Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Nusantara (JPkMN)                                                                   e-ISSN : 2745 4053 Vol. 4 No.2  Juni 2023  711-720

## Pemanfaatan Limbah Kotoran Sapi Terhadap Pembuatan Biogas dan Pupuk Organik di Desa Madureso, Mojokerto
1) Merry Sunaryo*, 2) Julianti Saffana Zahra, 3) Amrina Rosyadah, 4) Husnul Kirom Ramadhani, 5) Syahriatul Hikmiah, 6) Aanisah Azzahrah Apriyanti, 7) Moh. Nafiis Damanhuri Thoba, 8) Naufal Ilham Saputra, 9) Nirmala Kaana Taqiyyaa, 10) Fadeli Wibisono, 11) Moch. Fahmi Husaini Tiway, 12) Krisna Dwi Cahya Santoso Putra,
13) Rosita Putri Sunaryani, 14) Farikhatul Wasillah
1),2),3),4),5),6),7),8),9),10),11),12),13),14,) D-IV Keselamatan dan Kesehatan Kerja, Universitas Nahdlatul Ulama Surabaya, Surabaya, Indonesia.
Email*corresponding author : merry@unusa.ac.id

## A B S T R A K
KataKunci: Limbah Kotoran Sapi
Pemanfaatan Limbah Biogas Masyarakat Kebersihan
Biogas adalah  gas yang berasal dari kotoran ternak/manusia yang mudah terbakar. Proses pembuatannya yakni  memfermentasi  kotoran  tersebut  dengan  memanfaaatkan  mikroorganisme  anaerob  (Wahyuni,  2013). Kandungan utama biogas adalah karbon dioksida dan metana (CH4) dalam kotoran sapi yang tinggi, yaitu nilai  kalor  berkisar  4.800  –  6.700  kkal/m 3 .  Pemanfaatan  biogas  sebagai  energi  terbarukan  guna meningkatkan kualitas SDM dan perekonomian sangat penting dilakukan bagi desa yang didominasi sektor peternakan  dan  peternakan,  seperti  halnya  pada  Desa  Madureso,  Mojokerto.  Upaya  pemberdayaan masyarakat  dalam  pemanfaatan  limbah  kotoran  sapi  menjadi  biogas  dan  pupuk  organik  ini  melibatkan Kelompok  Tani  Jaya.    Rangkaian  kegiatan  pengabdian  masyarakat  yang  dilaksanakan  oleh  Tim  P2MD Himpunan  Mahasiwa  Keselamatan  dan  Kesehatan  Kerja  Universitas  Nahdlatul  Ulama  Surabaya,  yaitu dimulai  dengan  melakukan  koordinasi  dengan  pihak  Desa  Madureso  dan  Kelompok  Tani  Jaya  untuk selanjutnya dilakukan sosialisasi terkait gambaran umum biogas,  kemudian mengumpulkan warga desa ikut turut  serta  dalam  pembangunan  instalasi.  Sebelum  melakukan  pengoperasian  instalasi  biogas,  dilakukan pelatihan pembuatan biogas dari tahap pengisian biodigester, proses pengadukan, fermentasi, hingga output berupa gas dan pupuk. Dari keseluruhan rangkaian kegiatan pengabdian, sambutan masyarakat sangat baik dan  antusias  untuk  membantu  terlaksananya  kegiatan  pengabdian.    Hal  ini  terbukti  dengan  tingkat partisipasi masyarakat yang tinggi serta kesediaan warga Desa Madureso untuk mendukung terlaksananya kegiatan  ini.  Diharapkan,  monitoring  dan  evaluasi  terus  dilakukan,  sehingga  nantinya  kendala  atau permasalahan yang ditemui dalam proses pemanfaatan limbah kotoran sapi menjadi biogas ini dapat diatasi secara mandiri oleh warga setempat.

## A B S T R A C T
Keywords: Cow Manure Waste
Waste Utilization Biogas Public Cleanliness
Biogas is gas that comes from livestock/humans manure which is flammable. The manufacturing process is to ferment the dirt by utilizing anaerobic microorganisms (Wahyuni, 2013). The main content of biogas is carbon dioxide and methane (CH4) in cow dung which is high, with a calorific value ranging from 4,800 – 6,700 kcal/m3. Utilization of biogas as renewable energy to improve the quality of human resources and the economy  is  very  important  for  villages  dominated  by  the  livestock  and  livestock  sector,  as  is  the  case  in Madureso Village, Mojokerto. Efforts to empower the community in the utilization of cow dung waste into biogas  and  organic  fertilizer  involve  the  Jaya  Farmers  Group.  A  series  of  community  service  activities carried out by the P2MD Team of the Occupational Safety and Health Student Association of the Nahdlatul Ulama  University  Surabaya,  which  began  by  coordinating  with  the  Madureso  Village  and  Jaya  Farmers Group  to  be  further  carried  out  by  socialization  related  to  the  general  description  of  biogas,  gathering villagers to participate in installation development. Prior to operating the biogas installation, training on biogas  production  was  carried  out  from  the  filling  stage  of  the  biodigester,  the  stirring  process, fermentation, to the output in the form of gas and fertilizer. From the whole series of service activities, the community response was very good and enthusiastic to help carry out service activities. This is evidenced by  the  high  level  of  community  participation  and  the  willingness  of  the  Madureso  Village  residents  to support the implementation of this activity. It is hoped that monitoring and evaluation will continue to be carried out,  so that later  the obstacles  or problems encountered in the process of utilizing  cow dung into biogas can be overcome independently by local residents.
This is an open access article under the CC–BY-SA license .
Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Nusantara (JPkMN)                                                                   e-ISSN : 2745 4053 Vol. 4 No.2  Juni 2023  711-720

## I. PENDAHULUAN
Desa Madureso merupakan salah satu desa yang secara geografis terletak di wilayah timur, Kecamatan Dawarblandong,  Kabupaten  Mojokerto,  provinsi  Jawa  Timur.  Kepadatan  penduduk  pada  Desa  Madureso berkisar 2.258 jiwa penduduk tetap pada tahun 2022. Untuk kegiatan ekonomi, di desa Madureso selama ini masih  didominasi  oleh  sektor  pertanian  dan  peternakan.  Hal  ini  ditunjukkan,  dengan  luas  wilayah pertaniannya  sebesar  kurang  lebih  70%  dari  total  luas  Desa  Madureso  sekitar  227,3  hektar.  Apabila dikalkulasikan dengan jumlah penduduk, sekitar 70% bekerja menjadi petani maupun peternak dan sisanya adalah  pekerja  di  sektor  formal  maupun  non  formal.  Berdasarkan  persentase  tersebut,  sebagian  besar  dari penduduk Desa Madureso mendapatkan penghasilan dari sektor pertanian dan peternakan. Di Desa Madureso ini terdapat Kelompok Tani dengan nama Tani Jaya. Kelompok Tani ini beranggotakan lebih dari 70 kepala rumah  tangga.  Pada  tahun  2018,  Kelompok  Tani  tersebut  mendapatkan  bantuan  hewan  ternak  berupa  sapi sejumlah 15 ekor yang dirawat oleh sebagian anggota. Sapi tersebut dikembang biakkan dan anak dari setiap sapi  yang  melahirkan  diberikan  kepada  anggota  yang  merawatnya  sebagai  bentuk  imbalan.  Dengan  adanya potensi limbah kotoran sapi yang melimpah dari aktivitas ternak sapi Kelompok Tani Jaya di Desa Madureso, maka dapat dilakukan upaya pemanfaatan limbah tersebut.
Di  Desa  Madureso  pengolahan  limbah  kotoran  sapi  masih  belum  maksimal.  Warga  desa  biasa membiarkan  kotoran  sapi  menumpuk  atau  membakarnya  sebelum  digunakan  kembali  menjadi  pupuk kandang. Namun, dampak pembakaran kotoran sapi ini mencemari udara hingga menyebabkan sesak napas dan sakit kepala. Sedangkan konsekuensi dari pemeliharaan hewan ternak adalah problem higienis,  masalah ini  ada  tiga  macam  (Muladno,  1999)  yaitu  produksi  gas  noxious,  kontaminasi  tanah  karena  kandungan kotoran  ternak  secara  berlebihan,  dan  polusi  air.  Dalam  kotoran  sapi,  terdapat  mikroorganisme  yang  ikut terbuang  dikarenakan  berbahaya  bagi  tubuh  (patogen),  biasanya  melalui  urine  dan  feses.  Dalam  banyak kasus,  mikroorganisme  seperti  itu  tidak  dapat  dipunahkan,  maka  tidak  mentup  kemungkinan  sejumlah patogen  terbuang  melalui  aliran  air  di  sekitar  kandang  dan  menyebar  ke  lingkungan  luar  melalui  sungai. Adapun mikroorganisme pencemar yang sering dijumpai adalah Salmonella sp. Yang dapat berkembang biak 100  ribu  kali  di  dalam  air  sungai  yang  mengandung  100  mg  bahan  organik  (Saputro,  D.  D  et.  Al,  2014). Biogas  adalah    gas  yang  berasal  dari  ternak/manusia  yang  mudah  terbakar.  Proses  pembuatannya  yakni memfermentasi  kotoran  tersebut  dengan  memanfaatkan  mikroorganisme  anaerob  (Wahyuni,  2013).  Bakteri anaerob  membutuhkan  nutrisi  sebagai  sumber  energi  untuk  melakukan  proses  reaksi  anaerobik.  Zat  gizi tersebut  dapat  berupa  vitamin  esensial  dan  asam  amino  yang  dapat  ditambahkan  ke  dalam  media  untuk memberikan  zat  gizi  tertentu  bagi  pertumbuhan  dan  metabolismenya.Selain  itu,  zat  besi,  magnesium, kalsium, natrium, barium, selenium dan kobalt. (Effendy, 2018)
Jenis zat gizi mikro adalah juga diperlukan untuk meningkatkan aktivitas mikroorganisme  Kandungan utama biogas adalah metana dan karbon dioksida. Kandungan metana (CH4) dalam kotoran sapi yang tinggi dan  nilai  kalor  berkisar  4.800  –  6.700  kkal/m3  membuat  biogas  menjadi  sangat  berpotensi  untuk  menjadi energi alternatif. Selain itu, pembakaran gas metana juga ramah lingkungan (Wardana, L. A., 2021). Biogas dapat  dimanfaatkan  sebagai  bahan  bakar  untuk  memasak,  selain  pengganti  LPG,  biogas  juga  bisa  menjadi energi alternatif bagi masyarakat desa yang masih menggunakan kayu bakar jika musim hujan tiba.  Selain menjadi  biogas,  kotoran  sapi  juga  bisa  digunakan  untuk  pupuk.  Sisa  produksi  biogas  akan  menghasilkan output berupa lumpur yang bila dikeringkan masih bisa dimanfaatkan sebagai pupuk organik. Tentunya hal ini bisa menguntungkan masyarakat desa, karena selain lingkungan menjadi bersih, kotoran sapi yang diolah juga bernilai ekonomis.
Dengan  adanya  latar  belakang  di atas,  diperlukan  upaya  peningkatan peran  masyarakat  dalam  proses pengolahan  limbah  kotoran  sapi  dan  pemanfaatannya.  Didasari  oleh  kurangnya  pengetahuan  masyarakat mengenai cara pemanfaatan limbah kotoran sapi serta keinginan menciptakan lingkungan yang bersih, maka dibuatlah  Kegiatan  pengabdian  masyarakat  ini.  Tujuan  utama  program  ini  yakni  masyarakat  mampu memanfaatkan limbah kotoran sapi dan turut serta dalam menciptakan lingkungan yang bersih dan sehat.

## II. MASALAH
Limbah kotoran sapi di Desa Madureso, Mojokerto ini merupakan limbah organik yang dihasilkan dari kotoran  sapi.  Frekuensi  pengeluaran  limbah  ini  akan  terus  dihasilkan  setiap  hari  bahkan  bertambah  ketika sapi    berkembang  biak.    Masyarakat  Desa  Madureso,  Mojokerto  merasa  kurang  nyaman  dengan tertimbunnya kotoran sapi yang menimbulkan bau tak sedap. Pengolahan yang dilakukan pun hanya dengan
Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Nusantara (JPkMN)                                                                   e-ISSN : 2745 4053 Vol. 4 No.2  Juni 2023  711-720
cara membakar kotora sapi, yang juga menimbulkan asap yang mengganggu masyarakat sekitar.  Selain itu, yang  bertanggung  jawab  penuh  atas  perawatan  sapi,  pengolahan  limbah  kotoran  sapi,  hanya  dibebankan kepada pemilik sapi atau kelompok tertentu. Hal ini dikarenakan hanya segelintir orang atau kelompok saja yang bisa mendapatkan mafaat dari ternak sapi. Kurangnya sumber daya manusia dalam mengolah kotoran sapi  akan  memperlambat  proses  pengolahan.  Berbeda  jika  pengolahan  dikelola  oleh  seluruh  warga  desa, karena  manfaat  bisa  disalurkan  kepada  seluruh  warga  desa  pula.  Dalam  hal  ini,  dapat  disimpulkan bahwasannya  permasalahan  di  Desa  Madureso, Mojokerto  ada tiga,  yakni  : frekuensi  limbah  yang  konstan timbul  setiap  hari  bahkan  bertambah,  proses  pengolahan  yang  belum  benar,  dan  kurangnya  sumber  daya manusia untuk mengolah limbah kotoran sapi.
Gambar 1. Lokasi Kandang Sapi di desa Madureso, Mojokerto

## III. METODE
Pemanfaatan  limbah  kotoran  sapi  menjadi  biogas  dan  pupuk  organik  ini  bertempat  di  Dusun  Gogor, Desa  Madureso,  Mojokerto  dan  dilaksanakan  mulai  tanggal  20  Agustus  2022.  Sasaran  utama  kegiatan pemanfaatan  limbah  kotoran  sapi  ini  adalah  Kelompok  Tani  Jaya  yang  beranggotakan  para  petani  dan peternak.Rancangan  kegiatan  pada  kegiatan  ini  yakni  mengajak  masyarakat  Dusun  Gogor,  Desa  Madureso untuk turut serta dalam pembuatan biogas berbahan kotoran sapi dengan cara sosialisasi dan pelatihan. Alat dan  bahan  yang  dibutuhkan  dalam  pembangunan  instalasi  antara  lain  :  bahan  bangunan,  pipa,  plastik  PE, kotoran  sapi,  probiotik,  dan  air.nahan  bagunan  digunakan  untuk    membuat  instalasi  tanam  yang  permanen, beserta  bak  pengaduk  dan  bak  sedimentasi.  Pipa  digunakan  untuk  menyalurkan  kotoran  sapi,  dai  inlet  ke instalasi,  serta  menyalurkan  gas  ke  plastik  PE  dan  untuk  pendistribusian.  Plastik  PE  digunakan  untuk menampung gas dari hasil fermentasi kotoran sapi.
Tahapan pelaksanaan kegiatan pengabdian masyarakat ini diantaranya adalah survei kelompok sasaran, sosialisasi,  pelaksanaan  kegiatan,  dan  evaluasi.  Metode  pelaksanaan  untuk  proses  pemanfaatan  limbah kotoran sapi yakni dengan membangun instalasi permanen dengan biodigester sebagai bagian utama, yakni bagian  untuk  memproses  biogas.  Persiapan  yang  dilakukan  pada  kegiatan  ini  adalah  melakukan  koordinasi dan  perizinan  kepada  tokoh-tokoh  masyarakat  di  Desa  Madureso.  Tim  P2MD  Himpunan  Mahasiswa Keselamatan dan Kesehatan Kerja Universitas Nahdlatul Ulama Surabaya juga melakukan koordinasi dengan Kelompok  Tani  Jaya  untuk  membantu  mengumpulkan  warga  desa  agar  turut  serta  dalam  pelaksanaan pembangunan  instalasi.  Sebelum  mengeksekusi  limbah  kotoran  sapi,  dilakukan  pelatihan  dari  tim  P2MD Himpunan Mahasiswa Keselamatan dan Kesehatan Kerja Nahdlatul Ulama Surabaya kepada Kelompok Tani Jaya agar lebih memahami prosedur kerja dan distribusi hasil pengolahan limbah kotoran sapi.
Pembangunan  instalasi  dilaksanakan  pada  tanggal  21  Agustus  2022  di  belakang  kandang  salah  satu peternak  sapi  Dusun  Gogor,  Desa  Madureso,  Mojokerto.  Pembangunan  awal  instalasi  ini  melibatkan  40 orang dari keseluruhan perwakilan RT dan 18 anggota Kelompok Tani Jaya.
Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Nusantara (JPkMN)                                                                   e-ISSN : 2745 4053 Vol. 4 No.2  Juni 2023  711-720
Gambar 2. Sosialisasi dengan warga Desa Madureso
Gambar 3. Perizinan kepada tokoh masyarakat Desa Madureso
+
Gambar 4. Pelatihan pembuatan dan pengoperasian instalasi
Gambar 5. Pembangunan instalasi Sumber: Dokumentasi Pribadi (2022)
Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Nusantara (JPkMN)                                                                   e-ISSN : 2745 4053 Vol. 4 No.2  Juni 2023  711-720
Dalam program kegiatan ini telah dilakukan sosialisasi sebagai langkah utama untuk memperkenalkan pemanfaatan limbah kotoran sapi menjadi biogas dan pupuk. Kegiatan ini dilakukan di Balai Dusun Gogor, Desa  Madureso,  Mojokerto.  Kemudian  tahap  setelah  sosialisasi  yakni  pelatihan  untuk  pembuatan  dan pengoperasian instalasi. Perincian kegiatan pemanfaatan limbah kotoran sapi ini yaitu :
1. Sosialisasi  :  Kegiatan  ini  dilakukan  untuk  memberikan  gambaran  secara  umum  mengenai  biogas  dan hasil  residu  yang  nantinya  akan  digunakan  untuk  pupuk.  Materi  sosialisasi  disampaikan  untuk menghindari miskomunikasi mengenai prosedur pembuatan.
2. Pelatihan  :  Kegiatan  ini  dilakukan  untuk  mempraktikkan  teori  yang  sudah  disampaikan  sehingga prosedur kerja terlihat jelas dan lebih sistematis saat eksekusi biogas berlangsung.
3. Pembangunan  instalasi  :  Kegiatan  ini  dimulai  dengan  penggalian,  pengecoran,  dan  pembangunan biodigester yang ditanam permanen di belakang kandang peternak Desa Madureso.
4. Pengoperasian  biogas  :  Kegiatan  ini  berisi  tata  cara  pengisian biodigester ,  proses  pengadukan, fermentasi, hingga output berupa gas dan pupuk
Adapun  hasil  yang  dicapai  dari  kegiatan  program  Pemanfaatan  Limbah  Kotoran  Sapi  Terhadap Pembuatan Biogas dan Pupuk Organik di Desa Madureso, Mojokerto adalah sebagai berikut :

## 3.1 Gambaran Pembuatan Instalasi
Instalasi  dibuat  dengan  membangun  instalasi  tanam  secara  permanen  dengan  tiga  bagian  utama,  yakni wadah pengaduk, biodigester , dan wadah sedimentasi. Wadah pengaduk dibangun dengan kedalaman 90 cm dan  diameter  80  cm,  dilengkapi  dengan  pipa inlet sepanjang  2,5  m. Biodigester dibangun  dengan  ukuran kedalaman 2 m dan panjang 5 m, dilengkapi dengan pipa outlet sepanjang 1 m. Bagian yang terakhir yakni bak sedimentasi, dibangun dengan kedalaman 1,5 m.
.
Gambar 6. Rancangan model instalasi
Gambar 7. Proses pembangunan instalasi
Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Nusantara (JPkMN)                                                                   e-ISSN : 2745 4053 Vol. 4 No.2  Juni 2023  711-720
Gambar 8. Realisasi Instalasi permanen Sumber: Dokumentasi Pribadi (2022)

## 3.2 Gambaran Pengoperasian Instalasi
Pengoperasian  instalasi  yakni  dengan  memasukkan  kotoran  sapi  ke  dalam  pengaduk,  kemudian  diberi tambahan air sehingga perbandingannya 2 : 1. Kotoran sapi yang sudah tercampur dengan air akan dialirkan melalui  pipa inlet menuju  ke biodigester .  Kotoran  yang  sudah  berada  dalam biodigester kemudian  diberi probiotik  untuk  fermentasi.  Gas  akan  terbentuk  jika  sudah  padat  dan  akan  dialirkan  melalui  pipa  gas  yang berada di atas biodigester . Sisa dari kotoran tersebut kemudian dialirkan melalui pipa outlet menuju ke bak sedimentasi.  Setelah  terjadi  pengendapan,  maka  lumpur  kotoran  tersebut  dikeringkan  dan  bisa  digunakan kembali menjadi pupuk.
Gambar 9. Skema Pengoperasian Instalasi
3 .3 Hasil Uji Coba
Dari hasil uji coba, kotoran yang sudah dicampur dengan air dan probiotik bisa menghasilkan gas yang cukup digunakan untuk menyalakan api setelah dibiarkan selama dua minggu atau + 16 hari. Pengisian juga harus  dilakukan  setiap  hari  secara  rutin  agar  gas  cepat  padat  dan  memiliki  tekanan  yang  cukup  untuk dialirkan  melalui  pipa.  Pembuatan  pupuk  mudah  dilakukan,  dengan  mengeringkan  lumpur  kotoran  maka pupuk sudah bisa digunakan. Kendala yang dialami saat proses uji coba yakni masa tunggu terbentuknya gas yang  tidak  pasti.  Hal  ini  bisa  disebabkan  oleh  faktor  kurangnya  bahan  utama,  kurangnya  konsentrasi
Pengisian kotoran sapi Pengadukan kotoran sapi dengan air Penambahan probiotik
Distribusi gas
Pengendapan kotoran Pengeringan kotoran menjadi pupuk
Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Nusantara (JPkMN)                                                                   e-ISSN : 2745 4053 Vol. 4 No.2  Juni 2023  711-720
probiotik,  atau  kondisi  cuaca  yang  jika  musim  hujan  kemungkinan  air  masuk  ke  instalasi  sangat  tinggi sehingga merusak komposisi perbandingan lumpur kotoran.

## IV. PEMBAHASAN
Pemanfaatan  kotoran  sapi  menjadi  biogas  dilakukan  berdasarkan  penelitian  yang  sudah  dilakukan sebelumnya.  Adapun  faktor-faktor  yang  dapat  mempengaruhi  berhasilnya  pemanfaatan  kotoran  sapi menjadi  biogas  dan  pupuk  yakni  :  banyaknya  kotoran  sapi;  konsentrasi  bahan  kimia  yang  terkandung dalam  kotoran  sapi;  perbandingan  campuran  air,  probiotik,  dan  kotoran  sapi;  ukuran  instalasi  biogas,; model  biogas;  dan  temperatur.  Hal  –  hal  tersebut  menjadi  alasan  cepat  lambatnya  hasil  gas  dari fermentasi  kotoran  sapi,  semakin  banyak  volume  gas  yang  dihasilkan,  semakin  lama  pula  gas  bisa dimanfaatkan.  Semua  kotoran  dari  ternak  maupun  manusia  bisa  dimanfaatkan  menjadi  biogas  karena memiliki komponenkimia yang sama, yakni gas metan (CH4).
Dari  semua  produk  ternak  ruminansia,  sapi  menghasilkan  lebih  banyak  CH4  dibandingkan ruminansia lainnya. Emisi CH4 terbesar di Indonesia pada subsektor peternakan dilaporkan adalah sapi, yaitu  sebesar  65,12%  dari  emisi  ruminansia  atau  58,84%  dari  total  emisi  CH4  dari  seluruh  produk peternakan. Oleh karena itu, peningkatan pertumbuhan ternak akan menyebabkan peningkatan emisi CH4 ke Indonesia. Untuk mengurangi dampak emisi gas dari kotoran ternak, kotoran ternak harus diolah untuk menguraikan kandungan CH4 yang mencemari lingkungan. Kotoran sapi adalah substrat yang sempurna untuk  produksi  biogas  karena  sudah  mengandung  bakteri  metanogenik  yang  ada  di  perut  ruminansia. Keberadaan  bakteri  di  usus  besar  ternak  ruminansia  mendukung  proses  fermentasi  dan  memungkinkan proses pembentukan biogas di biodigester berlangsung lebih cepat. (Irawan, et al 2020)
Ukuran  reaktor  biogas  dibuat  berdasarkan  jumlah  bahan  baku  harian  yang  akan  tersedia.  Sebelum memutuskan  ukuran  reaktor  yang  akan  dipasang,  seluruh  kotoran  hewan  ( slurry )  harus  dikumpulkan kemudian ditimbang minimal sekurang-kurangnya selama 1 minggu untuk mengetahui seberapa banyak ketersedian  bahan  baku  (kotoran  sapi)  setiap  harinya.  Tabel  berikut  ini  menunjukkan  kapasitas  reaktor biogas yang akan ditetapkan berdasarkan ketersediaan bahan baku. (Hamri, et al 2018)
Tabel 1. Kuantitas Bahan Baku dan Dasar Ukuran Biodigester Kapasitas pengolahan (m3) Produksi gas perhari (m3) Kotoran hewan yang dibutuhkan perhari (kg) Air yang dibutuhkan perhari (L) Jumlah ternak yang dibutuhkan (ekor) 4 0,8 – 1,6  20 – 40 20 – 40 3 – 4 6 1,6 – 2,4 40 – 60 40 – 60 5 – 6 8 2,4 – 3,2  60 – 80 60 – 80 7 – 8 10 3,2 – 4,2  80 – 100 80 – 100 9 – 10 12 4,2 – 4,8  100 – 120 100 – 120 11 – 12
Sumber : Model instalasi biogas Indonesia, panduan konstruksi Hivos
Jika  pemrosesan  tidak  berjalan  seperti  yang  diinginkan,  produksi  gas  akan  kurang  dari  perkiraan teoritis. Ketika  produksi  gas  menurun,  gas  yang  terkumpul  di  penampung  tidak  memiliki  tekanan  yang cukup untuk mendorong sludge kotoran sapi melalui proses fermentasi anaerobik menuju outlet. Dalam kasus  seperti  itu,  tingkat bioslurry yang  seharusnya  mengalir  melalui  outlet  justru  naik  dan  masuk  ke penampung  gas.  Jika  katup  sumber  gas  dibuka  dalam  keadaan  ini, Sludge kotoran  sapi  dapat  melewati pipa dan bercampur dengan gas. Oleh karena itu, ukuran reaktor harus disesuaikan dengan jumlah slurry yang tersedia. Pabrik pengolahan yang terlalu besar dengan bahan baku yang terlalu sedikit tidak hanya meningkatkan biaya konstruksi tetapi juga menyebabkan masalah operasional di kemudian hari. Penting ketika  mengukur  reaktor  biogas  adalah  kriteria  pemilihan  ukuran,  yaitu  ketersediaan  kotoran  hewan daripada jumlah anggota  keluarga  atau  gas  yang  dibutuhkan. Jika  peternak  memiliki  lebih  banyak  sapi, ukuran yang dihitung dari kebutuhan gas adalah 0,33 hingga 0,40 gas per orang per hari. (Hamri, 2018)
Komponen  biogas  yang  dihasilkan  dalam  proses fermentasi adalah  gas  metana  (CH4)  sekitar  54- 70%, gas karbon dioksida (CO2) sekitar 27-45%, nitrogen (N2) 3%-5%, dan hidrogen (H2) 1% , 0 1%
Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Nusantara (JPkMN)                                                                   e-ISSN : 2745 4053 Vol. 4 No.2  Juni 2023  711-720
karbon  monoksida  (CO),  0,1%  oksigen  (O2)  dan  sejumlah  kecil  hidrogen  sulfida  (H2S).  Gas  metana (CH4)  yang  merupakan  komponen  utama  biogas  memiliki  nilai  kalor  yang  cukup  tinggi  yaitu  4800- 6700kkal/m3 sehingga dapat digunakan sebagai bahan bakar yang bermanfaat, namun gas metana murni mengandung  energi  sebesar  8900Kkal/m3.  Karena  nilai  kalornya  yang  tinggi,  biogas  dapat  digunakan untuk penerangan, memasak, penggerak mesin, dan lain-lain. (Sunaryo, 2014)
Tabel 2. Komponen Biogas Komponen % Metana (CH4) 55 - 75 Karbon  Dioksida (CO2) 25 – 45 Nitrogen (N2) 0 – 0,3 Hidrogen (H2) 1 – 5 Hidrogen  Sulfida (H2S) 0 – 3 Oksigen (O2) 0,1 – 0,5 Sumber : Pratiwi, 2019
Reaksi kimia Proses fermentasi biogas (Gas Metana) terdapat 3 termin, yaitu :
a. Reaksi Hidrolisa atau termin pelarutan, dalam termin ini bahan yang tidak larut misalnya selulosa & lemak diubah sebagai bahan yg larut pada air misalnya karbohidrat & asam lemak. Tahap pelarutan berlangsung dalam suhu 250C pada digester.
b. Reaksi  Asidogenik  atau  termin  pengasaman,  dalam  termin  ini,  bakteri  asam  membuat  karbon dioksida,  hidrogen  &  asam  asetat  pada  suasana  anaerob.  Tahap  ini  berlangsung  dalam  suhu  250C pada digester.
c. Reaksi  metanogenik  atau  termin  gasifikasi,  dalam  termin  ini,  bakteri  metana  menciptakan  gas metana secara perlahan, dalam biasanya biogas bisa terbentuk dalam 4-5 hari setelah digester diisi, produksi  biogas  yang  banyak  biasanya  terjadi  dalam  hari  ke  20-25  dan  produksinya  akan  turun apabila biodigesternya tidak diisi kembali. (Katjo, 2020)
Hal  ini  dilakukan  selama  proses  fermentasi  kotoran  sapi  berlangsung  dan  termin  selama  kapasitas biodigester  terus  diisi  sampai  kapasitas  maksimal.  Pada  proses pembentukan  biogas,  diharapkan  selesai dalam  3-4  minggu.  Hal  tadi  membutuhkan  supervisi  selama  proses  fermentasi  berlangsung,  yakni memastikan tidak terdapat kebocoran dalam alat-alat primer dan pendukung, pemeriksaan pada produksi gas, dan lain-lain. (Iriani, 2018)
Langkah rinci dalam teknik pengolahan limbah kotoran sapi menjadi biogas adalah sebagai berikut:
1. Mencampur  kotoran  sapi  dengan  air  hingga  terbentuk  lumpur  denganperbandingan  1:1  di  bak penampungan sementara. Bentuk lumpur ini akan memudahkan ketika dimasukkan ke dalam digester.
2. Memasukkan lumpur ke dalam digester melalui lubang masuk. Pada pengisian pertama, kran gas yang ada di atas digester dibuka supaya proses masuknya lebih mudah dan udara yang ada di dalam digester keluar.  Pengisian  lumpur  pertama  ini  dibutuhkan  kotoran  sapi  dalam  jumlah  banyak  supaya  digester penuh (Kurang lebih 1 ton).
3. Tambahkan starter (bakteri) sebanyak 1 liter dan isi rumen segar dari rumah potong hewan sebanyak 5 karung  atau  setara  dengan  75  kg  untuk  kapasitas  digester  3,5-5,0  m2.  Setelah  digester  dalam  keadaan penuh,  kran  gas  ditutup  supaya  terjadi  proses  fermentasi.  (ini  sangat  dianjurkan  untuk  mempercepat hasil fermentasi).
4. Membuang  gas  yang  pertama  kali  dihasilkan  (termasuk  gas  CO2)  pada  hari  ke-1  sampai  ke-8. Sedangkan  hari  ke-10  sampai  ke-14,  baru  terbentuk  gas  metan  (CH4)  dan  CO2  mulai  menurun.  Pada komposisi CH4 54% dan CO2 27%, biogas akan menyala. (Sastrawan, 2021)
Tim  P2MD  HIMA  K3  UNUSA  menggunakan  instalasi  dengan  tiga  bagian,  yakni  bak  pengaduk, biodigester, dan  bak  sedimentasi.  Reaktor  biogas  yang  digunakan  adalah  reaktor  biogas  dengan  agitator dapat  menghomogenkan  substrat  di  dalam biodigester sehingga  tidak  terbentuk  endapan  di  bagian  bawah biodigester .  Untuk  memastikan  bahwa  kebutuhan  makanan  bakteri  dan  proses  kerjanya  holistik, pembentukan  biogas  umumnya  membutuhkan  waktu  lebih  sedikit  daripada  pembentukan  biogas  di  reaktor tanpa agitator (Munazzirah, 2016). Berdasarkan penelitian tersebut, alat dapat memberikan informasi bahwa
Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Nusantara (JPkMN)                                                                   e-ISSN : 2745 4053 Vol. 4 No.2  Juni 2023  711-720
bahan  campuran  dapat  dihomogenkan  dalam  proses  fermentasi  pembentukan  biogas  tanpa  meninggalkan residu yang mempengaruhi kerja bakteri anaerob. Meskipun demikian, reaktor model ini dapat menghasilkan biogas tanpa waktu tunggu yang lama.

## V. KESIMPULAN
Pengabdian  dilakukan  di  Desa  Madureso,  Mojokerto.  Kegiatan  ini  bertemakan  Pemanfaatan  Limbah Kotoran Sapi Terhadap Pembuatan Biogas dan Pupuk Organik di desa Madureso, Mojokerto. Sasaran pada kegiatan  ini  yakni  Kelompok  Tani  Jaya  yang  beranggotakan  para  petani  dan  peternak.  Sebelum  adanya program  pemanfaatan  limbah  kotoran  sapi,  warga  desa  masih  biasa  membiarkan  kotoran  sapi  menumpuk atau  membakarnya,  warga  desa belum  memahami  cara  pengolahan  limbah  kotoran  sapi  yang  baik.  Setelah dilakukan  program  pemanfaatan  limbah  kotoran  sapi  menjadi  biogas  dan  pupuk  organik,  hampir  seluruh warga  yang  tergabung  dalam  Kelompok  Tani  Jaya  mengetahui  cara  pengolahan  limbah  dari  proses pengisisan hingga pengolahan residu menjadi pupuk. Untuk selanjutnya, perlu dilakukan evaluasi mengenai kendala  atau  perkembangan  sehingga  warga  dapat  mengatasi  permasalahan  limbah  kotoran  sapi  secara mandiri.
Desa Madureso memiliki potensi pemanfaatan limbah kotoran sapi menjadi energi terbarukan. Selain biogas dan pupuk yang bisa digunakan oleh warga, pemanfaatan tersebut juga bisa memiliki nilai ekonomis yang  tinggi.  Pemanfaatan  limbah  kotoran  sapi  bisa  didistribusikan  dan  diperjualbelikan  sehingga  dapat meningkatkan taraf ekonomi masyarakat desa. Pemanfaatan limbah kotoran sapi ini akan sulit dilakukan jika sapi yang tersedia sedikit, karena kotoran yang dihasilkan juga akan relatif sedikit dan membutuhkan waktu yang lama untuk menghasilkan gas yang cukup untuk dibuat biogas. Akses ke lokasi sasaran juga terbatas, jika  lokasi  relatif  jauh,  maka  tekanan  yang  dibutuhkan  gas  untuk  tersalur  juga  akan  relatif  besar,  dan tentunya butuh banyak gas hasil fermentasi untuk melakukannya.
Pengolahan  limbah  kotoran  sapi  sebaiknya  dilakukan  saat  musim  kemarau,  karena  jika  proses pengolahan dilakukan saat musim hujan, maka akan berpotensi menggenang dan akan sulit untuk melakukan proses pengolahan, kecuali jika instalasi merupakan tempat tertutup. Ukuran instalasimenyesuaikan dengan volume kotoran, jumlah sapi, dan volume gas yang diharapkan. Pembangunan instalasi harus strategis, akses untuk  pengangkutan  kotoran  harus  dekat  dengan  sumber  kotoran,  sehingga  tidak  akan  membuang  banyak tenaga dan waktu. Pendistribusian gas juga harus dibuat seefektif mungkin, pilihan penyaluran melalui pipa atau melalui penampungan harus dipertimabangkan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  kami  ucapkan  kepada  Kepala  Dusun  Gogor  dan  Desa  Madureso  beserta perangkatnya,  ibu  –  ibu  PKK  Dusun  Gogor  dan  Desa  Madureso,  Kelompok  Tani  Jaya,  serta  masyarakat Desa  Madureso  karena  telah  berkontribusi  dalam  kegiatan  pengabdian  kepada  masyarakat  ini.  Kami  juga breterima  kasih  kepada  Dikti  Vokasi  yang  telah  mendanai  kegiatan  pemberdayaan  masyarakat  ini  dalam program P2MD. Terima kasih pula, kami sampaikan kepada LPPM Universitas Nahdlatul Ulama Surabaya yang telah mewadahi dan membantu terlaksananya kegiatan pengabdian kepada masyarakat ini dan tak lupa pula kami mengucapkan terimakasih pada Prodi D-IV K3 Universitas Nahdlatul Ulama Surabaya yang terus mendukung kegiatan ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Effendy, S., Syarif, A., Tahdid, Trisnaliani, A. (2018) Biogas Hasil Konversi Limbah Kotoran Sapi Sebagai Bahan Bakar Genset Untuk Menghasilkan Energi Listrik Kapasitas 0,3 kWATT. Seminar Nasional Inovasi dan Aplikasi Teknologi di Industri
Hamri, Hasan, I., Altin, M. Z. (2018) Penerapan Alat Biogas Kotoran Sapi Program Kemitraan Masyarakat Kelompok  Peternak  Sapi  Di  Lanna  Kecamatan  Parangloe  Kabupaten  Gowa. Prosiding  Seminas Hasil Pengabdian (SNP2M), 376-381
Irawan, D., Ridhuan, K. Mafruddin, Riswanto, Juliyanto, J., Saputra, D. (2020) Pemanfaatan Kotoran Sapi Menjadi  Biogas  Sebagai  Bahan  Bakar  Rumah  Tangga  Di  Desa  Astomulyo  Kecamatan  Punggur Kabupaten  Lampung  Tengah. Sinar  Sang  Surya  (Jurnal  Pusat  Pengabdian  Kepada  Masyarakat), 4 (1), 7-16
Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Nusantara (JPkMN)                                                                   e-ISSN : 2745 4053 Vol. 4 No.2  Juni 2023  711-720
Iriani,  P.,  Suprianti,  Y.,  Pudin,  A.  (2018)  Pemanfaatan  Limbah  Ternak  Sapi  Di  Kelompok  Tani  Ternak Sukatinggi-1 Kampung Cisaroni-Lembang. DIFUSI, 1 (1)
Kalsum,  L.,  Zikri,  A.,  Islamiyata,  W.  E.,  Hibatullah,  F.  (2018)  Rancang  Bangun  Dan  Pengujian  Alat Produksi Biogas Dari Kotoran Sapi Dengan Variasi Jumlah Mikroba. Jurnal Kinetika, 9 (2), 31-35 Katjo, M. B., Sutikno.(2020) Pemanfaatan Limbah Pertanian (Jerami Padi) Dan Feses Sapi Menjadi Biogas. Jurnal Teknik Mesin, 9 (1), 27-34
Munazzirah, Iswadi, Ihsan. (2016) Rancang Bangun Reaktor Biogas Dengan Pengaduk. JFT, 3 (1)
Pratiwi, I., Permatasari, R., Homza, O. F. (2019) Pemanfaatan Limbah Kotoran Ternak Sapi Dengan Reaktor Biogas Di Kabupaten Ogan Ilir. IKRAITH-ABDIMAS, 2(3)
Putra,  G.  M.  D.,  Abdullah,  S.  H.,  Priyati,  A.,  Setiawati,  D.  A.,  Muttalib,  S.  A.  (2017)  Rancang  Bangun Reaktor Biogas Tipe Portable Dari Limbah Kotoran Ternak Sapi. Jurnal Ilmiah Rekayasa Pertanian dan Biosistem, 5 (1)
Putra,  L.  E.  S.,  Sari,  K.  E.,  Meidiana.  C.  (2020)  Pemanfaatan  Limbah  Kotoran  Ternak  Menjadi  Energi Alternatif Biogas Skala Rumah Tangga. Planning for Urban Region and Environment, 9 (2)
Santoso,  B.,  Warsono.  I.  U.,  Seseray,  D.  Y.,  Purwaningsih.  (2020)  Pemanfaatan  Kotoran  Sapi  Sebagai Sumber  Energi  Biogas  di  Kabupaten  Teluk  Bintuni  Provinsi  Papua  Barat. Jurnal  Pengabdian Kepada Masyarakat, 26 (3)
Saputro,  D.  S.,  Wijaya  B.  R.,  Wijayanti,  Y.  (2014)  Pengelolaan  Limbah  Peternakan  Sapi  Untuk Meningkatkan Kapasitas Produksi Pada Kelompok Ternak Patra Sutera. Rekayasa, 12 (2)
Sastrawan, S., Ridhana, F., Erita, Pitriyanto, N. (2021) Teknik Pengolahan Limbah Kotoran Sapi Bali Untuk Pembuatan Biogas Di Kampung Paya Tungel Kecamatan Jagong Jeget. Jurnal Ilmu Peternakan dan Veteriner (JIPVET), 3 (2), 30-40
Sulistiyanto,  Y.,  Susutiyah.,  Zubaidah,  S.,  Satata,  B.  (2016)  Pemanfaatan  Kotoran  Sapi  Sebagai  Sumber Biogas  Rumah  tangga  di  Kabupaten  Pulang  Pisau  Provinsi  Kalimantan  Tengah. Jurnal  Udayana Mengabdi, 15 (2)
Sunaryo.  (2014)  Rancangan  Bangun  Reaktor  Biogas  Untuk  Pemanfaatan  Limbah  Kotoran  Ternak  Sapi  Di Desa Limbangan Kabupaten Banjarnegara. Jurnal PPKM UNSIQ 21-30
Wardhana, L. A., Lukman, N., Mukmin., Sahbandi, M., Bakti, M. S., Amalia, D. W., Wulandari, N. P. A., Sarri, D. A., & Nababan, C. S. (2021) Pemanfaatan Limbah Organik (Kotoran Sapi) Menjadi Biogas dan Pupuk Kompos. Jurnal Pengabdian Magister Pendidikan IPA , 4(1)