## PELATIHAN PEMBUATAN BIOGAS DARI LIMBAH RUMAH MAKAN DAN TINJA
Novirina Hendrasarie * , Edison RP Teknik Lingkungan, UPN “Veteran” Jawa Timur Jl. Raya Rungkut Madya Gunung Anyar, Surabaya.
* Email: novirina@upnjatim.ac.id

## Abstrak
Biogas  dapat  dijadikan  sebagai  salah  satu  bentuk  energi  alternatif  yang  dapat  diterapkan kepada  masyarakat  sebagai  bentuk  efisiensi  penggunaan  bahan  bakar  minyak  ataupun  gas dalam keperluan rumah tangga. Bahan bakunya diambil dari bahan yang mudah didapat dan sudah tidak dapat dipakai lagi, tetapi dapat di recycle menjadi biogas yang sangat bermanfaat bagi  masyarakat.    Salah  satu  bahan  yang  melimpah,  murah  dan  mudah  didapat  dalam kehidupan  sehari-hari  adalah  limbah  sisa  makanan  maupun  tinja.  Kedua  bahan  tersebut merupakan  limbah  organik  yang  dapat  dimanfaatkan  menjadi  biogas.  Desa  Penataran,  mata pencaharian  masyarakatnya  adalah  bertani,  dengan  bahan  baku  biogas  yang  melimpah  di daerahnya,  maka  berpotensi  sebagai  penghasil  biogas.    Pelatihan  pembuatan  biogas  di  desa Penataran,  Kecamatan  Nglegok,  Kabupaten  Blitar,  ini  bertujuan  memberikan  bekal  kepada masyarakat, tentang pemanfaatan limbah yang sehari-hari ada di sekitar kita, menjadi biogas. Tujuan dari pengabdian kepada masyarakat ini adalah memberikan gambaran berupa metode pembuatan  biogas,  bahannya  yang  berasal  dari  limbah  yang  bisa  ditemui  sehari-hari, sehingga    dapat  dimanfaatkan  sebagai  alternatif  bahan  bakar  dan  penerangan.  Generator listrik  bisa  memanfaatkan  energi  yang  bersumber  dari  biogas  Metode  dalam  pelaksanaan pengabdian ini adalah ceramah dan pengaplikasian teknik pembuatan secara langsung. Hasil yang dicapai dari kegiatan ini adalah modul pembuatan biogas berbahan dasar limbah  yang mudah  ditemui  sehari-hari.  Penggunaan  peralatan  untuk  pembuatan  biogas,  terbuat  dari peralatan sehari-hari yang mudah untuk didapatkan.
Kata kunci : biogas, limbah rumah makan, tinja sapi, tinja manusia, gas metan

## PENDAHULUAN
Biogas  dapat  dijadikan  sebagai  salah  satu  bentuk  energi  alternatif  yang  dapat  diterapkan kepada  masyarakat  sebagai  bentuk  efisiensi  penggunaan  bahan  bakar  minyak  ataupun  gas  dalam keperluan rumah tangga. Biogas adalah suatu gas yang mudah terbakar yang dihasilkan dari proses penguraian  senyawa  –  senyawa  organik  dalam  biomassa  sebagai  hasil  aktivitas  mikroorganisme (fermentasi) dalam kondisi anaerobik. Kandungan biogas pada umumnya yaitu CH 4 : 40-70%, CO 2 : 30-45%, dan sisanya H 2 S serta gas lainnya (Iriani & Heryadi, 2014; Hendrasarie, 2020). Limbah sisa makanan dari rumah makan atau restoran merupakan jenis limbah organik yang terdiri dari nasi, sayuran, daging, dan ikan dari sisa makanan para konsumen yang sudah dibuang. Jika tidak dilakukan proses pengolahan ataupun pemanfaatan maka akan menyebabkan pencemaran di  lingkungan  sekitar  dan  akan  menimbulkan  bau  tidak  sedap  akibat  proses  pembusukan  bahan organik oleh bakteri. Salah satu pemanfaatan yang dapat dilakukan dari limbah rumah makan atau restoran adalah dengan menjadikannya sebagai bahan campuran pembuatan biogas.
Dalam  pembentukannya,  biogas  dipengaruhi  oleh  rasio  C/N  =  20  –  30%,  pH,  suhu  dan keadaan  di  dalam  digester  (Saputro, et  al .,  2009).  Secara  umum  penerapan  biogas  banyak menggunakan limbah dari peternakan sapi yang berupa tinja sapi sebagai bahan utamanya. Namun, untuk  penerapan  di  daerah  perkotaan  sangat  sulit  sekali  mengingat  minimnya  lahan  yang  dapat digunakan untuk peternakan. Karena itu, kotoran manusia dapat dijadikan sebagai alternatif bahan utama dalam pembentukan biogas pada daerah perkotaan (Restu, 2013)
Kotoran  manusia  atau biasa  disebut  ( human excreta) dapat  digunakan  sebagai  bahan  utama dalam  pembentukan  biogas,  kotoran  manusia  juga  memiliki  potensi  dalam  menghasilkan  biogas seperti  kotoran  sapi  karena  sama  –  sama  berasal  dari  proses  penguraian  dalam gastrointestinal (Benito et al ., 2012 dan Dioha et al ., 2013).
Kandungan unsur yang berperan penting dalam menentukan kualitas produksi biogas adalah gas metan (CH 4 ) dan gas karbon dioksida (CO 2 ). Salah satu metode untuk mengatasi permasalahan
tingginya  kandungan  gas  karbon  dioksida  (CO 2 )  yang  dihasilkan  oleh  biogas,  dapat  dilakukan proses  adsorpsi  salah  satunya.  Adsorpsi  merupakan  fenomena  fisik  yang  terjadi  saat  molekul- molekul  cair  atau  gas  berkontak  dengan  suatu  permukaan  padatan  dan  sebagian  molekul-molekul mengalami  pengembunan  pada  permukaan  padatan  tersebut  (Iriani  &  Heryadi,  2014).  Salah  satu adsorben padat yang dapat digunakan dalam memurnikan metana dalam biogas adalah karbon aktif.
Limbah rumah  makan merupakan limbah atau sampah  yang berasal dari aktivitas didalam rumah  makan,  baik  dari  proses  produksi  makanan  maupun  sisa  dari  para  konsumen  yang  sudah tidak  bisa  dipergunakan  kembali  dan  memang  harus  dibuang  seperti,  tangkai  sayuran,  sisa daging,  dan  nasi  yang  tidak  dimakan.  Limbah  rumah  makan  menghasilkan  jumlah  limbah  yang sangat banyak dan akan berdampak pada timbulnya bau (Santoso, 2010).
Tabel 1: Komposisi Elemen Dan Kandungan VS dari Limbah Rumah Makan
Jenis Limbah C H O N VS (%TS) Nasi 40,9 7,5 50 1,6 99 Daging 43,4 8,4 27,7 10,5 97 Sayuran 39,9 5,4 50,6 4,1 84 Campuran Makanan 51,2 7,8 37,8 3,2 95
Sumber : Santoso, 2010
Kotoran  sapi  merupakan  limbah  perternakan  yang  merupakan  buangan  dari  usaha perternakan  sapi  yang  bersifat  padat  dan  dalam  pembuangannya  sering  bercampur  dengan  urine dan gas seperti metana dan ammonia (Wiratmana, 2012 dan Luhur & Putu, 2017).
Tabel 2: Kandungan Kotoran Sapi Komponen (dalam Berat Kering) Kandungan Total solid 156 mg/l Volatile solid 32,5 mg/l NH 3 -N 680 mg/l Kadar air 41,2% ph 7,1-7,4
Tinja manusia adalah bahan buangan yang dikeluarkan dari tubuh manusia maupun hewan melalui  anus  sebagai  sisa  dari  proses  pencernaan  makanan  di  sepanjang  saluran  pencernaan. Dalam pengaplikasian pembentukan biogas, tinja tidak memerlukan proses penanaman inokulum ( starter )  karena  sifatnya  hampir  sama  seperti  kotoran  sapi  yang  berasal  dari  pencernaan  pada gastrointestinal,  sehingga  banyak  mengandung  bakteri  anaerobik  yang  dapat  membantu  dalam proses pembentukan biogas (Astuti, 2013 dan Hamidi, 2011).

## Tabel 3: Kandungan Tinja Manusia
Komponen (dalam Berat Kering) Kandungan Massa kering 216 g/kg (berat basah) Total Nitrogen 11 g/kg (berat basah) Tota Fosfor 4 g/kg (berat basah) Potassium 8 g/kg (berat basah) Kadar air 78% pH 7-9

## METODE
Langkah  awal  kegiatan  pengabdian  kepada  masyarakat  ini  adalah  pengumpulan  bahan  dan peralatan yang dibutuhkan untuk pembuatan biogas.
Bahan yang dibutuhkan , l imbah rumah makan, limbah tinja yang digunakan adalah tinja sapi yang  diambil  dari  peternakan  sapi  warga  desa,  tinja  manusia,  galon  air  mineral  volume  6  L,  pipa paralon 2.5 inchi, selang karet dengan panjang 5 meter, Pressure gauge, Cat warna hitam 2 liter. Adapun peralatan  yang digunakan,  gergaji, imbangan, gelas ukur. Volume reaktor biogas 6 L.  kemudian  dilakukan  caampuran  substrat,  yang  terdiri  dari  limbah  dari  rumah  makan  (LRM), limbah  tinja  sapi  (LTS)  dan  limbah  tinja  manusia  (LTM),  dengan  rasio  berat  masing-masing LRM+LTM:  20%:80%,  40%:60%,  60%:40%,  80%:20%,  (LRM+LTS):  20%:80%,  40%:60%, 60%:40%, 80%:20%

## Desain Reaktor

## Gambar 4: Desain Reaktor
Prosedur  Kerjanya,  mencampurkan  substrat  dengan  air  secukupnya,  dengan  sebelumnya limbah nasi dari rumah makan dilumatkan terlebih dahulu. Selanjutnya membuat campuran substrat limbah  nasi  dan  tinja  manusia,  limbah  nasi  dan  tinja  sapi  dengan  rasio  perbandingan  %berat masing-masing: 20%:80%, 40%:60%, 60%:40%, 80%:20%. Volume substrat yang digunakan 5 L (80% dari volume reaktor).   Substrat dari tiap jenis dan campuran substrat dengan berat total 5 kg dimasukkan  kedalam  galon  dengan  volume  masing-masing  5  L  (80%  dari  volume  reaktor) kemudian  diaduk  hingga  homogen.  Dipasang  selotip  pipa  pada  bagian  ujung  tutup  untuk menghindari  adanya  kebocoran  dan  tutup  dengan  penutup.  Reaktor  yang  telah  tertutup  dibiarkan selama 40 hari, biogas siap dimanfaatkan
Gambar 2.  Pembuatan Substrat Biogas, (a) Substran tinja sapi, (b) limbah rumah makan,

## Pelaksanaan
Kegiatan penyuluhan di desa Penataran, kecamatan Nglegok, Kabupaten Blitar dilaksanakan pada bulan Juli 2020. Pelatihan ini diikuti oleh ibu-ibu rumah tangga dan para remajanya, sejumlah 40 peserta. Materi Biogas diberikan dalam waktu 1 hari, selanjutnya dalam 40 hari berikutnya, tim dibantu  oleh  mahasiswa  membimbing  warga  secara  langsung    membuat  biogas,  hingga menhasilkan biogas dan cara penerapannya.  Berikut dokumentasi saat pelatihan di desa Penataran, Kecamatan Nglegok, Kabupaten Blitar, yang dihadiri oleh Kepala desa setempat.
Gambar 3. Pelatihan di desa Penataran (a) Saat Pemaparan Pelatihan, (b) Kehadiran Kepala Desa Penataran

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Mayoritas  para  penduduk  desa  Penataran,  kecamatan  Nglegok,  Kabupaten  Blitar, masyarakatnya  adalah  bertani.  Dengan  demikian  melatarbelakangi  pembuatan  biogas  di  desa penataran ini akan berjalan dengan baik, karena bahan baku yang dibutuhkan tersedia,
Pembuatan  biogas  dalam  penelitian  ini  menggunakan  substrat  yang  berasal  dari  limbah rumah  makan,  limbah  tinja  sapi,  dan  limbah  tinja  manusia  yang  dapat  mencemari  lingkungan sekitar  akan  tetapi  memiliki  potensi  untuk  dimanfaatkan  menjadi  pengganti  energi  yang  berupa biogas. Pemilihan bahan baku ini merujuk dari penelitian sebelumnya yang sudah berjalan dengan baik. (Hamidi,2011; Suprianofa, 2016 dan Wicaksana, 2016).  Pada Tabel 4, informasi rasio C/N pada pembuatan biogas yang dapat diaplikasikan oleh masyarakat. Masyarakat dapat memilih rasio mana yang sesuai dengan daerah dan kebutuhannya masing-masing, sehingga pembuatan biogas ini tidak membebani masyarakan desa
Tabel 4: Rasio C/N Campuran Bahan Substrat
Bahan % Berat Rasio C/N LRM+LT M 20 80 24,46 40 60 26,59 60 40 29,89 80 20 32,57 LRM+LTS 20 80 28,27 40 60 30,08 60 40 31,81 80 20 33,27 Sumber, Data Primer 2020
Masyarakat  antusias  menentukan  sendiri  komposisi  pembuatan  biogasnya  masing-masing, sesuai ketersediaan limbah mereka. Pelatihan ini dipraktekkan selam 40 hari, sehingga masyarakat dapat melihat sendiri hasil biogas yang dibuatnya. Hasil biogas dari alternatif campuran pada Tabel
4,  dapat  dilihat  pada  Gambar  2,  Hasil  Biogas  dari  limbah  campuran  tinja,  manusia  dan  rumah makan.
Gambar  4: Grafik  Hubungan  Rasio  C/N  (%)  Campuran  Substrat  Dengan  Kandungan Gas Methan (CH 4 ) (%) Terhadap Waktu Fermentasi
Pada Gambar  2 dapat  dilihat  bahwa  pada  tiap  nilai  rasio  C/N  pada  campuran  substrat, kandungan gas metana (CH 4 ) yang dihasilkan mengalami kenaikan pada waktu fermentasi dari hari ke-4  hingga  hari  ke-40.  Pencampuran  substrat  sangat  baik  untuk  manghasilkan  rasio  C/N  yang seimbang antara makronutrien dan mikronutrien yang diperlukan untuk proses pembentukan biogas agar stabil (Zulkarnaen, 2018 dan Ramli et al ., 2019).
Pada campuran substrat antara limbah rumah makan (LRM) dengan limbah tinja sapi (LTS) pada prosen berat : 40 : 60%,  dengan nilai rasio C/N sebesar 30,08% menghasilkan kandungan gas metan (CH 4 ) terbesar dengan nilai 121,10% pada hari ke-40. Hal ini dikarenakan kandungan nutrisi pada campuran dari limbah rumah makan (LRM) dan limbah tinja sapi (LTS) sangatlah seimbang, karena  dari  limbah  tinja  sapi  (LTS)  sendiri  sudah  menghasilkan  banyak  bakteri  penghasil  metan, sedangkan  limbah  rumah  makan  (LRM)  dijadikan  sebagai  asupan  nutrisi  bagi  bakteri  penghasil metan  karena  banyak  mengandung  unsur  karbon  (C)  sebagai  makanan  utama  pada  bakteri  yang sangat penting untuk beraktivitas (Anggraini et al ., 2012 dan Kusumastuti, 2014). Hasil kandungan gas metan (CH 4 ) terendah dihasilkan pada campuran substrat antara limbah rumah  makan (LRM) dengan limbah tinja manusia (LTM) yang memiliki nilai rasio C/N 25,46% dengan  nilai  kandungan  metan  (CH 4 )  sebesar  47,80%.  Hal  ini  disebabkan  oleh  waktu  fermentasi pada  pembuatan  biogas  masih  terlalu  singkat  karena  bakteri  penghasil  metan  pada  campuran substrat  masih  terbilang  sedikit  karena  masih  berada  dalam  tahapan  penyesuaian  dengan  keadaan didalam substrat (Bakar, 2012; Clinton, 2015 dan Andriani, 2015).

## Gambar 5.  Hasil Pemrosesan Biogas, Dengan Uji Nyala Api
Pada  dasarnya,  komposisi  yang  digunakan  dalam  pembuatan  biogas  ini,  dipilih  rasio pencampuran  yang  dalam  penelitian  sebelumnya  memiliki  prosentase  berat  yang  optimal  dalam menghasilkan  gas  methan.  Sehingga  hasil  gas  methan  yang  didapat,  tidak  terlalu  jauh  selisihnya.
Sehingga  prosentasi  berat  campuran  yang  ada  dalam  pelatihan  ini,  dapat  digunakan  sebagai alternatif pembuatan biogas.

## KESIMPULAN
Kondisi saat pembuatan biogas di desa Penataran,  belum pernah ada.. Dengan pelatihan atau penyuluhan  pembuatan  biogas  dari  limbah  sehari-hari,    semakin  membuka  wawasan  masyarakat setempat. Desa Penataran, berpotensi sebagai penghasil biogas, karena bahan utama biogas seperti kotoran sapi sangat melimpah disesa tersebut, sehingga potensial untuk dikembangkan.

## DAFTAR PUSTAKA
Abubakar, B., & Ismail, N. 2012. Anaerobic digestion of cow dung for biogas production. ARPN journal of engineering and applied sciences, 7 (2), 169-172.
Andriani,  D.,  Wresta,  A.,  Saepudin,  A.,  &  Prawara,  B.  2015.  A  review  of  recycling  of  human excreta to energy through biogas generation: Indonesia case. Energy Procedia, 68 , 219-225. Anggraini,  D.,  Pertiwi,  M.  B.,  &  Bahrin,  D.  2012.  Pengaruh  Jenis  Sampah,  Komposisi  Masukan dan Waktu Tinggal Terhadap Komposisi Biogas dari Sampah Organik. Jurnal Teknik Kimia, 18 (1).
Astuti,  N.  2013. Potensi  Eceng  Gondok  (Eichhornia  crassipes  (Mart.)  Solms)  Rawapening  untuk Biogas dengan Variasi Campuran Kotoran Sapi. Program Magister Ilmu Lingkungan. Benito, T., Hidayati, Y. A., Rusdi, U. D., & Marlina, E. T. 2012. Deteksi Jumlah Bakteri Total dan Coliform  pada  Sludge  dari  Proses  Pembentukan  Biogas  Campuran  Feses  Sapi  Potong  dan Feses Kuda. Jurnal Ilmiah Ilmu-Ilmu Peternakan , 269-272.
Clinton, D., & Herlina, N. 2015. Pengaruh Waktu Fermentasi dan Komposisi Limbah Kulit  Buah Aren  (Arenga  pinnata)  dengan  Starter  Kotoran  Sapi  Terhadap  Biogas  yang  Dihasilkan. Jurnal Teknik Kimia USU , 4 (3).
Dioha, I. J., Ikeme, C. H., Nafi’u, T., Soba, N. I., & Yusuf, M. B. S. 2013. Effect  of carbon to nitrogen  ratio  on  biogas  production. Internationa  Research  Journal  of  Natural  Sciences , 1 (3), 1-10.
Hamidi, N., Wardana, I. N. G., & Widhiyanuriyawan, D. 2011. Peningkatan Kualitas Bahan Bakar Biogas Melalui Proses Pemurnian Dengan Zeolit Alam. Rekayasa Mesin, 2 (3), 227-231.
Hendrasarie,  N.  &  Mahendra,  D.A.,  2020,  Pemanfaatan  Sampah  Sayur  Dari  Pasar  Tradisional Untuk Produksi Bioetanol, Serambi Engineering, 5 (3), 1115-1122
Iriani,  P.,  &  Heryadi,  A.  2014.  Pemurnian  Biogas  Melalui  Kolom  Beradsorben  Karbon  Aktif.
SIGMA-Mu, 6 (2), 36-42.
Kusumastuti, R. 2014. Analisis Pengaruh Ukuran Butir Karbon Aktif Terhadap Adsorpsi Gas N2 Dan  O2  Pada  Kondisi  Kriogenik. Sigma  Epsilon-Buletin  Ilmiah  Teknologi  Keselamatan Reaktor Nuklir , 17 (2).
Luhur,  A.,  &  Putu,  W.  2017.  Pembuatan  Energi  Alternatif  Dengan  Campuran Sludge (Lumpur) Dan Kotoran Sapi.
Ramli, R., Suryanto, A., & Yani, S. 2019. Adsorpsi Gas CO2 Menggunakan Kapur Tohor, Arang Aktif  Dan  Zeolit  Pada  Kendaraan  Bermotor  Roda  Dua. Journal  of  Chemical  Process Engineering , 4 (1), 7-12.
Restu,  M.  2013. Pemanfaatan  Limbah  Kulit  Pisang  Sebagai  Karbon  Aktif. (S1),  Universitas Pembanguna  Nasional Jawa Timur.
Santoso, A. A. 2010. Produksi Biogas Dari Limbah Rumah Makan Melalui Peningkatan Suhu dan Penambahan Urea Pada Perombakan Anaerob. Universitas Sebelas Maret. Saputro,  H.  A.  2015. Pengaruh  Persentase  Volume  Starter  Dan  Waktu  Fermentasi  Pada  POME Terhadap  Kuantitas  Biogas  Menggunakan  Digester  Balok  Sistem  Batch. Politeknik  Negeri Sriwijaya.
Suprianofa,  C.  2016. Pembuatan  Karbon  Aktif  Dari  Kulit  Durian  Sebagai  Adsorben  Zat  Warna Dari Limbag Cair Tenun Songket Dengan Aktivasi KOH. Politeknik Negeri Sriwijaya. Wicaksana,  A.  2016. Pengaruh  Penggunaan  Karbon  Aktif  Pada  Saluran  Buang  Terhadap  Emisi Gas Buang Sepeda Motor. Universitas Negeri Semarang.
Wiratmana, I. P. A., Sukadana, I. G. K., & Tenaya, I. G. N. P. 2012. Studi eksperimental pengaruh variasi  bahan  kering  terhadap  produksi  dan  nilai  kalor  biogas  kotoran  sapi. Jurnal  Energi dan Manufaktur, 5 (1).
Zulkarnaen, I. R., & Zulkarnaen, I. R. 2018. Pengaruh Rasio Karbon Dan Nitrogen (C/N Rasio) Pada Kotoran Sapi Terhadap Produksi Biogas Dari Proses Anaerob (Doctoral dissertation, Universitas Mataram