sisa tanaman, dapat digunakan sebagai biogas.
2.
Kotoran sapi Sapi memiliki sistem pencernaan khusus yang menggunakan
mikroorganisme dalam sistem pencernaan yang berfungsi untuk mencerna
selulosa dan lignin dari rumput berserat tinggi. Oleh karena itu, pupuk sapi
kandang memiliki kandungan selulosa yang tinggi sehingga Nilai kalor yang
dihasilkan oleh biogaspun cukup tinggi, yaitu kisaran 4800-6700 kkal/m3,
untuk metana murni (100%) memiliki nilai kalori 8900 kkL/m3.
3. Jenis Pabrik Biogas Jenis Pabrik biogas dapat dilihat dari konstruksi dan bahan
baku. Hal konstruksi, secara umum, pabrik biogas diklasifikasikan menjadi dua
jenis: Kubah tetap : Kubah tetap merupakan konstruksi yang memiliki volume
tetap sehingga produksi gas akan meningkatkan generator tekanan. Drum
mengambang : Drum mengambang berarti ada bagian pada pabrik yang dapat
dipindahkan untuk menyesuaikan diri dengan peningkatan pembangkit tekanan.
Gerakan tanaman mereka juga akan menjadi tanda dimulainya produksi gas
dalam Pabrik Biogas. Sementara pembangunan pabrik biogas dilihat dari aliran
bahan baku, dibagi menjadi dua lagi yaitu: 1. Batch (bak) Pada jenis ini bahan
tanaman ditempatkan dalam wadah atau ruang tertentu dari awal sampai
selesainya proses pencernaan. Ini hanya umum digunakan dalam tahap
percobaan untuk menentukan potensi gas dari sampah. 2 organik. Contiunitas
(aliran) Dalam tipe ini ada aliran sisa bahan masuk dan keluar pada selang dalm
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 11
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
tempo waktu tertentu. Panjang dari bahan baku Pabrik Biogas disebut sebagai
waktu retensi hidrolik (Retensi hidrolik Waktu / HTR).
4.
Prinsip Teknologi Biogas Pada prinsipnya, teknologi biogas adalah teknologi
yang memanfaatkan fermentasi bahan organik oleh bakteri anaerob yang
menghjasilkan gas metana. Gas metana adalah gas yang mengandung satu atom
C dan empat atom H yang memiliki sifat mudah terbakar. Gas metana yang
dihasilkan kemudian dapat dibakar sehingga panaspun dapat dihasilkan. Sifat
gas ini tidak berwarna, tidak berbau dan sangat cepat menyala. Menurut
Direktorat Jenderal PPHP-Departemen Pertanian (2006), 1 m3 biogas setara
dengan:
a. LPG: 0,46 Kg
b. Minyak Tanah: 0,62 Ltr
c. Minyak solar: 0,52 Ltr
d. Bensin: 0,80 Ltr
e. Kayu bakar: 3,50 Kg
Pembentukan biogas mikroba anaerobik mencakup tiga tahap : Pertama,
tahap hidrolisis di mana pembubaran terjadi pada tahap ini bahan organik larut
dan pencernaan bahan organik kompleks menjadi sederhana, mengubah
struktur utama dari bentuk monomer. Kedua, tahap pengasaman, yang pada
tahap komponen monomer (gula sederhana) yang terbentuk pada hidrolisis
akan menjadi makanan bagi bakteri pembentuk asam. Produk akhir dari gula
sederhana akan diproduksi pada tahap asam asetat, alkohol propionat, format,
laktat, dan sedikit butirat, karbon dioksida, hidrogen dan amonia. Ketiga,
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 12
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
panggung metagonetik, pada tahap ini adalah pembentukan metana dan gas
karbon dioksida.
5. Bagian Utama dari Pabrik Biogas
Degester (pencernaan). Degester alat mencerna bahan organik yang
sebagian besar terdiri dari potongan-potongan kecil dari pupuk kandang dan
sisa tanaman seperti jerami dan sebagainya, dan air yang kedap udara.
Pintu masuk saluran bubur (kotoran yang dilembutkan), campuran kotoran
sapi dan air untuk membentuk bubur dimasukkan melalui saluran masuk
lumpur.
Residu saluran keluar adalah sisa dari bahan biogas saluran. Jika aliran
dalam tangki cukup baik kemudian menyeimbangkan tekanan hidrostatik
akan mengakibatkan beberapa bubur sisa ketika bubur ditambahkan
kesaluran keluar tangki nasuk pertama. Tekanan hidrostatik akan
menyebabkan sebagian lumpur sisa ketika bubur ditambahkan keslauran
keluar tank.
Keselamatan utama tekanan katup/klep, prinsip kerja katup ini berupa pipa
T yang mampu menahan tekanan di dalam saluran gas setara dengan
tekanan kolom air dalam tabung T TSB. Ketika tekanan dalam saluran gas
lebih tinggi dari tekanan kolom air, gas akan keluar melalui T tabung
sehingga tekanan dalam sistem akan daya mundur. Bila air yang masuk
dalam pipa T adalah h maka tekanan yang dapat memegang pipa adalah p =
ρgh.
Separator-separator berfungsi untuk mengarahkan aliran lumpur di pabrik
sehingga untuk memastikan bahwa bubur memenuhi kriteria HTR massa.
Untuk membantu kelancaran aliran lumpur di pabrik, disarankan untuk
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 13
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
menggunakan bubur dengan kadar padatan sesuai dengan rekomendasi US
EPA (maksimum sekitar 12,5%).
Reaktor, tempat fregmentasi.
6. Cara kerja biogas air dan kotoran sapi dicampur (perbandingan 2:1) dalam bak
dialirkan ke reaktor muncul biogas 7 hari dalam reaktor ada pengaman gas
penampung gas dari reaktor tungku/kompor biogas.
Hasil Sampingan Ternak
Ternak sapi, kerbau, kuda, ayam petelur, kambing banyak dipelihara oleh
masyarakat pedesaan sebagai usaha sampingan selain bercocok tanam. Limbah dari
usaha tersebut berupa limbah padat dan limbah cair seperti feses, urine, sisa
makanan, kulit telur, lemak, darah, bulu, kuku, dll. Volume dan jenis limbah
tergantung pada jenis dan banyaknya ternak yang dipelihara. Feses, urine, sisa
makanan yang merupakan limbah utama dari ternak selama ini oleh masyarakat
dimanfaatkan sebagai pupuk organik.
Pemanfaatan limbah ternak selama ini belum optimal, karena sebelum
kotoran ternak itu dijadikan pupuk organik terlebih dahulu dapat diproses untuk
menghasilkan biogas dimana gas itu dapat digunakan untuk memasak
menggantikan minyak tanah ataupun gas LPG.
Disisi lain, peternakan juga menjadi penyebab timbulnya pencemaran air,
bau tak sedap, mengganggu pemandangan dan bahkan sebagai sumber penyakit.
Kita ingat belum lama ini dengan timbulnya wabah flu burung. Dengan adanya
teknologi biogas seluruh permasalahan lingkungan akibat pencemaran dapat
dikurangi.
Prinsip Pembuatan Biogas
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 14
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
Prinsip pembuatan biogas adalah adanya dekomposisi bahan organik secara
anaerobik (tertutup dari udara bebas) untuk menghasilkan gas yang sebagian besar
adalah berupa gas metan (yang memiliki sifat mudah terbakar) dan karbon
dioksida, gas inilah yang disebut biogas.
Proses dekomposisi anaerobik dibantu oleh sejumlah mikroorganisme,
terutama bakteri metan. Suhu yang baik untuk proses fermentasi adalah 30-55°C,
dimana pada suhu tersebut mikroorganisme mampu merombak bahan bahan
organik secara optimal.
Membangun Instalasi Biogas
Bangunan utama dari instalasi biogas adalah digester yang berfungsi untuk
menampung gas metan hasil perombakan bahan bahan organik oleh bakteri. Jenis
digester yang paling banyak digunakan adalah model continuous feeding dimana
pengisian bahan organiknya dilakukan secara kontinu setiap hari. Besar kecilnya
digester tergantung pada kotoran ternak yamg dihasilkan dan banyaknyaÿ biogas
yang diinginkan.
Lahan yang diperlukan sekitar 16 m2. Untuk membuat digester diperlukan
bahan bangunan seperti pasir, semen, batu kali, batu koral, bata merah, besi
konstruksi, cat dan pipa prolon.
Lokasi yang akan dibangun sebaiknya dekat dengan kandang sehingga
kotoran ternak dapat langsung disalurkan kedalam digester. Disamping digester
harus dibangun juga penampung sludge (lumpur) dimana slugde tersebut nantinya
dapat dipisahkan dan dijadikan pupuk organik padat dan pupuk organik cair.
Setelah pengerjaan digester selesai maka mulai dilakukan proses pembuatan biogas
dengan langkah langkah sebagai berikut:
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 15
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
1.
April, 2014
Mencampur kotoran sapi dengan air sampai terbentuk lumpur dengan
perbandingan 1:1 pada bak penampung sementara. Bentuk lumpur akan
mempermudah pemasukan kedalam digester
2.
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.
3.
Melakukan penambahan starter (banyak dijual dipasaran) sebanyak 1 liter dan
isi rumen segar dari rumah potong hewan (RPH) sebanyak 5 karung untuk
kapasitas digester 3,5 - 5,0 m2. Setelah digester penuh, kran gas ditutup
supaya terjadi proses fermentasi.
4.
Membuang gas yang pertama dihasilkan pada hari ke-1 sampai ke-8 karena
yang terbentuk adalah gas CO2. Sedangkan pada hari ke-10 sampai hari ke-14
baru terbentuk gas metan (CH4) dan CO2 mulai menurun. Pada komposisi
CH4 54% dan CO2 27% maka biogas akan menyala.
5.
Pada hari ke-14 gas yang terbentuk dapat digunakan untuk menyalakan api
pada kompor gas atau kebutuhan lainnya. Mulai hari ke-14 ini kita sudah bisa
menghasilkan energi biogas yang selalu terbarukan. Biogas ini tidak berbau
seperti bau kotoran sapi. Selanjutnya, digester terus diisi lumpur kotoran sapi
secara kontinu sehingga dihasilkan biogas yang optimal.
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 16
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
Pengolahan kotoran ternak menjadi biogas selain menghasilkan gas metan
untuk memasak juga mengurangi pencemaran lingkungan, menghasilkan pupuk
organik padat dan pupuk organik cair dan yang lebih penting lagi adalah
mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian bahan bakar minyak bumi yang
tidak bisa diperbaharui.
DAFTAR PUSTAKA
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 17
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
Amin, Nofri. 2012. Pemanfaatan Limbah Ternak sebagai Sumber Pupuk Organik.
http://widyatan.com/index.php/arsip/artikel/sosek-pertanian-4/293pemanfaatan-limbah-ternak-sebagai-sumber-pupuk-organik
Anonim. 2012. Biogas dari Kotoran Sapi Sapi Ternak.
http://www.omkris.com/2012/07/biogas-dari-kotoran-sapi-sapi-ternak.html
Jaya, Putra. 2012. Cara Membuat Biogas dari Kotoran Ternak.
https://www.facebook.com/ForumHijauIndonesia/posts/318689718222132
Suganda, Endang. 1997. Potensi dan Pemanfaatan Pupuk Organik Asal Kotoran
Sapi.http://Balitnak.Litbang.Deptan.Go.Id/Index.Php?
Option=Com_Phocadownload&View=Category&Id=72:3&Download=1351:
3&Itemid=11
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 18
April, 2014
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi sebagai Pupuk Organik
Sapi merupakan jenis ternak ruminansia yang relatif lebih digemari oleh
masyarakat umum. Meningkatnya jumlah penduduk menyebabkan permintaan
pangan khususnya pangan hasil ternak selalu bertambah. Peningkatan permintaan
hasil ternak mendorong meningkatnya populasi ternak dan produktivitasnya.
Namun peningkatan usaha peternakan ini selain memberikan dampak positif yaitu
menghasilkan produk utama seperti daging, susu, dan telur juga memberikan
dampak negatif karena usaha peternakan pasti menghasilkan limbah. Limbah
ternak merupakan sisa buangan dari suatu kegiatan usaha meliputi : limbah padat
dan cair seperti feses,urine dan sisa pakan. Semakin besar skala usaha, limbah yang
dihasilkan semakin banyak.
Berdasarkan beberapa penelitian yang telah dilakukan tercatat bahwa satu
ekor sapi rata-rata menghasilkan kotoran rata-rata 10-25 kg/hari. Apabila dalam
satu kandang kolektif dipelihara sebanyak 100 ekor sapi maka kotoran yang dapat
dikumpulkan adalah 2.500 kg. Namun sampai saat ini kotoran sapi yang dihasilkan
umumnya dibuang ke saluran air. Maksudnya dilakukan demikian oleh peternak,
adalah untuk memudahkan penanganan dan bisa dimanfaatkan untuk lahan-lahan
yang terairi oleh saluran tersebut. Pada saat yang demikian (kotoran ternak segar)
belum dapat dimanfaatkan secara langsung oleh tanaman karena belum
terdekomposisi dengan rasio C/N lebih dari 40.
Limbah ternak dapat lebih bermanfaat setelah melalui proses pengolahan,
menjadi kompos. Keengganan peternak untuk memproses kotoran ternak menjadi
kompos disebabkan oleh lama waktu yang dibutuhkan selama proses pengomposan
lebih kurang 2 bulan. Namun dengan adanya berbagai teknologi, kotoran ternak
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 1
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
dapat didekomposisi menjadi kompos dalam waktu yang lebih singkat. Dengan
menggunakan cara ini didapat kandungan hara kompos yaitu N total (0,68%); P
total (0,225%); C-organik (11,2 %); Kalium (0,55%) dan rasio C/N (16,47).
Pupuk pada umumnya dibagi menjadi dua kelompok, yakni pupuk
kimia/anorganik dan pupuk organik atau sering disebut dengan kompos.
Pemupukan dengan menggunakan pupuk anorganik secara tunggal dan terus
menerus tanpa diimbangi dengan pupuk organik akan menyebabkan tanah menjadi
padat/tidak gembur, penetrasi air, drainase, aerasi dan hara tanah menjadi
terganggu. Hal tersebut di atas akan menyebabkan sifat fisik dan biologi
mikroorganisme tanah menjadi terganggu, bahan organik tanah, partikel tanah akan
tercuci dan hasil yang diharapkan tidak dapat tercapai. Oleh karena itu, untuk
mencegah rusaknya sifat fisik dan biologi tanah maka perlu dilakukan usaha
konservasi. Salah satunya adalah dengan cara pemupukan yang berimbang antara
pupuk anorganik dan organik. Pupuk organik atau sering disebut sebagai kompos
umumnya tersusun dari campuran limbah petanian, limbah dapur dan hasil
sampingan pemeliharaan ternak (feses, urin dan sisa-sisa pakan). Meskipun
penggunaan
kotoran
ternak
sudah
banyak
dipergunakan
namun
dalam
pelaksanaannya sering belum memberikan hasil yang memuaskan. Hal ini
disebabkan pemanfaatan pupuk organik asal kotoran ternak dipergunakan secara
langsung dan belum melalui suatu proses pematangan.
Pembuatan Pupuk Organik Asal Kotoran Sapi
Hasil sampingan pemeliharaan ternak sapi atau sering juga disebut sebagai
kotoran sapi tersusun dari feses, urine dan sisa pakan yang diberikan (terutama
untuk ternak yang dikandangkan). Hasil sampingan ini merupakan bahan utama
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 2
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
pembuatan kompos yang sangat balk dan cukup berpotensi untuk dijadikan pupuk
organik serta memiliki nilai hara yang cukup baik. Pemeliharaan ternak sapi di
Pulau Jawa dan Bali umumnya dilakukan secara intensif dengan cara dikandangkan
dan penyediaan pakan dilakukan dengan sistem "potong angkut". Jumlah
pemilikannya pun sangat terbatas yakni antara 1 sampai 5 ekor. Dengan sistem
demikian maka hasil sampingan tersedia di sekitar kandang dan sangat mudah
dalam pengumpulannya . Apabila ternak sapi yang dipelihara memiliki bobot hidup
rataan 250 kg maka setiap petani paling sedikit harus menyediakan pakan hijauan
(tidak diberi konsentrat) 7,5 kg bahan kering (3% x 250 kg). Bila diasumsikan
bahwa kandungan bahan kering pakan hijauan lapang sama dengan 20% maka
jumlah tersebut setara dengan 37,5 kg (100 : 20 x 7,5 kg). Angka tersebut harus
ditingkatkan sebanyak 30% dari pemberian agar ternak mendapat kesempatan
memilih pakan hijauan yang disenangi. Dengan demikian jumlah tersebut menjadi
lebih kurang 50 kg. Selanjutnya apabila tingkat kecernaan bahan pakan tersebut
adalah 50% maka jumlah yang dikeluarkan kembali dalam bentuk feses segar
adalah 25 kg. Dengan perkataan lain setiap tahunnya feses yang dihasilkan setiap
ekor ternak sapi dapat mencapai 9 ton dan jumlah ini lebih rendah dari yang
dilaporkan Sihombing (1990). Selanjutnya dikatakan bahwa ternak sapi dapat
menghasilkan feses sejumlah 10 -15 ton/ekor/tahun. Rendahnya jumlah yang
diperoleh dalam perhitungan di atas kemungkinan disebabkan karena nilai sisa
pakan belum diperhitungan . Dengan asumsi pengumpulan feses dilakukan setiap
empat bulan sekali maka setiap petani dengan jumlah pemilikan ternak sapi
sebanyak satu ekor dapat menyediakan bahan pupuk organik sebanyak 3 ton. Suatu
jumlah yang cukup besar artinya bila dihubungkan dengan luas pemilikan lahan
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 3
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
yang pada umumnya berkisar 0,2 - 0,5 Ha/petani (satu Ha membutuhkan pupuk
kandang sejumlah 17,5 ton.
Agar dapat memberikan manfaat yang maksimal maka hasil sampingan
pemeliharaan ternak sapi tersebut harus diproses sebelum dipergunakan sebagai
pupuk. Umumnya proses pengolahan dimaksud terdiri dari dua kelompok, yakni
pengolahan secara terbuka dan tertutup . Pengolahan secara terbuka dilakukan
hanya dengan menumpukan kotoran ternak sapi pada suatu area tertentu selama
waktu yang tidak tentu. Namun pada umumnya dipergunakan menjelang musim
tanam atau pada saat pengolahan tanah dilakukan. Cara ini tidak membutuhkan
biaya yang terlalu banyak, karena biaya yang dikeluarkan hanya untuk tenaga kerja
dan tidak diperhitungkan karena tenaga yang dipergunakan adalah tenaga keluarga.
Pengolahan yang kedua adalah dengan proses tertutup. Cara ini dilakukan dengan
mem benamkan kotoran ternak ke dalam sebuah lubang yang telah dipersiapkan
sebelumnya . Pembuatan lubang/silo disarankan untuk dilakukan di bawah naungan
dan areal yang tidak mudah tergenang air bila terjadi musim hujan. Di bawah
naungan dapat diartikan sebagai tempat di bawah pohon yang rindang atau pun di
bawah naungan atap yang memang disiapkan untuk tujuan tersebut. Pembuatan silo
tersebut dapat dilakukan dengan kedalaman yang sesuai dengan volume yang
diinginkan dan sebaiknya dinding silo tersebut tahan terhadap rembesan air dari
samping. Tujuannya adalah selain mencegah masuknya air ke dalam kotoran juga
berfungsi agar unsur hara seperti nitrogen, yang ada dalam kotoran tidak hilang
tercuci air yang dapat masuk/merembes . Untuk dapat menampung kotoran sapi
sebanyak 3 ton maka ukuran yang dibutuhkan adalah dua meter kali satu meter
dengan kedalaman dua meter. Bila memungkinkan pembuatan silo dapat juga
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 4
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
dilakukan dengan mempergunakan gorong-gorong berpenampang 1 meter dan
disusun sebanyak tidak lebih dari 3 buah. Sesuai dengan ukuran gorong- gorong
yang ada di pasaran maka, dua buah gorong-gorong ditempatkan di bawah
permukaan tanah (sedalam 90 cm) dan sebuahnya lagi dapat ditumpuk di atas
permukaan tanah (setinggi 100 cm). Dengan ukuran silo dapat menampung tiga ton
kotoran sapi. Kotoran sapi yang tersedia selanjutnya diaduk agar tercampur secara
merata antara feses, urine dan sisa pakan. Bila telah homogen maka kotoran sapi
dapat dimasukan ke dalam silo secara baik agar cukup padat sampai hampir penuh.
Selanjutnya dapat ditutup dengan menggunakan tanah galian lubang yang ada
setinggi lebih kurang 30cm . Timbunan tersebut selanjutnya dibiarkan untuk suatu
satuan waktu tertentu, misalnya 3 bulan (Mathius, 1994), namun pada umumnya
disesuaikan dengan waktu penggunaannya, yakni disesuaikan dengan musim
tanam. Setelah melewati waktu yang diinginkan diharapkan kotoran yang telah
melewati proses perombakan/dekomposisi, dapat menjadi kompos yang diharapkan
dan siap dibongkar. Kompos tersebut selanjutnya dapat dipergunakan secara
langsung ke lahan pertanian atau pun dapat dianginkan/dikeringkan di bawah sinar
matahari . Hasil pengeringan tersebut selanjutnya dihancurkan agar tidak
menggumpal/padat dan dapat disaring dengan ayakan yang sesuai dengan ukuranukuran yang diinginkan. Untuk tujuan sebagai pupuk tanaman hias maka hasil
ayakannya harus cukup kecil (2-3 mm), demikian juga bila ditujukan untuk
tanaman rumput di lapangan golf. Sedangkan untuk tujuan pemupukan tanaman
pangan setahun, maka hasil proses dekomposisasi tersebut dapat dipergunakan
langsung ke lapang dan dibenamkan pada saat persiapan lahan sedang
dikerjakan/diolah
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 5
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
Pemanfaatannya untuk Tanaman
Sebagai yang telah diutarakan terdahulu, kotoran sapi dapat dipergunakan secara
langsung ke lapang . Namun cara tersebut belum memberikan hasil yang
memuaskan dan bahkan cenderung dapat menurunkan produksi, tertutama untuk
tahun pertama pemupukan. Oleh karena itu penggunaannya disarankan setelah
melalui proses dekomposisi . Cara penggunaannya dapat dilakukan dengan
beberapa cara, yakni dengan menabur ke lahan yang akan dipupuk atau dengan
membenamkan pupuk tersebut pada saat lahan diolah . Cara pertama kurang balk,
karena dengan sistem tersebut banyak unsur hara yang akan terbuang percuma.
Hilangnya unsur hara tersebut disebabkan terjadinya penguapan atau pun tercuci
oleh aliran air hujan. Jacobs yang dikutip oleh Mathius (1994) menyarankan untuk
mendapatkan hasil yang balk dalam penggunaan kotoran ternak sebagai pupuk
maka kotoran tersebut sebaiknya dibenamkan di bawah permukaan tanah . Hal ini
disebabkan selain unsur hara tidak terbuang/menguap maka derigan pembenaman
tersebut kandungan humus tanah dapat meningkatkan, sifat fisik tanah menjadi
lebih baik serta ketersediaan air yang ada dalam tanah dapat diikat oleh kompos
dan slap dipergunakan oleh tanaman yang tumbuh di areal tersebut. Pengujian
penggunaan pupuk kotoran sapi untuk tanaman pangan belum banyak dilaporkan.
Namun hasil pengamatan Manurung dkk. (1975) melaporkan bahwa dengan
penggunaan kotoran ternak secara tunggal memberikan hasil yang terbaik terhadap
produksi
rumput
gajah
jika
dibandingkan
dengan
penggunaan
pupuk
organik/kimia, yakni 184 ton/Ha/tahun atau dua kali lebih banyak apabila
dibandingkan dengan pemupukan menggunakan urea. Penggunaan secara bersamasama antara pupuk organik dan anorganik memberikan hasil yang lebih baik jika
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 6
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
dibandingkan dengan penggunaan pupuk anorganik/kimia namun tidak sebaik bila
dipergunakan secara tunggal (pupuk kandang).
Nilai Tambah Pupuk Organik Kotoran Sapi
Sebagai hasil sampingan, kotoran sapi belum banyak diperdagangkan,
meskipun pada kenyataannya telah banyak dipergunakan sebagai pupuk pada
tingkat untuk memenuhi keperluan sendiri . Dengan asumsi harga jual pupuk
organik Rp 30,- sampai Rp 40,- per kg maka setiap petani yang memiliki ternak
sapi sebanyak satu ekor dapat memperoleh nilai tambah sejumlah Rp315.000,setahun, yang pada umumnya nilai tersebut tidak pernah diperhitungkan. Mathius
(1994) membandingkan harga pupuk kandang dengan nilai bell pupuk
anorganik/urea atas dasar kandungan nitrogen dan menyatakan bahwa nilai jual
nitrogen pupuk kandang lebih mahal daripada nilai bell nitrogen asal urea, bila
diperhitungkan dalam satuan waktu sesaat
(satu tahun). Namun bila
diperhitungkan atas dasar daya pakai pupuk kandang maka akan sangat
menguntungkan. Penggunaan pupuk urea dilakukan secara berulang setiap tahun
dengan rataan jumlah sebanyak 300 kg/Ha/tahun. Sedangkan pupuk kandang dapat
dipergunakan sekali untuk setiap 13 tahun (Peat dan Brown, 1962) dengan jumlah
penggunaan sebanyak 17.500 kg/Ha. Dengan demikian maka nilai bell pupuk
kandang yang harus dikeluarkan untuk 13 tahun adalah Rp 612.500,- (17500 x Rp
35,-), sedangkan untuk pupuk urea adalah Rp 1.365.000,-(300 kg x Rp350,- x 13
tahun). Dengan demikian nilai rupiah yang masih dapat diamankan sejumlah Rp
752.000,- Nilai keuntungan ini akan menjadi lebih besar apabila produksi yang
dihasilkan dari pemupukan dengan menggunakan pupuk kandang turut
diperhitungkan. Sebagai contoh, dapat kita pergunakan data yang dilaporkan
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 7
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
Manurung dkk. (1975). Dilaporkan bahwa dengan menggunakan pupuk kandang
poduksi rumput gajah meningkat dua kali lebih banyak atau mencapai 100 % lebih
tinggi jika dibandingkan bila hanya menggunakan pupuk anorganik/urea (90 ton vs
184 ton). Secara sederhana dan dengan asumsi nilai jual rumput gajah selama 13
tahun tetap sama yakni adalah Rp50,-/kg maka selama 13 tahun akan diperoleh
pemapukan sebanyak Rp 58.500.000,-(90.000 x 13 tahun x Rp50,-), apabila
menggunakan pupuk urea. Sedangkan apabila pemupukan dilakukan dengan
menggunakan pupuk kandang maka nilai yang akan diperoleh adalah
Rp119.600.000,- (184.000 x 13 tahun x Rp50,-). Dari gambaran sederhana tersebut
dapat dikatakan bahwa penggunaan pupuk kandang lebih balk dari pada hanya
dengan pengggunaan pupuk anorganik.
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 8
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi sebagai Gasbio
Permintaan kebutuhan Bahan Bakar Minyak (BBM) dunia dari tahun
ketahun semakinÿ meningkat, menyebabkan harga minyak melambung. Pemerintah
berencana menaikkan lagi harga minyak untuk mengurangi sudsidi yang harus
ditanggung oleh APBN. Yang menjadi pertanyaan adalah jika BBM mahal, apakah
kita tidak bisa hidup tanpa menggunakan bahan bakar minyak tersebut. Ternyata
tidak demikian. Sumber energi alternatip telah banyak ditemukan sebagai
pengganti bahan bakar minyak, salah satunya adalah biogas.
Teknologi biogas sebenarnya bukan sesuatu hal yang baru. Berbagai negara
telah mengaplikasikan teknologi ini sejak puluhan tahun yang lalu seperti petani di
Inggris, Rusia dan Amerika serikat. Sementara itu di Benua Asia, India merupakan
negara pelopor dan pengguna biogas sejak tahun 1900 semasa masih dijajah
Inggris, negara tersebut mempunyai lembaga khusus yang meneliti pemanfaatan
limbah kotoran ternak yang disebut Agricultural Research instutute dan Gobar Gas
Research Station, lembaga tersebut pada tahun 1980 sudah mampu membangun
instalasi biogas sebanyak 36.000 unit. Selain negara negara tersebut diatas, Taiwan,
Cina, Korea juga telah memanfaatkan kotoran ternak sebagai bahan baku
pembuatan biogas.
Jika kita menggantungkan terus pada Bahan Bakar Minyak (BBM) dan gas
sebagai energi utama tanpa mencari alternative lain maka beban hidup akan
semakin berat terutama masyarakat kecil pedesaan padahal ada alternative yang
mudah dengan membuat biogas dari kotoran ternak. Biogas adalah salah satu
energi yang dapat dikembangkan dengan memberikan cukup bahan baku yang
tersedia dan renewable.
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 9
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
Pemerintah sudah saatnya mengalokasikan sebagian dari pengurangan
subsidi BBM untuk mengembangkan biogas dari kotoran ternak keseluruh pelosak
pedesaan. Sudah saatnya pula kita berfikir dan berusaha mengembangkan
kreatifitas untuk mengembangkan energi alternative dari kotoran ternak, karena
sudah banyak hasil penelitian ilmiah yang berhasil. Kegiatan yang harus kita
lakukan sekarang adalah mengaplikasikan hasil penelitian tersebut untuk
kepentingan masyarakat. Usaha ini juga harus didukung dengan mengubah pola
pikir masyarakat untuk menerima kehadiran teknologi baru.
Berdasarkan analisis yang dilakukan para pakar peneliti menunjukan bahwa
kotoran sapi mengandung selulosa, hemisellulosa, lignin, karbonat organik,
nitrogen, fosfor dan kalium. Cara pembuatannya pun sangat praktis, yaitu kotoran
sapi yang telah diencerkan dengan air dengan perbandingan tertentu dan
ditempatkan dalam wadah biogas. Making tertutup untuk bahan bakar sangat
efektif dilakukan di daerah yang banyak ternak. Setelah terbentuk biogas, sapi
limbah gas yang telah diambil, pupuk organik yang kaya akan unsur yang
dibutuhkan oleh tanaman. Karena itu, pupuk organik ini dapat dianggap sebagai
pupuk alternatif untuk menjaga produksi tanaman. ini memberikan gambaran
pemanfaatan teknologi biogas dengan bahan bakar kotoran sapi sebagai solusi
alternatif dalam rangka untuk menghemat cadangan minyak bumi.
1.
According anaerobik biologis (1989) menyatakan, Biogas adalah campuran
beberapa gas, tergolong bahan bakar gas yang merupakan hasil fermentasi atau
dekomposisi bahan organik dalam kondisi anaerob dan gas yang dominan
adalah metana ( CH4) dan karbon dioksida (CO2). Biogas dapat disimpulkan
sebagai salah satu jenis energi yang dapat dibuat dari fermentasi berbagai jenis
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 10
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
bahan limbah seperti sampah, pupuk, kotoran manusia, jerami, dan bahan
lainnya dalam kondisi anaerob dan menghasilkan gas, gas metana yang
didominanasi oleh dioksida dan karbon. Singkatnya, semua jenis bahan dalam
hal kimia termasuk senyawa organik, baik berasal dari limbah dan kotoran
hewan atau sisa tanaman, dapat digunakan sebagai biogas.
2.
Kotoran sapi Sapi memiliki sistem pencernaan khusus yang menggunakan
mikroorganisme dalam sistem pencernaan yang berfungsi untuk mencerna
selulosa dan lignin dari rumput berserat tinggi. Oleh karena itu, pupuk sapi
kandang memiliki kandungan selulosa yang tinggi sehingga Nilai kalor yang
dihasilkan oleh biogaspun cukup tinggi, yaitu kisaran 4800-6700 kkal/m3,
untuk metana murni (100%) memiliki nilai kalori 8900 kkL/m3.
3. Jenis Pabrik Biogas Jenis Pabrik biogas dapat dilihat dari konstruksi dan bahan
baku. Hal konstruksi, secara umum, pabrik biogas diklasifikasikan menjadi dua
jenis: Kubah tetap : Kubah tetap merupakan konstruksi yang memiliki volume
tetap sehingga produksi gas akan meningkatkan generator tekanan. Drum
mengambang : Drum mengambang berarti ada bagian pada pabrik yang dapat
dipindahkan untuk menyesuaikan diri dengan peningkatan pembangkit tekanan.
Gerakan tanaman mereka juga akan menjadi tanda dimulainya produksi gas
dalam Pabrik Biogas. Sementara pembangunan pabrik biogas dilihat dari aliran
bahan baku, dibagi menjadi dua lagi yaitu: 1. Batch (bak) Pada jenis ini bahan
tanaman ditempatkan dalam wadah atau ruang tertentu dari awal sampai
selesainya proses pencernaan. Ini hanya umum digunakan dalam tahap
percobaan untuk menentukan potensi gas dari sampah. 2 organik. Contiunitas
(aliran) Dalam tipe ini ada aliran sisa bahan masuk dan keluar pada selang dalm
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 11
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
tempo waktu tertentu. Panjang dari bahan baku Pabrik Biogas disebut sebagai
waktu retensi hidrolik (Retensi hidrolik Waktu / HTR).
4.
Prinsip Teknologi Biogas Pada prinsipnya, teknologi biogas adalah teknologi
yang memanfaatkan fermentasi bahan organik oleh bakteri anaerob yang
menghjasilkan gas metana. Gas metana adalah gas yang mengandung satu atom
C dan empat atom H yang memiliki sifat mudah terbakar. Gas metana yang
dihasilkan kemudian dapat dibakar sehingga panaspun dapat dihasilkan. Sifat
gas ini tidak berwarna, tidak berbau dan sangat cepat menyala. Menurut
Direktorat Jenderal PPHP-Departemen Pertanian (2006), 1 m3 biogas setara
dengan:
a. LPG: 0,46 Kg
b. Minyak Tanah: 0,62 Ltr
c. Minyak solar: 0,52 Ltr
d. Bensin: 0,80 Ltr
e. Kayu bakar: 3,50 Kg
Pembentukan biogas mikroba anaerobik mencakup tiga tahap : Pertama,
tahap hidrolisis di mana pembubaran terjadi pada tahap ini bahan organik larut
dan pencernaan bahan organik kompleks menjadi sederhana, mengubah
struktur utama dari bentuk monomer. Kedua, tahap pengasaman, yang pada
tahap komponen monomer (gula sederhana) yang terbentuk pada hidrolisis
akan menjadi makanan bagi bakteri pembentuk asam. Produk akhir dari gula
sederhana akan diproduksi pada tahap asam asetat, alkohol propionat, format,
laktat, dan sedikit butirat, karbon dioksida, hidrogen dan amonia. Ketiga,
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 12
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
panggung metagonetik, pada tahap ini adalah pembentukan metana dan gas
karbon dioksida.
5. Bagian Utama dari Pabrik Biogas
Degester (pencernaan). Degester alat mencerna bahan organik yang
sebagian besar terdiri dari potongan-potongan kecil dari pupuk kandang dan
sisa tanaman seperti jerami dan sebagainya, dan air yang kedap udara.
Pintu masuk saluran bubur (kotoran yang dilembutkan), campuran kotoran
sapi dan air untuk membentuk bubur dimasukkan melalui saluran masuk
lumpur.
Residu saluran keluar adalah sisa dari bahan biogas saluran. Jika aliran
dalam tangki cukup baik kemudian menyeimbangkan tekanan hidrostatik
akan mengakibatkan beberapa bubur sisa ketika bubur ditambahkan
kesaluran keluar tangki nasuk pertama. Tekanan hidrostatik akan
menyebabkan sebagian lumpur sisa ketika bubur ditambahkan keslauran
keluar tank.
Keselamatan utama tekanan katup/klep, prinsip kerja katup ini berupa pipa
T yang mampu menahan tekanan di dalam saluran gas setara dengan
tekanan kolom air dalam tabung T TSB. Ketika tekanan dalam saluran gas
lebih tinggi dari tekanan kolom air, gas akan keluar melalui T tabung
sehingga tekanan dalam sistem akan daya mundur. Bila air yang masuk
dalam pipa T adalah h maka tekanan yang dapat memegang pipa adalah p =
ρgh.
Separator-separator berfungsi untuk mengarahkan aliran lumpur di pabrik
sehingga untuk memastikan bahwa bubur memenuhi kriteria HTR massa.
Untuk membantu kelancaran aliran lumpur di pabrik, disarankan untuk
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 13
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
menggunakan bubur dengan kadar padatan sesuai dengan rekomendasi US
EPA (maksimum sekitar 12,5%).
Reaktor, tempat fregmentasi.
6. Cara kerja biogas air dan kotoran sapi dicampur (perbandingan 2:1) dalam bak
dialirkan ke reaktor muncul biogas 7 hari dalam reaktor ada pengaman gas
penampung gas dari reaktor tungku/kompor biogas.
Hasil Sampingan Ternak
Ternak sapi, kerbau, kuda, ayam petelur, kambing banyak dipelihara oleh
masyarakat pedesaan sebagai usaha sampingan selain bercocok tanam. Limbah dari
usaha tersebut berupa limbah padat dan limbah cair seperti feses, urine, sisa
makanan, kulit telur, lemak, darah, bulu, kuku, dll. Volume dan jenis limbah
tergantung pada jenis dan banyaknya ternak yang dipelihara. Feses, urine, sisa
makanan yang merupakan limbah utama dari ternak selama ini oleh masyarakat
dimanfaatkan sebagai pupuk organik.
Pemanfaatan limbah ternak selama ini belum optimal, karena sebelum
kotoran ternak itu dijadikan pupuk organik terlebih dahulu dapat diproses untuk
menghasilkan biogas dimana gas itu dapat digunakan untuk memasak
menggantikan minyak tanah ataupun gas LPG.
Disisi lain, peternakan juga menjadi penyebab timbulnya pencemaran air,
bau tak sedap, mengganggu pemandangan dan bahkan sebagai sumber penyakit.
Kita ingat belum lama ini dengan timbulnya wabah flu burung. Dengan adanya
teknologi biogas seluruh permasalahan lingkungan akibat pencemaran dapat
dikurangi.
Prinsip Pembuatan Biogas
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 14
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
Prinsip pembuatan biogas adalah adanya dekomposisi bahan organik secara
anaerobik (tertutup dari udara bebas) untuk menghasilkan gas yang sebagian besar
adalah berupa gas metan (yang memiliki sifat mudah terbakar) dan karbon
dioksida, gas inilah yang disebut biogas.
Proses dekomposisi anaerobik dibantu oleh sejumlah mikroorganisme,
terutama bakteri metan. Suhu yang baik untuk proses fermentasi adalah 30-55°C,
dimana pada suhu tersebut mikroorganisme mampu merombak bahan bahan
organik secara optimal.
Membangun Instalasi Biogas
Bangunan utama dari instalasi biogas adalah digester yang berfungsi untuk
menampung gas metan hasil perombakan bahan bahan organik oleh bakteri. Jenis
digester yang paling banyak digunakan adalah model continuous feeding dimana
pengisian bahan organiknya dilakukan secara kontinu setiap hari. Besar kecilnya
digester tergantung pada kotoran ternak yamg dihasilkan dan banyaknyaÿ biogas
yang diinginkan.
Lahan yang diperlukan sekitar 16 m2. Untuk membuat digester diperlukan
bahan bangunan seperti pasir, semen, batu kali, batu koral, bata merah, besi
konstruksi, cat dan pipa prolon.
Lokasi yang akan dibangun sebaiknya dekat dengan kandang sehingga
kotoran ternak dapat langsung disalurkan kedalam digester. Disamping digester
harus dibangun juga penampung sludge (lumpur) dimana slugde tersebut nantinya
dapat dipisahkan dan dijadikan pupuk organik padat dan pupuk organik cair.
Setelah pengerjaan digester selesai maka mulai dilakukan proses pembuatan biogas
dengan langkah langkah sebagai berikut:
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 15
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
1.
April, 2014
Mencampur kotoran sapi dengan air sampai terbentuk lumpur dengan
perbandingan 1:1 pada bak penampung sementara. Bentuk lumpur akan
mempermudah pemasukan kedalam digester
2.
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.
3.
Melakukan penambahan starter (banyak dijual dipasaran) sebanyak 1 liter dan
isi rumen segar dari rumah potong hewan (RPH) sebanyak 5 karung untuk
kapasitas digester 3,5 - 5,0 m2. Setelah digester penuh, kran gas ditutup
supaya terjadi proses fermentasi.
4.
Membuang gas yang pertama dihasilkan pada hari ke-1 sampai ke-8 karena
yang terbentuk adalah gas CO2. Sedangkan pada hari ke-10 sampai hari ke-14
baru terbentuk gas metan (CH4) dan CO2 mulai menurun. Pada komposisi
CH4 54% dan CO2 27% maka biogas akan menyala.
5.
Pada hari ke-14 gas yang terbentuk dapat digunakan untuk menyalakan api
pada kompor gas atau kebutuhan lainnya. Mulai hari ke-14 ini kita sudah bisa
menghasilkan energi biogas yang selalu terbarukan. Biogas ini tidak berbau
seperti bau kotoran sapi. Selanjutnya, digester terus diisi lumpur kotoran sapi
secara kontinu sehingga dihasilkan biogas yang optimal.
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 16
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
Pengolahan kotoran ternak menjadi biogas selain menghasilkan gas metan
untuk memasak juga mengurangi pencemaran lingkungan, menghasilkan pupuk
organik padat dan pupuk organik cair dan yang lebih penting lagi adalah
mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian bahan bakar minyak bumi yang
tidak bisa diperbaharui.
DAFTAR PUSTAKA
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 17
Pemanfaatan Limbah Ternak Sapi
April, 2014
Amin, Nofri. 2012. Pemanfaatan Limbah Ternak sebagai Sumber Pupuk Organik.
http://widyatan.com/index.php/arsip/artikel/sosek-pertanian-4/293pemanfaatan-limbah-ternak-sebagai-sumber-pupuk-organik
Anonim. 2012. Biogas dari Kotoran Sapi Sapi Ternak.
http://www.omkris.com/2012/07/biogas-dari-kotoran-sapi-sapi-ternak.html
Jaya, Putra. 2012. Cara Membuat Biogas dari Kotoran Ternak.
https://www.facebook.com/ForumHijauIndonesia/posts/318689718222132
Suganda, Endang. 1997. Potensi dan Pemanfaatan Pupuk Organik Asal Kotoran
Sapi.http://Balitnak.Litbang.Deptan.Go.Id/Index.Php?
Option=Com_Phocadownload&View=Category&Id=72:3&Download=1351:
3&Itemid=11
Teknologi Pengolahan Limbah dan Sisa Hasil Ternak
Page 18