## JURNAL DIKEMAS (PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT)
DIKEMAS VOL. 7, No. 1 Tahun 2023
Aplikasi Reaktor Biogas Sebagai Sumber Alternatif  Bahan Bakar Sebagai Upaya Pemanfaatan Limbah Ternak Di Desa Pulosari, Pengalengan, Kabupaten Bandung, Jawa Barat
Abdur Rohman Harits Martawireja, Yuliadi Erdani*, Adhitya Sumardi Sunarya, Wahyu Adi Chandra, Nur Jamiludin, Hendy Rudiansyah, Nia Nuryanti Permata, Dede Sujana Politeknik Manufaktur Bandung, Bandung, Indonesia email : 1 yul_erdani@yahoo.com, yul_erdani@polman-bandung.ac.id

## Abstrak
Pembuangan  kotoran  ternak  sembarangan  harus  dikelola  dengan  baik  sehingga  tidak menyebabkan pencemaran  lingkungan baik air, tanah dan udara (bau). Pengalengan merupakan sentra  peternakan  sapi  yang  berada  di  daerah  bandung,  Jawa  Barat.  Terdapat  peternakan  sapi yang  dimiliki  oleh  warga.  Peternakan  sapi  menghasilkan  susu  sebagai  produk/hasil  utama  dan menghasilkan  limbah  sampingan  berupa  kotoran  sapi  dan  urine.  Kotoran  sapi  sebagian digunakan  sebagai  pupuk,media  budidaya  cacing.  Dan  sebagaian  lainnya  dibuang  di  perairan. Belum adanya pemanfaatan kotoran sapi sebagai bahan biogas, sementara pemanfaatan kotoran sebagai  bahan  biogas  merupakan  pilihan  yang  tepat.  Dengan  reaktor  berteknologi  sederhana, kotoran ternak  dirubah  menjadi bahan baku gas untuk komsumsi rumah. Pada kegiatan kuliah kerja  nyata  ini,  dilakukan  perancangan,  impelementasi  dan  evaluasi  pembuatan  reaktor  biogas. Hari  hasil  impelemtasi  pembuatan  reaktor,    proses  pengisian  dan  reaksi  bahan  baku  kotoran selama  7  hari  didaptkan  pertambahan  tekanan  gas  pada  kantong  penampungan  biogas  sampai 0.45  kg/cm 2 dan  penambahan  volume  sebesar  0.05  cm 3 .  Dalam  waktu  7  hari,  gas  hasil  reaksi sudah dapat diujicoba sebagai bahan bakar gas untuk kompor gas. Dari hasil percobaan, nyala api dapat dihasilkan di kompor gas.
Kata kunci: Reactor Biogas, Limbah Ternak

## Abstract
Indiscriminate disposal of livestock manurest be managed properly so that it does not cause environmental pollution of water, soil and air (odor). Canning is a cattle breeding center located in Bandung, West Java. There are cattle farms owned by residents. Cow farms produce milk as the main product/product and produce by-products in the form of cow dung and urine. Cow dung is partly used as fertilizer, worm cultivation media. And some are dumped in the waters. There is no use of cow dung as a biogas material, while the use of manure as a biogas material is the right choice. With a simple technology reactor, livestock manure is converted into gas raw material for household consumption. In this real work lecture activity, the design, implementation and evaluation of the manufacture of biogas reactors were carried out. On the day of the implementation of the reactor construction, the filling process and the reaction of the raw materials for manure for 7 days, an increase in gas pressure in the biogas storage bag was found to be 0.45 kg/cm2 and an increase in volume of 0.05 cm3. Within 7 days, the reaction gas can be tested as gas fuel for gas stoves. From the experimental results, a flame can be produced in a gas stove.
Keywords : Biogas Reactor, Cattle Manure

## 1. PENDAHULUAN
Biogas dikenal di Indonesia sejak tahun 1980, baru pada tahun 1990 di manfaatkan dalam skala  kecil  dengan  reaktor  biogas  portable  untuk  keperluan  rumah  tangga  [1].  Reaktor  biogas merupakan suatu alat fermentasi bahan organik yang dirancang untuk menghasilkan gas metana yang terdiri dari bak penampung bahan kotoran, pipa penyalur gas dan balon panampung gas [5] [2]. Instalasi biogas dapat dibuat dalam skala rumah tangga maupun skala besar [6]. Salah  satu  teknik  pengolahan  limbah  peternakan  yang  sesuai  untuk  masyarakat  petani adalah dengan teknologi biogas. Biogas merupakan produk hasil peruraian material organik oleh bakteri  yang  bekerja  pada  kondisi  tanpa  oksigen  (anaerobic  digestion).  Secara  umum,  biogas sebagian  besar  terdiri  atas  55-70%  metana  (CH4),  30-45%  karbon  dioksida  (CO2)  dan  juga terdapat sedikit kandungan gas lain [5]. Kotoran sapi dapat digunakan sebagai bahan baku untuk reaktor biogas. Seekor sapi dengan berat 454 kg menghasilkan 30kg fases dan urine setiap hari [6].
Pangalengan  sudah  sejak  lama  dikenal  sebagai  sentra  penghasil  sapi  perah  di  Provinsi Jawa  Barat.  Wilayah  yang  merupakan  salah  satu  Kecamatan  di  Kabupaten  Bandung  ini  dapat dikatakan  menjadi  ikon  bagi  peternakan  sapi  perah  Jawa  Barat  [4]  Gambar  1  merupakan  peta letak dari kecamatan pengalengan. Berdasarkan letak geografis dan demografis, maka kecamatan Pangalengan  memiliki  bentangan  wilayah  yang  terluas  dengan  topografi  berupa  daratan,  lereng atau  punggung  bukit  ketinggian  di  atas  permukaan  laut  bervariasi  dari  500  m  sampai  1800  m. Sebagai  daerah  pegunungan,  wilayah  di  Kecamatan  Pangalengan  mayoritas  bermata  pencarian adalah petani, pedagang, buruh perkebunan, industri dan lain lain. Perbedaan ketinggian tempat tersebut akan menyebabkan keragaman vegetasi yang tumbuh di sana. Sektor pertanian dengan produk  utama  seperti    kentang  yang  menjadi  kebanggaan  daerah  ini,  dan  juga  hasil  palawija seperti wortel, kubis, kol dan lain-lain. Sektor lain seperti perkebunan tetap menjadikan prioritas utama bagi daerah ini walaupun ada yang milik swasta maupun milik negara. Sementara itu sub- sektor peternakan terutama peternakan sapi perah menjadikan Pangalengan terkenal akan sentra peternakan dan juga koperasinya, yaitu KPBS.
Gambar 1. Lokasi Letak Pengalengan, Jawa Barat
Peternakan  sapi  dipengalengan  menghasilkan  susu  sebagai  produk/hasil  utama. Sedangkan  hasil  sampingan  dari  peternakan  sapi  berupa  kotoran  sapi  dan  urine.  Pemanfaatan hasil  sampingan  dari  peternakan  sapi  pada  umumnya  digunakan  sebagai  pupuk  bagi  sector pertanian.  Akan  tetapi  karena  kotoran  tidak  bisa  langsung  digunakan  sebagai  pupuk,  biasanya masyarakat  mengumpulkan  kotoran  tersebut  di  sebuah  tempat  /  area.  Namun  apabila  kotoran tersebut  telah  penuh,  maka  tidak  menutup  kemungkinan  dibuang  ke  aliran  air  seperti  sungai maupun waduk. Di pengalengan sendiri, terutama di desa pulosari, limbah atau hasil sampingan
dari peternakan sapi digunakan sebagai media ternak cacing yang dapat dilihat pada Gambar 2. Selain dimanfaatkan sebagai media berkembang cacing, kotoran yang telah di pakai untuk media cacing  tadi  dapat  lebih  cepat  digunakan  sebagai  pupuk  karena  sudah  mengalami  pembusukan oleh cacing. Sisi buruk dari hasil sampingan peternakan sapi di pengalengan adalah sisa kotoran yang tidak bisa tertampung dibuang langsung ke perairan.
Gambar 2. Limbah Kotoran Sapi yang digunakan Sebagai Media Ternak Cacing Menurut Setiyawan, kotoran jika digunakan sebagai bahan biogas merupakan pilihan yang tepat. Dengan reactor berteknologi sederhana, kotoran ternak yang dapat mencemari lingkungan diubah  menjadi  sumber  energi  terbarukan  yang  bermanfaat.  Selain  itu,  bantuan  bioteknologi dengan  limbah  peternakan  menyangkut  kotoran  ternak  sebagai  sumber  energi  terbarukan  yang murah dapat meningkatkan kesejahteraan peternak. Sistem produksi biogas mempunyai beberapa keuntungan  seperti  mengurangi  pengaruh  gas  rumah  kaca,  mengurangi  polusi  bau  tidak sedap, digunakan pupuk dan produksi daya dan panas [3].
Pemanfaatan limbah menjadi biogas ini akan mengurangi pemakaian sumber energi kayu bakar,  minyak  tanah.  Dengan  demikian  dapat  memberikan  nilai  ekonomis  yang  cukup  besar, dengan  harapan  kualitas  yang  dihasilkanpun  cukup  menjanjikan  sebaga  pengganti  energi  dari fossil seperti gas alam. Dalam kaitannya sebagai sumber energi alternatif pengganti energi fosil, biogas  merupakan  energi  bersih  yang  mampu  mengurangi  produksi  emisi  gas  rumah  kaca, sehingga tepat jika dimanfaatkan [3].
Dari hasil pengamatan yang dilakukan di desa pulosari, belum adanya pemanfaatan lain dari  hasil  sampingan  dari  ternak  sapi  yang  berupa  kotoran  seperti  untuk  bahan  biogas  di  desa pulosari, pengalengan. Berdasarkan Analisis dan studi di atas, perlu diujicobakan reaktor biogas berbahan  kotoran  sapi  di  pengalengan  sebagai  alternatif  pemanfaatan  hasil  sampingan  dari peternakan sapi. Reactor biogas yang akan dirancang berupa reactor biogas mini untuk keperluan rumah tangga. Dengan adanya reactor ini diharapkan bisa memberikan nilai ekonomi yang cukup untuk keluarga di desa pulosari dan dapat menjadi contoh pemanfaatan lain dari kotoran limbah sapi.

## 2. METODE
Kegiatan ini akan dilaksanakan dalam beberapa tahap yaitu tahap awal (persiapan), tahap pelaksanaan dan tahap akhir. Tahap kegiatan yang dilaksanakan adalah sebagai berikut:

## Tahapan Persiapan
Mengumpulkan data di lapangan secara langsung, ditemukan bahwa limbah kotoran sapi masih  berlum  termanfaatkan  dengan  baik.  lalu  mengumpulkan  referensi  terkait  dengan pemanfaatan limbah kotoran sapi untuk reaktor biogas. Pada tahap ini juga dilakukan persiapan seperti  pengadaan  alat/bahan  serta  mempelajari  konsep  yang  telah  didesain sebelum  dirangkai. Gambar 3 merupakan rancangan alur penggunaan kotoran sapi sebagai sumber gas bahan bakar.
Gambar 3. Rancangan Alur Penggunaan Kotoran Sapi Sebagai Sumber Gas Bahan Bakar

## Tahapan Pelaksanaan
Tahap pelaksanaan kegiatan ini dibagi kedalam beberapa tahap yaitu:
1. Perancangan produk (perakitan)
Menggambar sketsa produk mulai dari reaktor biogas, penampung biogas, kerangka reaktor dan tabung kontrol gas, lalu menyiapkan bahan dan alat dalam perakitan berdasarkan sketsa. Bahan yang digunakan dalam pembuatan Reactor Biogas adalah a. 1 buah drum biru berukuran 220 liter, digunakan sebagai tempat penampungan kotoran sapi / sebagai reactor biogas. Gambar 4 merupakan rancangan drum reaktor biogas
Gambar 4. Rancangan Drum Reaktor
b. 1 buah pipa paralon 4 inci dengan panjang 1.5m,
c. 1 buah pipa paralon berukuran 2.5 inci dengan panjang 1m,
d. 1 buah lampu indikator,
e. 1 buah sensor MQ2, baterai 9v,
f. 1 buah kantong biogas,
g. Elbow paralon,
h. 1 buah kompor modifikasi,
i. 1 buah valve 0.25 inch, selang ukuran 5/16 dengan panjang 12m,
j. Ring gas dan endstop untuk masing – masing paralon.
k. Sensor Gas dan Sensor Tekanan
Sedangkan alat yang digunakan dalam pembuatan reactor biogas ini antara lain a. Gergaji,
b. Obeng plus/minus,
c. Lem tangit,
d. Lem epoxy,
e. Seal tape,
f. Sealen aquarium,
g. Hamplas halus,
h. Solder,
i. Obeng instrumen.
Gambar 5. Rancangan Desain Drum Reaktor Biogas (Putra et al., 2017)
Adapun  Rancanangan  dari  Reaktor  Biogas  mengikuti  rancangan  dari  beberapa referensi. Gambar 5 merupakan rancangan yang reactor biogas yang akan dibuat.
2. Tahapan Uji Produk Tahap pengujian produk, sebagai berikut:
a. Menyiapkan reaktor biogas yang sudah dibuat
b. Pengujian kebocoran pada reaktor biogas
c. Pengisian bahan baku fermentasi dengan perbandingan 1:1 limbah ternak dengan air.
d. Pengamatan terhadap kantung biogas.
e. Pengujian hasil gas dan diintegrasikan dengan kompor gas.
Takapan Evaluasi
Hal  terakhir  adalah  menganalisis  percapaian  yang  dicapai,  keberlangsungan  program selanjutnya, serta menyusun laporan akhir.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembuatan dan pemasangan Reactor Biogas di Kampung Cibuluh dilaksanakan selama 2 minggu.  Pada  minggu  pertama  dilakukan  pengurusan  izin,  penentuan  konsep,  peencarian  dan penentuan  alat  dan  bahan,  dan  pembuatan  reactor  biogas  konvensional.  Pada  minggu  kedua dilakukan  pabrikasi  alat;  modifikasi  drum  penampung,  pemotongan  dan  fitting  pipa  paralon, pembuatan kompor modifikasi, pembuatan indikator gas, dan pemotongan dan fitting selang gas. Gambar  6  merupakan  gambar  proses  pabrikasi  reaktor  biogas  dan  Gambar  7  merupakan  hasil akhir reaktornya.
Gambar 6. Pengerjaan Drum Reaktor
Langkah  selanjutnya  adalah  proses  pengisian  reaktor  biogas.  Berdasarkan  studi  yang  dilakukan oleh [3], didapatkan hasil gas untuk pembakaran dari reaktor pada hari ketujuh setelah pengisian bahan baku reaktor [3].
Pengisian  drum  dilakukan  dengan  menyiapkan  bahan  baku  limbah  gas  50  liter  bahan baku, ditambah dengan air dengan perbandingan 1:1.
Gambar 7. Hasil Realisasi Reaktor Biogas
Gambar 7. Penyiapan Kotoran Sapi Sebagai Bahan Baku Reaktor Biogas Dilakukan  monitoring  keberhasilan  dari  reaktor  biogas  dilakukan  dengan  mengamati kantong biogas yang merupakan wadah gas yang dihasilkan reaktor gas, pengamatan dilakukan selama satu minggu di salah satu pekarangan rumah warga di desa cibuluh tempat pemasangan
reaktor  gas.  Gambar  8  merupakan  tempat  perangkat  reaktor  gas  berada  dan  Gambar  9 merupakan perangkat kompor yang sudah dimodifikasi sebagai tempat pembakaran gas.
Gambar 8.Tempat Ujicoba Reaktor Biogas
Gambar 9. Modifikasi Pipa pada Kompor Gas
Table 3 Merupakan table pengamatan terhadap volume dan tekanan gas hasil reactor
Tabel 3. Hasil Gas Hari Ke- Pressure Gas (kg/cm 2 )
Volume Gas
(m 3 ) 1 0.1 - 2 0.1 - 3 0.15 0.01 4 0.2 0.02 5 0.3 0.03 6 0.4 0.04 7 0.45 0.05
Gambar 10.Ujicoba Gas Hasil Reaktor Biogas
Gambar 10 merupakan ujicoba hasil pembakaran gas hasil reaktor biogas. Reaktor biogas dapat menghasilkan gas untuk bahan bakar kompor gas.

## 4. KESIMPULAN
Reactor  biogas  adalah  alat  yang  dibuat  untuk  mengurangi  permasalahan  mengenai kotoran  sapi  yang  melimpah  di  Kampung  Cibuluh,  Desa  Pulosari,  Kecamatan  Pangalengan, Kabupaten  Bandung  Selatan.  Reactor  Biogas  telah  berhasil  diimplementasikan  dan  berhasil menghasilkan gas untuk bahan bakar kompor.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  disampaikan  kepada  POLMAN  Bandung  yang  telah  mendanai keberlangsungan kegiatan pengabdian kepada masyarakat ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Adeputra, A. (2015). Prototipe Reaktor Biogas Pengaruh Waktu Fermentasi Terhadap Biogas yang Dihasilkan dari Sampah Organik .
[2]  Basri,  A.  K.,  Kadirman,  &  Jamaluddin.  (2019).  Rancang  Bangun  Reaktor  Biogas  Skala Rumah Tangga. Jurnal Pendidikan Teknologi Pertanian , 5 , 79 – 84.
[3]  Eswanto,  Ilmi,  &  Siahaan,  A.  R.  (2018).  Analisa  Reaktor  Biogas  Campuran  Limbah Kotoran Kambing Dengan Jerami Dan Em4 Sistem Menetap. SINTEK JURNAL: Jurnal Ilmiah
Teknik
Mesin , 12 (1), 40 – 46. https://jurnal.umj.ac.id/index.php/sintek/article/view/2626
[4]  Mauludin,  M.  A.,  Alim,  S.,  &  Sari,  V.  P.  (2017).  Pengembangan  dan  Dinamika  Moda Produksi  Usaha  Peternakan  Sapi  Perah  di  Pengalengan  Jawa  Barat. Sosiohumaniora , 19 (1), 37 – 44.
[5]  Puji  Lestari,  N.,  Syamsiah,  S.,  &  Wiratni  Budhijanto,    dan.  (2016).  Evaluasi  Kehandalan Reaktor  Biogas  Skala  Rumah  Tangga  di  Daerah  Istimewa  Yogyakarta  dengan  Metode Analisis Fault Tree. Jurnal Rekayasa Proses , 10 (1), 1 – 9.
[6]  Putra,  G.  M.  D.,  Abdullah,  S.  H.,  Priyati,  A.,  Setiawati,  D.  A.,  &  Muttalib,  S.  A.  (2017). Rancan  Bangun  Reaktor  Biogas  Tipe  Portable  dari  Limbah  Kotoran  Ternak  Sapi. Jurnal Ilmiah Rekayasa Pertanian Dan Biosistem , 5 (1), 369 – 374.