Rabu, 30 Desember 2015

PERANAN MIKROBA RUMINANSIA DAN BIOGAS



BAB I
PENDAHULUAN

A.       Latar Belakang
Beberapa tahun terakhir ini energi merupakan persoalan yang krusial 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.
Lonjakan harga minyak dunia akan memberikan dampak yang besar bagi pembangunan bangsa Indonesia sehingga terdapat defisit yang harus dipenuhi melalui impor.
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 salah satunya adalah dari kotoran hewan ruminansia yang 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.
Ruminansia (hewan memamah biak) mencernakan bahan makanannya yang mengandung selulosa dan polisakarida melalui suatu sistem lambung dengan bantuan mikroba. Karena didalam sistem lambung hewan tersebut tidak tersedia enzim pemecah selulosa menyebabkan terjadinya jalinan kehidupan seperti simbiosis antara mikroba penghasil selulase dengan sistem lambung hewan tersebut.




B.     Rumusan Masalah
1.    Jenis Mikroba Apa Saja Yang terdapat dalam Rumen Ruminansia Beserta Peranannya ?
2.    Apa Pengertian dan Manfaat Biogas ?
3.    Bagaimana Cara Pembuatan Biogas Dari Kotoran Sapi ?
C.     Tujuan Penulisan
1.    Untuk mengetahui Jenis Mikroba Yang terdapat dalam Rumen Ruminansia Beserta Peranannya.
2.    Untuk mengetahui Pengertian dan Manfaat Biogas.
3.    Untuk mengetahui Cara Pembuatan Biogas Dari Kotoran Sapi.




BAB II
PEMBAHASAN

A.       JENIS MIKROBA DAN PERANANNYA
·        Bakteri
Yokoyama dan Johnson (1988), mengklasifikasikan bakteri menjadi 8 kelompok didasarkan pada jenis bahan yang digunakan dan hasil akhir fermentasi. Berikut contoh-contoh species bakterinya:
1.      Bakteri Selulolitik
Bakteri yang mempunyai kemampuan untuk memecah selulosa dan mampu bertahan pada kondisi yang buruk pada saat makanan yang mengandung serat kasar yang tinggi. Contoh : Bacteroides sussinogenes (bentuk batang), Ruminococcus albus (bentuk bulat).
2.      Bakteri Proteolitik
Mempunyai kemampuan untuk memecah protein, asam amino dan peptida lain menjadi amonia (Orskov, 1982). Contoh : Bacteroides ruminocola, Selenomonas ruminantium .
3.      Bakteri Methanogenik
Merupakan bakteri yang dapat mengkatabolisasi alkohol dan asam organik menjadi methan dan karbondioksida (Tjandraatmaja, 1981). Contoh: Methanobacterium formicium, Methanobrevibacter ruminantium.
4.      Bakteri Amilolitik
Merupakan bakteri yang dapat memfermentasikan amilum . Bakteri jenis ini relatif lebih tahan terhadap perubahan pH dibandingkan dengan bakteri selulolitik, dapat bekerja pada pH 5,7-7,0 (Orskov, 1982). Contoh: Clostridium lochheaddii, Streptococcus bovis, Bacteroides amylophilus
5.      Bakteri yang memfermentasikan gula
Bakteri yang memfermentasikan amilum, sebagian besar mampu memfermentasikan gula sederhana . Contohnya : Eurobacterium ruminantium, Lactobacillus ruminus.


6.      Bakteri Lipolitik
Merupakan bakteri rumen yang dapat menghidrolisis lemak menjadi gliserol dan asam lemak. Hal ini dapat berlangsung karena adanya enzim lipase yang dapat memecah lemak (Tamminga dan Doreau, 1991). Contohnya : Anaerovibrio livolytica, Veillonella alcalescens.
7.      Bakteri pemanfaat Asam
Contohnya : Selonomonas dan Veillonella alcalescens.
8.      Bakteri Hemiselulotitik
Hemiselulosa adalah karbohidrat yang terdapat dalam tanaman yang tidak larut dalam air tetapi larut dalam asam dan alkali. Hemiselulosa ini terdapat dalam tanaman yang menjadi pakan ternak dalam jumlah besar. Contohnya : Ruminococcus sp, Butyrivibrio fibriosolvens.
      Serta ditambah beberapa contoh spesies protozoa dan jamur diantaranya :
1.      lsotricha intestinalis (memfermentasi gula, pati dan pektin)
2.      Dasytricha ruminantium (pencerna pati, maltosa, dan glukosa)
3.      Entodinium caudatum dan Diplodinium sp
4.      Jamur Neocalimastik sp dan Orpinomyces fungsi selulolitik.

·        Protozoa Rumen
Sebagian besar protozoa yang terdapat didalam rumen adalah cilliata meskipun flagellata juga banyak dijumpai. Cilliata ini merupakan non pathogen dan anaerobic michroorganism. Pada kondisi rumen yang normal dapat dijumpai ciliata sebanyak 105 -106 per ml isi rumen. Dari hasil serangkaian studi, diperoleh informasi bahwa ciliata diduga mempunyai peranan sebagai sumeber protein dengan keseimbangan kandungan asam amino yang lebih baik dibandingkan dengan bakteri sebagai makanan ternak ruminansia. Selain itu ciliata/protozoa juga menelan partikel-partikel pati sehingga memperlambat terjadinya fermentasi. Hanya spesies tertentu dari ciliata ini yang mampu mencerna selulosa dengan hasil akhir berupa asam lemak terbang (VFA). Meskipun telah lama dipelajari, ciliata masih merupakan organisme yang rumit untuk diidentifikasikan secara tegas, karena organisme ini tidak mempunyai hubungan sama sekali dengan hewan bersel tunggal lainnya.
·        Jamur Rumen
Sampai dengan tahun 1977 jamur rumen masih belum banyak menarik perhatian para ahli untuk menelitinya. Clarke (1977) misalnya dalam salah satu bab yang berjudul ‘”The Gut and Its Microorganisms” hanya menyebut ragi (yeast) dan kapang (moulds) sebagai jamur dan dijumpai rumen. Demikian pula disebutkan bahwa kedua jenis jamur tersebut hanya lewat/singgah (=transients) di saluran pencernaan hewan ruminansia. Hal ini dibuktikan bahwa pembiakan kedua jenis jamur tersebut dengan simulator kondisi di dalam rumen tidak menghasilkan pertumbuhan.
Lambung ruminansia terdiri atas 4 bagian, yaitu rumen (perut besar), retikulum (perut jala), omasum (perut kitab), dan abomasum (perut masam), dengan ukuran yang bervariasi sesuai dengan umur dan makanan alamiahnya. Lambung sapi sangat besar, diperkirakan sekitar 3/4 dari isi rongga perut. Lambung mempunyai peranan penting untuk menyimpan makanan sementara yang akan dimamah kembali (kedua kali). Selain itu, pada lambung juga terjadi proses pembusukan dan peragian (fermentasi).
Saat mereka makan rumput, maka makanan dari kerongkongan akan masuk rumen yang berfungsi sebagai gudang sementara bagi makanan yang tertelan. Di rumen terjadi pencernaan protein, polisakarida, dan fermentasi selulosa oleh enzim selulase yang dihasilkan oleh bakteri dan protozoa tertentu. Dari rumen, makanan akan diteruskan ke  retikulum dan di tempat ini makanan akan dibentuk menjadi gumpalan-gumpalan yang masih kasar disebut bolus.
Saat para ruminansia ini sudah santai di kandangnya, bolus akan dimuntahkan kembali ke mulut untuk dimamah kedua kali. Dari mulut, makanan akan ditelan kembali untuk diteruskan ke omasum. Pada omasum terdapat kelenjar yang memproduksi enzim yang akan bercampur dengan bolus. Akhirnya bolus akan diteruskan ke abomasum, yaitu perut yang sebenarnya, dan di tempat ini masih terjadi proses pencernaan bolus secara kimiawi oleh enzim selulase yang akan menghancurkan selulosa. Mikroba penghasil selulase tidak tahan hidup di abomasum karena pH yang sangat rendah (asam), akibatnya bakteri ini akan mati, namun para mikroba ini malah dapat dicerna sebagai sumber protein bagi hewan ruminansia. Dengan demikian, rumimansia tidak memerlukan asam amino esensial seperti pada manusia.
Hewan seperti kuda, kelinci, dan marmut tidak mempunyai struktur lambung seperti pada sapi untuk fermentasi selulosa. Proses fermentasi dilakukan oleh bakteri pada sekum (semacam appendix yang membesar) yang banyak mengandung bakteri. Proses fermentasi pada sekum tidak seefektif fermentasi yang terjadi di lambung sapi. Akibatnya kotoran kuda, kelinci, dan marmut lebih kasar karena proses pencernaan selulosa hanya terjadi satu kali, yakni pada sekum. Sedangkan pada sapi proses pencernaan terjadi dua kali, yakni pada lambung dan sekum yang kedua-duanya dilakukan oleh para mikroba tadi.
Enzim selulase yang dihasilkan oleh bakteri pada saluran pencernaan ruminansia ini tidak hanya berfungsi untuk merombak selulosa, tetapi juga dapat menghasilkan biogas yang berupa gas CH4 (metana) yang dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif bahan bakar. Jadi bisa digunakan sebagai pengganti kompor gas untuk memasak. Karena tidak tertutup kemungkinan bakteri yang ada di sekum atau usus akan keluar dari tubuh hewan tersebut bersama faeces (tinja). Bahan organik yang terdapat dalam faeces tadi akan diuraikan dan dapat menghasilkan biogas.


Tahap lengkap pencernaan material organik adalah sebagai berikut:
  • Hidrolisis. Pada tahap ini, molekul organik yang komplek diuraikan menjadi bentuk yang lebih sederhana, seperti karbohidrat (simple sugars), asam amino, dan asam lemak; 
  • Asidogenesis. Pada tahap ini terjadi proses penguraian yang menghasilkan amonia, karbon dioksida, dan hidrogen sulfide
  • Asetagenesis. Pada tahap ini dilakukan proses penguraian produk acidogenesis; menghasilkan hidrogen, karbon dioksida, dan asetat 
  • Methanogenesis. Ini adalah tahapan terakhir dan sekaligus yang paling menentukan, yakni dilakukan penguraian dan sintesis produk tahap sebelumnya untuk menghasilkan gas methana (CH4). Hasil lain dari proses ini berupa karbon dioksida, air, dan sejumlah kecil senyawa gas lainnya.
B.     PENGERTIAN BIOGAS DAN MANFAATNYA
Biogas yaitu gas yang dihasilkan dari sistem penguraian beberapa bahan organik oleh mikroorganisme pada keadaan langka oksigen (anaerob). Komponen biogas diantaranya seperti berikut : ± 60 Persen CH4 (metana), ± 38 Persen CO2 (karbon dioksida) serta ± 2 Persen N2, O2, H2, & H2S. Biogas bisa dibakar seperti elpiji, dalam taraf besar biogas bisa dipakai untuk pembangkit daya listrik, hingga bisa jadikan sumber daya alternatif yang ramah lingkungan serta teranyarkan. Sumber daya Biogas yang utama yakni dari kotoran Sapi, Kerbau, Babi serta Kuda.
Negara Indonesia Mulai dikenalkan pada th. 1970-an, pada th. 1981 lewat Proyek Pengembangan dan cara membuat Biogas dengan support dana dari FAO di bangun misal instalasi biogas di sebagian provinsi. Pemakaian biogas belum cukup berkembang luas diantaranya dikarenakan oleh tetap relatif murahnya harga BBM yang disubsidi, sesaat teknologi yang dikenalkan sampai kini tetap membutuhkan biaya yang cukup tinggi dikarenakan berbentuk konstruksi beton dengan ukuran yang cukup besar. Mulai th. 2000-an sudah di kembangkan reaktor biogas taraf kecil (rumah tangga) dengan konstruksi simpel, terbuat dari plastik dengan cara siap gunakan (knockdown) serta dengan harga yang relatif murah.
Manfaat biogas yaitu untuk pengganti bahan bakar terutama minyak tanah serta dipergunakan untuk memasak lalu untuk bahan pengganti bahan bakar minyak (bensin, solar). Dalam taraf besar, pembuatan biogas bisa dipakai untuk pembangkit daya listrik. Di samping itu, dari sistem pembuatan biogas bakal dihasilkan bekas kotoran ternak yang bisa segera dipergunakan untuk pupuk organik pada tanaman (biogas plant). Potensi pengembangan Biogas di Indonesia tetap cukup besar. Hal itu mengingat cukup banyak populasi sapi, kerbau serta kuda, tiap-tiap 1 ekor ternak sapi/kerbau bisa dihasilkan + 2 m3 biogas /hari. Potensi ekonomis Biogas yaitu benar-benar besar, hal itu mengingat bahwasanya 1 m3 biogas bisa dipakai setara dengan 0,62 ltr minyak tanah. Selain itu pupuk organik yang dihasilkan dari sistem produksi biogas telah pasti memiliki nilai ekonomis yang tidak kecil juga.

C.     CARA PEMBUATAN BIOGAS DARI KOTORAN SAPI
Biogas kotoran sapi didapat dari dekomposisi anaerobik dengan pertolongan mikroorganisme. Pembuatan biogas dari kotoran sapi mesti dalam situasi anaerobik (tertutup dari angin bebas) untuk membuahkan gas yang beberapa besar yaitu berbentuk gas metan (yang mempunyai karakter gampang terbakar) serta karbon dioksida, gas inilah yang dimaksud biogas.
Sistem fermentasi untuk pembentukan biogas optimal pada suhu 30-55 C, di mana pada suhu itu mikroorganisme dapat merombak bahan bahan organik dengan cara maksimal.
Peralatan untuk Pembuatan Biogas Kotoran Sapi :

1.      Bak Penampungan Sementara

Terbuat dari kotak dengan ukuran 0, 5 m x 0, 5 m x 0, 5 m bermanfaat untuk tempat mengencerkan kotoran sapi.

2.      Digester

Bangunan utama dari instalasi biogas yaitu digester. Digester berperan untuk menyimpan gas metan hasil perombakan bahan bahan organik oleh bakteri. Type digester yang paling banyak dipakai yaitu jenis continuous feeding di mana pengisian bahan organiknya dikerjakan dengan cara kontinu tiap-tiap hari. Besar kecilnya digester bergantung pada kotoran ternak yang dihasilkan serta banyak biogas yang di inginkan. Tempat yang dibutuhkan seputar 16 m2. Untuk pembuatan digester dibutuhkan bahan bangunan seperti semen, pasir, bebatuan, batu bata merah, besi, cat serta pipa paralon.
3.      Plastik Penampungan Gas
Terbuat berbahan plastik tidak tipis berupa tabung yang bermanfaat untuk menyimpan gas methane yang dihasilkan dari digester. Gas metan lalu disalurkan ke kompor gas.

4.      Kompor Gas

Berperan untuk alat untuk membakar gas metan untuk membuahkan api. Api inilah yang dipakai untuk memasak.
5.      Bak penampungan Kompos
Bak ini bisa di buat lewat cara mengali lobang ukuran 2 m x 3 m dengan kedalaman 1 m untuk tempat penampungan kompos yang dihasilkan dari digester.
Sesudah peralatan digester usai dipasang maka setelah itu bagian pembuatan biogas dari kotoran sapi dengan cara seperti berikut :
  1. Agar Menghasilkan Biogas Kotoran sapi digabung dengan air sampai terbentuk lumpur dengan perbandingan 1 : 1 pada bak penampung sesaat. Pada waktu pengadukan sampah di buang dari bak penampungan. Pengadukan dikerjakan sampai terbentuk lumpur dari kotoran sapi.
  2. Lumpur dari bak penampungan sesaat lalu di alirkan ke digester. Pada pengisian pertama digester mesti di isi hingga penuh.
  3. Lakukan menambahkan starter (banyak di jual dipasaran) sejumlah 1 liter serta isi rumen fresh dari rumah potong hewan (RPH) sejumlah 5 karung untuk kemampuan digester 3, 5 – 5, 0 m2. Sesudah digester penuh, kran gas ditutup agar berlangsung sistem fermentasi.
  4. Gas metan telah mulai di hasilkan pada hari 10 sedang pada hari ke -1 hingga ke – 8 gas yang terbentuk yaitu CO2. Pada komposisi CH4 54% serta CO2 27% maka biogas akan menyala.
  5. Pada hari ke -14 gas yang terbentuk bisa dipakai untuk menyalakan api pada kompor gas atau keperluan yang lain. Mulai hari ke-14 ini kita telah dapat membuahkan daya biogas yang senantiasa terbarukan. Hasil Biogas ini tak berbau seperti bau kotoran sapi.
  6. Digester selalu di isi lumpur kotoran sapi dengan cara kontinyu hingga dihasilkan biogas yang maksimal.
  7. Kompos yang keluar dari digester di tampung di bak penampungan kompos. Kompos cair di kemas ke dalam deregent sedang bila mau di kemas dalam karung maka kompos mesti di keringkan.







BAB III
PENUTUP

A.     SIMPULAN
Pada proses pembuatan biogas dilakukan secara fermentasi yaitu proses terbentuknya gas metana dalam kondisi anaerob dengan bantuan bakteri anaerob di dalam suatu digester sehingga akan dihasilkan gas metana (CH4) dan gas karbon dioksida (CO2)  yang volumenya lebih besar dari gas hidrogen (H2), gas nitrogen (N2) dan gas hydrogen sulfida (H2S).
Bakteri pembentuk biogas yang digunakan yaitu bakteri anaerob seperti Methanobacterium, Methanobacillus, Methanococcus dan Methanosarcina.
B.     SARAN
Diharapkan masyarakat mampu mengolah 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.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar