biogas

BAB I
PENDAHULUAN

1.2.Pendahuluan

            Bioteknologi adalah ilmu terapan yang melibatkan disiplin ilmu mikrobiolgi, kimia, genitika dan biomolekuler.Definisi bioteknologi yang memanfaatkan keanekaragaman hayati untuk menghasilkan barang dan jasa dalam skala industri untuk memenuhi kebutuhan manusia, sedangkan secara modern, bioteknologi adalah pemamfaatan agen hayati yang telah direkayasa secara in vitro untuk menghasilkan barang dan jasa pada skala industri.

            Bioteknologi dikembangkan untuk meningkatkan nilai bahan mentah dengan memanfaatkan kemampuan mikroorganisme atau bagian bagianya, selain itu bioteknoloi juga memamfaatkan sel tumbuhan atau sel hewan yang dibiakan sebagai bahan dasar berbagai proses  industri

            Teknologi biogas pada dasarnya memanfaatkan proses pencernaan yang dilakukan oleh bakteri metanogen yang hasil produk berupa gas metana (CH4) dan bakteri asam . bakteri metanogen didalam keadaan tidak ada udara.Bakteri metanogen akan secara alami berada dalam limbah organik, seperti kotoran hewan dan sampah organik rumah tangga, contoh bakteri metanogen yaitu enthanobacterium,ethanobacillus, ethanosarcina dan entanococcus

1.1.Latar Belakang

            Biogas merupakan energi yang dapat dijadikan bahan bakar alternatif untuk menggantikan bahan bakar yang berasal dari fosil seperti minyak tanah dan gas alam, dengan pertumbuhan penduduk yang semakin meningkat dan  semakin menipisnya kebutuhan bahan bakar menjadi permasalahan yang besar bagi kelangsungan hidup selanjutnya.

            Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar pemeritah mengembangkan sumber energi alternatif sebagai bahan bakar minyak, kebijakan tersebut menekan sumber daya yang dapat diperbaharui sebagai alternatif pengganti bahan bakar minyak, salah satunya adalah sumber energi alternatif biogas yang berasal dari limbah organik biomasa yang dapat dimamfaatkan menjadi energi melalui proses anaerobik digesti.

BAB II
BIOGAS

2.1.Sejarah Biogas

            Biogas adalah energi yang dapat dijadikan sebagai bahan bakar alternatif.Gas metan terbentuk karenanya adanya proses fermentasi secara anaerobik oleh bakteri metan atau disebut juga bakteri yang mengurangi sampah sampah yang banyak mengandung bahan organik sehingga terbentuk gas metan yang apabila dibakar dapat menghasilkan energi panas.

            Sejarah  biogas awalnya adalah dari Mesir, China dan Roma kuno diketahui telah memanfaatkan gas alam ini yang dibakar untuk menghasilkan panas.Namun, orang pertama yang mengaitkan gas bakar ini dengan proses pembusukan bahan sayuran adalah A.Volta (1776), sedangkan Wiliam Henri pada tahun 1806 mengidentifikasikan gas yang dapat terbakar tersebut adalah gas metan lalu Becham (1968) murid dari Louis Pasteur dan Tappeuner memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan metan

            Teknologi biogas muncul karena dorongan naiknya harga minyak dunia, biogas memberikan solusi terhadapt masalah penyediaaan energi dengan murah dan tidak mencemari lingkungan. Biogas pertama kali dikembangankan pada 1970 di Denmark, saat itu , Denmark telah membangun 55 lokasi pengolahan biogas

2.2. Definisi Biogas

Biogas adalah gas yang dihasilkan dari proses penguraian bahan bahan organik yang dihasilkan oleh mikroorganisme anaerobik pada kondisi aerob di dalam digester.Gas yang dimamfaatkan adalah gas metan yang dapat diperoleh setelah melalui rangkaian proses biokimia yang kompleks.

2.3.Kandungan Biogas

Kandungan yang terdapat pada Biogas dapat dilihat pada tabel  dibawah ini
tabel 1.

Kandungan	Kadar (%)
CH4 (Metana)	55 – 65
CO2 (Karbondioksida)	35 – 45
H , O , N dan H2S	1

 sumber :tuty haryati,2006    

Kandungan metan yang tinggi akan menyebabkan semakin besar pula kandungan energi pada biogas dan sebaliknya.

2.4. Biogas sebagai Energi Alternatif

            Biogas adalah gas yang mudah terbakar dan dihasilkan oleh aktifitas anaerob dari bahan bahan organik termasuk diantaranya kotoran ternak, limbah domestik dan sampah biodegredable dan kondisi anaerob.Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbondioksida

            Biogas mampu menyumbangkan energi dalam usaha memenuhi kebutuhan bahan bakar. Bahan baku sumber energi ini merupakan bahan nonfosil, umumnya adalah limbah atau kotoran ternak yang produksinya tergantung pada ketersediaan rumput akan selalu tersedia, karena dapat tumbuh kembali setiap saat selama dipelihara dengan baik sebagai pembanding yaitu gas alam yang tidak diperhitungkan sebagai energi renewal, gas alam berasal dari fossil yang pembentukannya memerlukan waktu jutaan tahun

            Biogas perlu dimamfaatkan sebagai sumber energi alternatif karena perlunya menurunkan emisi CO dan CH4 agar tidak merusak lapisan ozon, selain itu adanya konflik politik militer yang memperbutkan bahan bakar minyak karena kenyataannya bahwa produksi bahan bakar minyak dunia telah mencapai titik puncaknya sementara kebutuhan energi di negara berkembang

            Biogas adalah bahan bakar yang tidak menghasilkan asap dan merupakan pengganti yang unggul untuk mengantikan bahan bakar atau gas alam, Gas ini dihasilkan oleh suatu proses yang disebut proses pencernaan secara anaerobik, merupakan gas campuran metan (CH4), karbondioksida (CO) dan sejumlah kecil nitrogen, amonia, sulfurdioksida dan hidrogen.

            Secara alami, gas ini terbentuk pada limbah pembuangan air, tumpukan sampah, dasar danau atau rawa. Ruminansia termasuk kedalam penghasil biogas dalam sistem pencernaan, bakteri dalam sistem pencernaan dapat menghasilkan biogas untuk proses mencerna selulosa biomasa yang mengandung kadar air tinggi

2.5.Biogas Limbah Peternakan

            Perkembangan atau pertumbuhan industri peternakan menimbulkan masalah bagi lingkungan, karena menumpukanya limbah peternakan polutan yang disebabkan oleh dekompisisi kotoran ternak yaitu BOD dan COD ( Biological/ Chemical Oxygen Demand), Bakteri patogen, polusi air (Terkontaminasinya air bawah tanag, air permukaan), debu dan polusi bau.

Di banyak negara maju, kotoran ternak, limbah pertanian, dan kayu bakar digunakan sebagai bahan bakar. Polusi asap yang diakibatkan oleh pembakaran bahan bakar tersebut mengakibatkan masalah kesehatan yang serius dan harus dihindarkan (GHOSE, 1980) Juga yang paling menjadi perhatian yaitu emisi metan dan karbondioksida yang menyebabkan efek rumah kaca

Biogas yang dihasil oleh aktifitas anaerobik sangat populer digunakan untuk mengolah limbah biodegradeble karena bahan bakar saat dihasilkan sambil menghancurkan bakteri patogen dan sekaligus mengurangi volume limbah buangan.Metana dalam biogas bila dibakar akan relatif lebih besih daripada batu bara dan menghasilkan energi yang lebih penting dalam manajemen limbah karena metana merupaka gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbondioksida. Karbon  biogas merupakan karbon yan diambil dari atmosfer oleh fotosinstesis tanaman, sehingga bila dilepaskan lagi ke atmosfer tidak akan menambah jumlah karbon atmosfer bila dibandingkan dengan pembakaan bahan bakar fosil

Tabel 2. Kandungan limbah yang digunakan untuk biogas

Kegagalan proses pencernaan anaerobik dalam digester biogas bisa dikarenakan tidak
seimbangnya populasi bakteri metanogenik terhadap bakteri asam yang menyebabkan
lingkungan menjadi sangat asam (pH kurang dari 7) yang selanjutnya menghambat kelangsungang hidup bakteri metanogenik. Kondisi keasaman yang optimal pada pencernaan anaerobik yaitu sekitar pH 6,8 sampai 8, laju pencernaan akan menurun pada kondisi pH yang lebih tinggi atau rendah.

2.6.Prinsip Pembuatan Biogas

            Prinsipnya biogas adalah dekomposisi bahan organik secara anaerobik unuk menghasilkan gas yang sebagian besar adalah gas metan dan carbon yang memiliki sifat mudah terbakar.

2.7.Hal yang Perlu di Perhatikan untuk Pembuatan Biogas

            Hal yang perlu diperhatikan dan diperlukan agar tercapainya keberhasilan pembuatan biogas adalah

·         Kotoran ternak terlebih dahulu harus mengalami dekomposisi secara anaerob

·         Kehadiran mikroorganisme yang menghasilkan asam organik

·         Kehadiran mikroorganisme metanogen yang mampu memamfaatkan hidrogen dan asam asetat

·         Pengontrolan terhadap pH, kandungan carbon, nitrogen, temperatur dan kadar air

·         Reaktor yang memenuhi syarat dan kapasitas

2.8.Mekanisme Pembuatan Biogas

            Mekanisme pembuatan biogas dapat dilihat pada bagan dibawah ini

a.      Hidrolisis

Pada tahapan hidrolisis, mikrobia hidrolitik mendegradasi senyawa organik kompleks yang berupa polimer menjadi monomernya yang berupa senyawa tidak terlarut dengan berat molekul yang lebih ringan. Lipida berubah menjadi asam lemak rantai panjang dan gliserin, polisakarida menjadi gula (mono dan disakarida), protein menjadi asam amino dan asam nukleat menjadi purin dan pirimidin. Proses hidrolisis membutuhkan mediasi exo-enzim yang disekresi oleh bakteri fermentatif. Hidrolisis molekul kompleks dikatalisasi oleh enzim ekstra seluler seperti sellulase, protease, dan lipase (Said, 2006). Sejumlah besar mikroorganisme anaerob dan fakultatif yang terlibat dalam proses hidrolisis dan fermentasi senyawa organik antara lain adalah Clostridium.

b.      Asidogenesis.

Monomer-monomer hasil hidrolisis dikonversi menjadi senyawa organik sederhana seperti asam lemak volatil, alkohol, asam laktat, senyawa mineral seperti karbondioksida, hidrogen, amoniak, dan gas hidrogen sulida. Tahap ini dilakukan oleh berbagai kelompok bakteri, mayoritasnya adalah bakteri obligat anaerob dan sebagian yang lain bakteri anaerob fakultatif. Contoh bakteri asedogenik (pembentuk asam) adalah Clostridium (Said, 2006)

c.       Asetogenesis

Hasil asidogenesis dikonversi menjadi hasil akhir bagi produksi metana berupa asetat, hidrogen, dan karbondioksida. Sekitar 70 % dari COD semula diubah menjadi asam asetat. Pembentukan asam asetat kadang-kadang disertai dengan pembentukan karbondioksida atau hidrogen, tergantung kondisi oksidasi dari bahan organik aslinya. Etanol, asam propionate, dan asam butirat dirubah menjadi asam asetat oleh bakteri asetogenik (bakteri yang memproduksi asetat dan H2) seperti Syntrobacter wolinii dan Syntrophomas wolfei (Said, 2006). Etanol, asam propionat, dan asam butirat dirubah menjadi asam asetat oleh bakteri asetogenik.

d.      Metanogenesis.

Pada tahap metanogenesis, terbentuk metana dan karbondioksida. Metana dihasilkan dari asetat atau dari reduksi karbondioksida oleh bakteri metanogen yaitu metanogen hidrogenotrofik (menggunakan H/kemolitotrof) mengubahhidrogen dan CO2 menjadi metana, dan metanogen asetotrofik (asetoklasik)metanogen pemisah asetat yang mengubah asetat menjadi metana dan CO2(Bitton, 1999).

Acetoclastic metanogen mengubah asam asetat menjadi :

CH3COOH                 CH4 + CO2

Hidrogenotropik metanogen mensintesahidrogen dan karbondioksida menjadi :

2H2 + CO2                 CH4 + 2H2O

Tiga tahap pertama di atas disebutsebagai fermentasi asam sedangkan tahapkeempat disebut fermentasi metanogenik.Tahap asetogenesis terkadang ditulis sebagaibagian dari tahap asidogenesis.Dalam proses anaerob, senyawaorganik diubah terlebih dahulu menjadiasam-asam volatil pada tahap asidogenesa,kemudian asam volatil ini akan diubahmenjadi metana pada tahap metanogenesa.Asam volatil utama yang menjadisubstrat bagi bakteri pembentuk metanaadalah asam asetat. Oleh karena itu, parameterutama untuk proses anaerob adalahmengendalikan pembentukan asam asetat(Syaila et al., 1996).

Selain itu, ada tiga kelompok bakteri yang berperan dalam proses pembentukan biogas:

1.                 Kelompok bakteri fermentatif, yaitu : Steptococci, Bacteriodes, dan beberapa jenis Enterobactericeae.

2.                 Kelompok bakteri asetogenik, yaitu Desulfovibrio.

3.                 Kelompok bakteri Metana, yaitu Mathanobacterium, Mathanobacillus, Methanosacaria, dan Methanococcus

2.9.Mikroorganisme Metanogen

            Mikroorganisme metanogen adalah bakteri  yang mampu memamfaatkan hidrogen dan asam asetat untuk pembuatan gas metan.Metanogen membutuhkan kondisi lingkungan yang optimal untuk memproduksi gas metan yaitu suhu optimal mesofil sekitar 20-30^oC, metanogen sangat sensitif pada kondidi disekitarnya, bahan organik dalam kotoran sapi harus dilakukan dalam sebuah reaktor yang ditutup agar menghindari oksigen.

            Jumlah metanogen dalam kotoran belum tentu dapat menghasilkan gas metan yang diinginkan, gas metan yang diperoleh melalui komposisi metanogen yang seimbang, jika metanogen masih dikurang maka diperlukan penambahan metanogen berbentuk starter kedalam reaktor, metangen berkembang baik pada 6,2 – 7,4 (dalam raktor)

Penghasilan biogas dapat mencapai kondisi optimum jika bakteri-bakteri yang terlibat dalam proses tersebut berada dalam lingkungan yang nyaman. Berikut ini merupakan beberapa hal yang perlu diperhatikan agar bakteri-bakteri penghasil biogas dapat menghasilkan gas secara optimum, yaitu:

1.      Lingkungan abiotis

Bakteri yang dapat memproduksi gas metan tidak memerlukan oksigen dalam pertumbuhannya (anaerobik).  Oleh karena itu, biodigester harus tetap dijaga dalam keadaan abiotis (tanpa kontak langsung dengan Oksigen (O₂)).

2.      Temperatur

Secara umum terdapat 3 rentang temperatur yang disenangi oleh bakteri, yaitu:

a.       Psikrofilik (suhu 0 – 25°C), optimum pada suhu 20-25°C

b.      Mesofilik (suhu 20 – 40°C), optimum pada suhu 30-37°C

c.       Termofilik (suhu 45 – 70°C), optimum pada suhu 50-55°C

Temperatur merupakan salah satu hal yang penting bagi pertumbuhan dan perkembangbiakan bakteri. Menjaga temperatur tetap pada kondisi optimum yang mendukung pertumbuhan dan perkembangbiakan bakteri, akan meningkatkan produksi biogas.

3.      Derajat keasaman (pH)

Bakteri asidogen dan metanogen memerlukan lingkungan dengan derajat keasaman optimum yang sedikit berbeda untuk berkembangbiak. pH yang rendah dapat menghambat pertumbuhan bakteri asidogenesis, sedangkan pH di bawah 6,4 dapat meracuni bakteri metanogenesis. Rentang pH yang sesuai bagi perkembangbiakan bakteri metanogenesis 6,6-7 sedangkan rentang pH bagi bakteri pada umumnya adalah 6,4-7,2. Derajat keasaman harus selalu dijaga dalam wilayah perkembangbiakan optimum bagi bakteri agar produksi biogas stabil.

4.      Rasio C/N bahan isian

Syarat ideal untuk proses digesti adalah C/N = 25 – 30. Nilai rasio C/N yang terlalu tinggi menandakan konsumsi yang cepat oleh bakteri metanogenisis, hal itu dapat menurunkan produksi biogas. Sedangkan rasio C/N yang terlalu rendah akan menyebabkan akumulasi ammonia sehingga pH dapat terus naik pada keadaan basa hingga 8,5. Kondisi tersebut dapat meracuni bakteri metanogen. Kadar C/N yang sesuai dapat dicapai dengan mencampurkan beberapa macam bahan organik, seperti kotoran dengan sampah organik.

Biogas yang dihasilkan oleh sekelompok bakteri yang telah diuraikan di atas, dapat dijadikan sebagai sumber energi alternatif untuk menggantikan sumber energi fosil yang saat ini semakin menipis jumlahnya. Meskipun sama-sama dihasilkan oleh mikroorganisme, namun pembentukan biogas tidak memerlukan waktu yang sangat lama seperti pembentukan energi fosil.

            Hal yang perlu diperhatikan dalam proses fermentasi sangat ditentukan oleh desain dan pengaturan digester, beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pengoperasian digester antara lain

1.Pengadukan                        

Proses pengadukan akan sangat menguntungkan karena apabila tidak diaduk solid akan mengendap pada dasar tangki dan akan terbentuk busa pada permukaan yang akan menyulitkan keluarnya gas Masalah tersebut terjadi lebih besar pada proses

2.Kontrol Temperatur

Pada daerah panas, penggunaan atap akan membantu agar temperatur berada pada kondisi yang ideal, tetapi pada daerah dingin akan menyebabkan masalah. Langkah yang umumnya diambil yaitu dengan melapisi tangki dengan tumpukan jerami atau serutan kayu dengan ketebalan 50 sampai 100 cm, lalu dilapisi dengan bungkus tahan air, jika masih kurang maka digunakan koil pemanas . Temperatur digester yang tinggi akan lebih rentan terhadap kerusakan karena fluktuasi temperatur, untuk itu diperlukan pemeliharaan

3.Koleksi Gas

Untuk mengkoleksi biogas yang dihasilkan dipergunakan drum yang dipasang terbalik, drum harus dapat bergerak sehingga dapat disesuaikan dengan volume gas yang diperlukan Biogas akan mengalir melalui lubang kecil di atas drum Digunakan valve searah untuk mencegah masuknya udara luar ke dalam tangki digester yang akan merusak aktivitas bakteri dan memungkinkan terjadinya ledakan di dalam drum Pada instalasi yang besar diperlukan kontrol pengukuran berat dan tekanan

4. Posisi Digester

Digester biogas yang dibangun di atas permukaan tanah harus terbuat dari baja untuk menahan tekanan, sedangkan yang dibangun di bawah tanah umumnya lebih sederhana dan murah Akan tetapi dari segi pemeliharaan, digester di atas permukaan akan lebih mudah dan digester dapat ditutup lapisan hitam yang berfungsi untuk menangkap panas matahri

5.Waktu Resistensi

            Faktor lain yang perlu diperhatikan yaitu waktu retensi, faktor ini sangat dipengaruhi oleh temperatur, pengenceran, laju pemadukan bahan dan lain sebagainya Pada temperatur yang tinggi laju fermentasi berlangsung dengan cepat, dan memirunkan waktu proses yang diperlukan. Pada kondisi normal fermentasi kotoran berlangsung 2 sampai 4 minggu

BAB V

TEKNOLOGI DIGESTER

Terdapat dua teknologi umum digunakan untuk memperoleh biogas . Pertama, proses yang sangat umum yaitu fermentasi kotoran ternak menggunakan digester yang didesain khusus dalam kondisi anaerob kedua, teknologi yang baru ini dikembangkan yaitu menangkap gas metan dari lokasi tumpukan pembuangan sampah tanpa harus membuat digester khusus Beberapa keuntungan kenapa digester anaerobik lebih banyak digunakan antara lain Keuntungan pengolahan limbah

·         Digester anaerobik merupakan proses pengolahan limbah yang alami

·         Membutuhkan lahan yang lebih kecil dibandingkan dengan proses kompos aerobik ataupun penumpukan sampah

·         Memperkecil volume atau berat limbah yang dibuang

·          Memperkecil rembesan polutan Keuntungan energi

·         Proses produksi energi bersih

·         Memperoleh bahan bakar berkualitas tinggi dan dapat diperbaharui

·         Biogas dapat dipergunakan untuk berbagai penggunaan Keuntungan lingkungan

·         Menurunkan emisi gas metan dan karbon dioksida secara signifikan

Bagian utama dari proses produksi biogas yaitu tangki tertutup yang disebut digester Tangki yang kedap yang diisi oleh bahan organik, dan solid buangan proses dapat dikeluarkan . Desain digester bermacam macam sesuai dengan jenis bahan baku yang digunakan, temperatur yang dipakai dan bahan konstruksi Digester dapat terbuat dari cor beton, baja, bata atau plastik dan bentuknya dapat berupa seperti silo, bak, kolam dan dapat diletakkan di bawah tanah Pemilihan jenis digester sangat tergantung dari jenis limbah ; contohnya desain digester untuk limbah kotoran unggas akan lain dengan limbah kotoran babi atau sapi

Tiga jenis digester menurut kontruksinya. Masing-masing berbeda biaya pembuatannya, kecocokan dengan iklim dan juga konsentrasi solid kotoran yang akan difermentasi .

Covered lagoon digester (digester bak tertutup) sesuai dengan namanya, merupakan kolam penampung kotoran ternak dengan tutup . Tutup menangkap gas yang dihasilkan selama proses dekomposisi kotoran Jenis ini merupakan yang termurah biayanya Menutupi bak yang berisi kotoran ternak merupakan desain yang paling sederhana dari teknologi digester yang digunakan untuk kotoran cair dengan kandungan solid kurang dari 3% Tutupnya berupa bahan tak tembus (impermeable) dan menutupi seluruh permukaan bak. Bak tersebut terbuat dari cor beton dan ditutupi hingga kedap Metan yang dihasilkan terperangkap di bawah tutup Gas yang akan digunakan dikeluarkan melalui pipa Digester jenis ini memerlukan kolam yang besar dan temperatur yang hangat dan tidak cocok untuk daerah dingin atau daerah

Complete mix digester terbuat dari baja, cocok untuk volume kotoran ternak yang besar dan mempunyai kandungan solid antara 10% Tangki yang dilengkapi pemanas juga pengaduk mekanik dan selama proses fermentasi bahan diaduk secara terus menerus sehingga solid tetap dalam keadaan tersuspensi . Biogas yang terbentuk terakumulasi di bagian atas digester . Digester bisa diinstalasi di atas atau terkubur di bawah tanah Digester jenis ini mahal biaya pembuatan, operasional dan pemeliharaannya

Plugflow digester cocok untuk limbah yang berasal dari kotoran ruminansia yang mempunyai kandungan padatan antara 11 sampai 13% Ciri khas jenis ini memiliki tempat pengumpulan kotoran, tempat pencampuran dan tangki digester Pada tempat pencampuran, penambahan air diatur sehinggga slurry mempunyai konsistensi yang optimal Digester biasanya persegi panjang, kedap air dan dengan tutup yang dapat diubah

BAB IV
KEGUNAAN BIOGAS

3.1.Kegunaan Biogas

Biogas digunakan sebagai gas alternatif untuk memanaskan dan menghasilkan energi listrik. Biogas bersifat ramah lingkungan dan dapat mengurangi efek rumah kaca.
Pemanfaatan biogas sebagai energi alternatif akan mengurangi penggunaan kayu bakar. Dengan demikian dapat mengurangi usaha pohon di hutan, sehingga ekosistem hutan tetap terjaga.Sebagai energi alternatif

Tabel : Kesetaraan biogas dengan bahan bakar lainya (Deptan,2009)

3.2.Potensi Penggunaan Biogas di Indonesia

            Teknologi biogas adalah teknologi yang dapat dikembangkan dimana saja selama ketersediaan limbah yang digunakan masih ada.Di negara maju perkembangan teknologi biogas sejalan dengan perkembangan teknologi lainya, untuk di indonesia teknologi biogas dapat dibangun dengan kepemilikan kolektif dan dipelihara secara bersama

            Beberapa alasan biogas belum populer penggunaan nya dikalangan peternak indonesia adalah kurangnya sosialisasi dan teknologi yang diterapkan masih kurang praktis dan pelu pemeliharaan yang seksama

Kesimpulan

Biogas merupakan energi yang dapat dijadikan bahan bakar alternatif untuk menggantikan bahan bakar yang berasal dari fosil seperti minyak tanah dan gas alam, dengan pertumbuhan penduduk yang semakin meningkat dan  semakin menipisnya kebutuhan bahan bakar menjadi permasalahan yang besar bagi kelangsungan hidup. Biogas hasil dari proses penguraian bahan bahan organik yang dihasilkan oleh mikroorganisme anaerobik pada kondisi aerob di dalam digester.

Proses pembuatanya melalui 4 tahap yaitu Hidrolisis, asidolisis, asetogenesis dan metanogenesis dengan 3 jenis bakteri yang berperan yaitu bakteri fermentatif, asidogenik dan metanogenik. Terdapat dua teknologi umum digunakan untuk memperoleh biogas . Pertama, proses yang sangat umum yaitu fermentasi kotoran ternak menggunakan digester yang didesain khusus dalam kondisi anaerob kedua, teknologi yang baru ini dikembangkan yaitu menangkap gas metan dari lokasi tumpukan pembuangan sampah tanpa harus membuat digester khusus

Biogas digunakan sebagai gas alternatif untuk memanaskan dan menghasilkan energi listrik. Biogas bersifat ramah lingkungan dan dapat mengurangi efek rumah kaca.
Pemanfaatan biogas sebagai energi alternatif akan mengurangi penggunaan kayu bakar. Dengan demikian dapat mengurangi usaha pohon di hutan, sehingga ekosistem hutan tetap terjaga.

pakan ternak asal kakao

BAGIAN I

PENGERTIAN

            Tanaman kakao (Theobroma cacao l) merupakan tanaman yang banyak di temukan di daerah tropis, berbentuk pohon dan menyerbuk silang. Tanaman kakao diperkirakan berasal dari lembah Amazon di Benua Amerika yang mempunyai iklim tropis. Kulit kakao merupakan bagian kulit yang bertekstur tebal dan keras, mencakup kulit terluar sampai daging buah sebelum kumpulan biji (Wong et al, 1987). Daun dan kulit kakao adalah  limbah pada perkebunan rakyat yang merupakan hasil sampingan pemprosesan biji coklat yang berpotensial untuk pakan ternak ruminansia terutama ternak kambing (Figuerra et al, 1993).

BAGIAN II

RUANG LINGKUP BAHAN PAKAN

2.1 Penjelasan bahan pakan yang berasal dari kakao

            Yang bisa dimanfaatkan dari tumbuhan kakao yaitu kulit kakao dan daun kakao.Kulit kakao adalah bagian dari kakao yang biasanya tidak dimanfaatkan lagi, tetapi sebagian petani kakao yang sekaligus peternak ruminansia menggunakan atau mengolah kulit kakao menjadi bahan pakan ternak. Kulit kakao baik digunakan untuk bahan pakan ternak karena dapat menambah bobot badan ternak, dan bisa dijadikan sebagai bahan pakan pengganti dan kulit kakao juga mudah didapatkan karena merupakan limbah perkebunan.

            Pemanfaatan kulit buah kakao sebagai pakan ternak akan memberikan dua dampak utama (1) yaitu peningkatan ketersediaan bahan pakan (2) mengurangi pencemarahan  lingkungan. Kulit kakao dapat dijadikan sebagai pakan tambahan ternak ruminansia, pemberian kulit kakao pada ternak ruminansia harus dibatasi karena kulit kakao mengandung berbagai zat antinutrisi. Permukaan buah ada yang halus dan ada yang kasar, warna buah beragam ada yang merah, hijau, merah muda dan merah tua (Poedjiwidodo, 1996).

            kulit kakao atau biasa kita sebut kulit cokelat mempunyai kandungan gizi yaitu 22% protein, 3–9% lemak, bahan kering (BK) 88%, protein kasar (PK) 8%, serat kasar (SK) 40,15, dan TDN 50,8%, metabolisme energi (K.kal) 2,1, pH 6,8.

            Daun kakao juga bersifat dimorfisme. Pada tunas ortotrop, tangkai daunnya panjang, yaitu 7,5-10 cm sedangkan pada tunas plagiotrop panjang tangkai daunnya hanya sekitar 2,5 cm (Hall (1932). Tangkai daun bentuknya silinder dan bersisik halus, bergantung pada tipenya (Hall (1932). Salah satu sifat khusus daun kakao yaitu adanya dua persendian (articulation) yang terletak di pangkal dan ujung tangkai daunyang membuat daun mapu membuat gerakan untuk menyesuaikan dengan arah datangnya sinar matahari. Bentuk helai daun bulat memanjang (oblongus), ujung daun meruncing (acuminatus) dan pangkal daun runcing (acutus). Susunan daun tulang menyirip dan tulang daun menonjol ke permukaan bawah helai daun. Tepi daun rata, daging daun tipis tetapi kuat seperti perkamen. Warna daun dewasa hijau tua bergantung pada kultivarnya. Panjang daun dewasa 30 cm dan lebarnya 10 cm. Permukaan daun licin dan mengkilap (PPKKI, 2010). Daun kakao  dapat dimanfaatkan sebagai pakan ternak kambing. 

BAGIAN III

URAIAN LENGKAP

3.1 Pengertian

            Kulit kakao merupakan limbah pada perkebunan rakyat yang merupakan hasil sampingan pemprosesan biji coklat dan berpotensial untuk pakan ternak ruminansia terutama ternak kambing. Kulit kakao merupakan bagian kulit yang bertekstur tebal dan keras, mencakup kulit terluar sampai daging buah sebelum kumpulan biji (Wong et al, 1987).

            Daun kakao adalah bagian dari kakao yang biasanya dipangkas, hal ini bertujuan untuk membentuk tanaman dan tajuk kakao yang memacu perkembangan cabang sekunder dan menghasilkan banyak buah, untuk membatasi ketinggian pohon.

            Keunggulan dari kulit dan kulit kakao adalah mudah didapatkan dan tidak bersaing dengan kebutuhan manusia karena merupakan limbah.Kulit kakao juga merupakan bagian dari kakao yang disengaja untuk dibuang.

3.2 Proses produksi

            Pengolahan daun kakao sebagai bahan pakan ternak yaitu diberikan dalam bentuk segar, dengan cara daun kakao tersebut terlebih dahulu dicincang kecil-­kecil. Dalam pemberiaan cincangan daun kakao dipercikkan air garam, tujuannya adalah supaya ternak tersebut lebih menyukai pakan tersebut.     

            Proses produksi kulit kakao sebagai pakan ternak dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu dengan cara kulit kakao terlebih dahulu dicacah sebelum diberikan kepada ternak (dalam bentuk segar) ataupun  dengan cara difermentasi terlebih dahulu.

            Proses produksi dalam bentuk segar dengan mencacah kulit kakao menjadi potongan kecil dan langsung diberikan ke ternak. Proses produksi dengan cara difermentasi yaitu dengan  menggunakan air fermentor. Salah satu fermentor yang cocok untuk limbah kulit kakao adalah aspergillus niger. Fermentor dibuat dari air, urea, ragi tapai, gula pasir, dan aerator. Dengan perbandingan 10 liter air, 100 kg urea, 100 gr ragi tapai, 100 gr gula pasir, dan 1 buah aerator  untuk 1 ton kulit kakao basah. Kulit kakao segar dicacah menjadi ukuran 2-3 cm, kulit kakao yang sudah dicincang dimasukkan kedalam kantong plastik setebal 10 sampai 15 cm. Lalu semprot dengan larutan fermentor pada setiap lapisan tumpukan kulit kakao. Setelah selesai plastik ditutup rapat sebelum udaranya dihisap menggunakan vacum sehingga suasana aerob bisa tercapai. Kulit kakao disimpan dan dibuka setelah 7 hari penyimpanan. Kulit kakao fermentasi diangin-anginkan sebelum diberikan pada ternak dan terlebih dahulu  dicampur dengan bahan pokok ternak seperti rumput dan dedak sebelum diberikan pada ternak.

            Manfaat fermentasi dengan teknologi ini antara lain meningkatkan kandungan protein menurunkan kandungan serat kasar menurunkan kandungan tanin (zat penghambat pencernaan).

           

3.3 Kandungan zat makanan

            Kulit kakao merupakan hasil sampingan dari pemprosesan biji coklat dan merupakan limbah pada perkebunan kakao rakyat. Kulit buah kakao memiliki kandungan gizi sebagai berupa BK 88 %, PK 8%, SK 40%, TDN 50.8%. Dan penggunaan oleh ternak ruminansia adalah 30-40 % (Sunanto,1995). Kulit buah kakao merupakan hasil sampingan dari pemprosesan biji coklat dan merupakan limbah dari hasil panen yang cukup potensial untuk di jadikan salah satu pakan alternatif ternak ruminansia.

            Daun kakao mengandung zat makanan berupa pigmen hijau atau klorofil.

Kandungan zat makanan dapat dilihat pada tabel dibawah ini

 kakao mengandung beberapa zat makanan yang bisa dilihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 1.Kandungan zat gizi kulit kakao

Komponen	1	2	3
Bahan kering	84.00 – 90.00	91.33	90.40
Protein	6.00 – 10.00	6.00	6.00
Lemak	0.50 – 1.50	0.90	0.90
Serat kasar	19.00 – 28.00	40.33	31.50
Abu	10.00 – 13.80	14.80	16.40
Betn	50.00 – 55.60	34.26	-
Kalsium	-	-	0.67
Pospor	-	-	0.10

Sumber : Semit dan Adegbola (1982), Amirroenas (1990), Roesmanto (1991).

3.4 Zat antinutrisi

            Kulit kakao baik digunakan sebagai pakan ruminansia, disamping kelebihan yang diberikan kulit kakao memiliki beberapa zat pembatas yang disebut dengan zat antinutrisi. Zat antinutrisi pada kulit kakao yaitu theobromin sebesar 1.0% (Mahyudin dan Bakrie, 1993). Senyawa theobromin dapat menyebabkan gangguan kesehatan pada hewan seperti muntah, diare, sering buang air kecil, atau keringat secara berlebihan dan pendarahan internal. Zat antinutrisi  lainnya adalah asam fitat dan lignin yang tinggi. Senyawa asam fitat sulit dicerna, fosfor dari asam fitat tidak dapat digunakan oleh tubuh hewan ruminansia. Asam fitat dapat mengikat unsur unsur mineral terutama kalsium, seng, besi, dan magnesium, serta dapat bereaksi dengan protein membentuk senyawa kompleks sehingga dapat menghambat pencernaan protein oleh enzim proteolitik akibat perubahan konformasi protein. Kulit kakao juga mengandung lignin yang tinggi, lignin pada kulit kakao dapat menyebabkan terganggunya saluran pencernaan ternak.

            Apabila kulit kakao diberikan secara berlebihan dan terus menerus akan mengakibatkan dampak yang lebih serius seperti detak jantung yang tidak teratur, bergetar, bahkan bisa menyebabkan kematian. Gejala ini dapat terlihat 12 hari setelah mengkonsumsi kakao (Nelson,2011). Senyawa aktif flavonoid atau tanin terkondensasi atau terpolimerisasi, seperti antosianidin, katekin, dan leukoantosianidin yang banyak terikat dengan glukosa. Senyawa-senyawa bioaktif tersebut diketahui memiliki sifat antibakteri (Matsumoto et al. 2004).

            Zat antinutrisi yang dikandung oleh daun kakao adalah tanin yaitu suatu senyawa polifenol yang berasal dari tumbuhan, dan menggumpalkan protein.

3.5 Kelemahan

            Kulit kakao memiliki beberapa kelemahan terutama jika diberikan sebagai bahan pakan tunggal, karena dapat menghambat pertumbuhan mikroba rumen, sehingga dapat menurunkan kemampuan ternak didalam mencerna dan memanfaatkan nutrisi yang dikonsumsi. Bahan pakan kulit kakao juga memiliki

            Kelemahan dari daun kakao adalah karena mengandung beberapa zat antinutrisi. Sedangkan kendala yaitu serat kasar dan protein yang rendah. Hal ini dapat menyebabkan terhambatnya proses pencernaan (Nelson dan Suparjo, 2011).

3.6 Keunggulan

            Keunggulan daun dan kulit kakao sebagai bahan pakan yaitu harga yang murah dan produksi yang berlimpah serta tidak bersaing dengan kebutuhan manusia. Ternak ruminansia seperti sapi dan kambing bila dilepas oleh pemiliknya kedalam kebun kakao akan memakan buah kakao muda dari pohonnya. Hal ini mengidentifikasi bahwa sapi dan kambing cukup menyukai kulit kakao (Munier et al, 2005).

            Kulit kakao mempunyai persentase yang tinggi dibandingkan dengan isi dari kakao yaitu sekitar 7% dari buah segarnya. Dengan menambahkan 1% hasil olahan kulit kakao akan menambah berat badan sapi sebesar 330 gram per hari (Purnama, 2004). Fermentasi kulit kakao akan meningkatkan daya cerna, meningkatkan kelahiran dan penyerapan nutrisi, menekan efek buruk racun theobromin, meningkatkan nilai gizi pakan (Nasriati, 200). Kulit kakao dapat menambah bobot badan ternak, dapat sebagai bahan pengganti pakan utama seperti rumput.

BAGIAN  IV

LOKASI DAN SUMBER HARGA

            Daun dan kulit kakao didapatkan disetiap perkebunan kakao. Didaerah Sumatera Barat dapat ditemukan di Payakumbuh (1.130 haktare), Agam (750 haktare), Padang Pariaman (1.300 haktare), Tanah Datar (1.000 haktare), Pasaman Timur (900 haktare), Pasaman Barat (1.450 hektare). Luas perkebunan kakao di Sumatera Barat diperkirakan sekitar 11.450 hektare (Departermen Pertanian, 2014).  Daun dan kulit kakao umumnya tidak dijual karena merupakan limbah. Beberapa lokasi tempat ditemukannya daun dan kulit kakao dapat dilihat pada Tabel berikut.

1.Lokasi di Sumatera Barat

            Beberapa lokasi penghasil daun dan kulit kakao yang ada di Sumatera Barat dapat di lihat pada tabel berikut.

Tabel 2.Data berbagai lokasi penghasil kakao yang ada di Sumatera Barat

No	Sumber lokasi	Harga
1	Payakumbuh	-
2	Agam	-
3	Padang Pariaman	-
4	Tanah Datar	-
5	Pasaman Timur	-
6	Pasaman Barat	-

Sumber: Departemen Pertanian (2014)

2.Lokasi di Indonesia

            Beberapa lokasi penghasil daun dan kulit kakao yang ada di Indonesia dapat di lihat pada Tabel berikut.

Tabel 3.Data berbagai lokasi penghasil kakao yang ada di Indonesia

No	Sumber lokasi		Harga
1	Sulawesi Selatan		-
2	Sulawesi Tengah		-
3	Sulawesi Tenggara		-
4	Sumatera Utara		-
5	Sumatera Barat		-
6	Kalimantan Timur		-
7	Lampung		-
8	Banten		-
9	Jawa Barat		-
10	Jawa Timur		-

Sumber : Departemen Pertanian (2014)

                                    

3.Lokasi di Dunia

            Beberapa lokasi penghasil daun dan kulit kakao yang ada di Dunia dapat di lihat pada Tabel berikut.

Tabel 4.Data berbagai lokasi penghasil kakao yang ada di Dunia

No	Sumber lokasi	Harga
1	Pantai Gading	-
2	Ghana	-
3	Indonesia	-
4	Nigeria	-
5	Brazil	-
6	Kamerun	-
7	Ekuator	-
8	Malaysia	-

Sumber : Departemen Pertanian (2014)

BAGIAN V

PEMBERIAN PADA TERNAK

5.1 Cara pemberian kulit kakao

         Pemberian kulit kakao secara segar dapat dilakukan dengan cara mencacah kulit kakao hingga mencapai ukuran 5 cm dan lebarnya 2 cm. Setelah kulit kakao dicacah dapat langsung diberikan kepada ternak dengan cara memberikan 70% dari jumlah pakan dan tambahkan tanaman hijauan sebanyak 30%.

         Pemberian kulit kakao dengan cara lain yaitu difermentasi terlebih dahulu. Fermentasi berguna  untuk menurunkan kadar lignin yang sulit dicerna oleh hewan dan untuk meningkatkan kadar protein dari 6-8 % menjadi 12-15 %.

5.2 Bentuk dan jumlah penggunaan dalam ransum

            Pemberian kulit kakao kepada ternak dapat berupa kulit kakao segar dan difermentasi terlebih dahulu. Pemberian kulit kakao terhadap ternak ruminansia lebih dominan dalam bentuk segar. Hal ini disebabkan karena pemberian pakan berupa kulit kakao dalam bentuk segar lebih mudah dibandingkan dalam bentuk fermentasi. Pemberian dalam bentuk segar dengan cara dicacah dan dikeringkan.

            Pemberiaan kulit kakao pada ternak domba sebanyak 15% dari konsentrat, sapi dan kambing sebanyak 0.7-1.0% dari konsentrat, sebagai pengganti dedak sebanyak 36% dari totalnya, pada babi sebanyak 35-40%. Pemberian kulit kakao dapat dilihat pada tabel dibawah ini

            Pemberian daun kakao terhadap ternak bisa secara langsung yaitu setelah dicincang diberikan kepada ternak dengan dicampurkan dengan air garam.

Tabel 5. Rekomendasi pemberiaan limbah kulit kakao

Jenis Ternak	Jumlah Konsumsi	Bentuk Pemberiaan
Sapi	3 kg/ekor/hari	Segar
Sapi	20% tepung pada pakan tambahan	Tepung
Kambing	2-3 kg/ekor/hari	Segar
Ayam	22% tepung pada ransum ayam	Tepung

Sumber: Nelson (2011)

5.3 Faktor pembatas pemberiaan pada ternak

Faktor pembatas pakan jenis kakao pada ternak dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 6.Kandungan theobromin pada kulit kakao

Bagian Buah Kakao	Kandungan Theobromin (%)
Kulit Buah	0.17 – 0.20
Kulit Biji	1.80 – 2.10
Biji	1.90 – 2.0

Sumber: Wong dkk (1998)

5.4 Dampak terhadap performa dan kualitas ternak

            Pemberian limbah kakao olahan mampu meningkatkan pertumbuhan sapi. Meningkatnya pertumbuhan sapi disebabkan limbah kulit kakao olahan memiliki kandungan gizi yang lebih baik dibandingkan hijauan, sehingga pemberiannya dalam ransum makanan akan meningkatkan jumlah zat makanan yang teserap oleh saluran pencernaan (James dan David, 1998).

Tabel 6.  Pengaruh penggunaan limbah kakao

Berat awal (kg)	Berat akhir (kg)	Pertumbuhan (g/ekor/hari)
259.70	259.70	308.10
259.70	308.10	308.10
261.66	315.11	636

Sumber : James dan David (1998)

            Pemberian daun kakao juga tidak boleh berlebihan karena mengandung zat antinutrisi yang apa bila diberikan secara berlebihan dapat membuat ternak keracunan, dan mengganggu proses pencernaan pada ternak ruminansia.

BAGIAN VI

KESIMPULAN

            Kulit kakao merupakan limbah perkebunan rakyat yang dapat di jadikan sebagai pakan ternak. Kandungan zat gizi yang cukup baik menjadikan pakan jenis ini sebagai bahan pakan tambahan bagi ternak ruminansia. Meskipun kulit kakao baik digunakan sebagai pakan ternak pemberiannya harus dibatasi karena kulit kakao memiliki zat anti nutrisi berupa 1). Senyawa theobromin yang dapat menyebabkan gangguan kesehatan pada hewan seperti muntah, diare, sering buang air kecil dan keringat berlebihan. 2). Senyawa asam fitat yang sulit di cerna sehingga dapat menyebabkan gangguan pencernaan.  3). Senyawa aktif flavonoid atau terpolimerisasi seperti antosianidin, katekin, dan leukoantosianidin yang banyak terikat dengan glukosa. Senyawa-senyawa bioaktif tersebut diketahui memiliki sifat antibakteri.

BAGIAN VII

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous,  2010.  Limbah Kakao  Pakan Ternak Bergizi Tinggi.             http://www.pakkatnews.com. Diakses 24 September .Jam 11.23

Agromaret, 2011. Harga Kakao di Agam. http://agromaret.com. Diakses: 24           September 2014. Jam 12.42 WIB.

Departemen pertanian. 2014. Manfaat Limbah Buah Kakao sebagai Pakan Tambahan pada Ternak           Sapi. http:// cybex deptan.go.id.    Diakses: 24 September 2014. Jam 10.40 WIB.

Haluan. 2012. Kakao Primadona Baru Tanaman Industri Sumbar. http://     harianhaluan.com. Diakses:     24 September 2014. Jam 12.04 WIB.

Imam Ghazali. 2011. Kakao Limbah yang Bernilai Jual Tinggi.        http://laskarpelangi.wordpress. Diakses: 23 September 2014. Jam 07.48 WIB.

Organisasi Asgar. 2012. Mengolah Limbah Tanaman Kakao Menjadi Bahan Pakan            Sapi. http://Asgar.or.id. Diakses 24 September 2014. Jam 11.39 WIB.

Pusat Penelitian Kopi dan Kakao, 2004. Panduan Lengkap Budidaya Kakao.     Agromedia Pustaka,  Jakarta

Padang Media. 2013. Harga Kakao Mulai Naik. http://www.padang media.com.    Diakses: 24      September 2014. Jam 12.34 WIB.

Ria, P. S. 2012. Pemanfaatan Kulit Buah Kakao Sebagai Pakan       Ternak.            http://blogspot.com. Diakses: 24 September 2014. Jam 15.13 WIB.

Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner. 2006. Pengaruh Pemberian             Limbah Kakao             Olahan Terhadap Pertumbuhan Sapi Bali.

Urip, S. 2012. Peran Pemanfaatan Limbah Kulit Kakao  sebagai Pakan       Ternak             Ruminansia. http://blogspot.com. Diakses: 24 September   2014. Jam 11.17          WIB.

Lampiran 1