BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Beberapa tahun terakhir ini energi merupakan persoalan yang krusial di

dunia. Permintaan energi yang meningkat disebabkan oleh pertumbuhan populasi

penduduk, menipisnya sumber cadangan minyak dunia, dan permasalahan emisi

dari bahan bakar fosil memberikan tekanan kepada setiap negara untuk segera

memproduksi dan menggunakan energi alternatif (Pambudi, 2008).

Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar minyak,

pemerintah telah menerbitkan Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 5

Tahun 2006 tentang kebijakan energi nasional untuk mengembangkan sumber

energi alternatif sebagai pengganti bahan bakar minyak. Kebijakan tersebut

menekankan pada sumber daya yang dapat diperbaharui sebagai alternatif

pengganti bahan bakar minyak. Salah satu sumber energi alternatif adalah biogas

(Pambudi, 2008).

Pembuatan biogas merupakan teknologi yang mudah dan sederhana.

Biogas merupakan salah satu sumber energi atau bahan bakar berupa gas yang

mudah terbakar dan murah. Sifat dari biogas ini adalah bersih, tidak berbau, tidak

larut dalam air, dan tidak reaktif. Biogas dihasilkan apabila bahan-bahan organik

terdegradasi dari senyawa-senyawa pembentuknya dalam keadaan tanpa oksigen

atau kondisi anaerob (Firdaus, 2005). Biogas mengandung gas metan sebesar 50-

80% dan karbondioksida sebesar 20-50%. Biogas akan menghasilkan energi

1

ketika dilakukan pembakaran. Energi ini dapat dimanfaatkan untuk memasak,

menjalankan mesin-mesin pembakaran, alat penerangan, dan lain-lain

(Nandiyanto, 2007).

Pada umumnya semua jenis bahan organik dapat diproses untuk

menghasilkan biogas. Tetapi hanya bahan organik yang homogen, baik padat

maupun cair yang cocok untuk sistem biogas sederhana (Hermawan, 2005).

Bahan organik yang dapat dijadikan sebagai bahan baku biogas diantaranya

adalah limbah pertanian, sampah pasar, daun-daunan, kotoran hewan yang berasal

dari sapi, kambing, kuda, dan lain-lain, bahkan kotoran manusia atau

campurannya, atau bahan lain yang mengandung bahan organik (Hidayati, 1999).

Masalah sampah memang sangat kompleks karena penanggulangannya

melibatkan beberapa aspek yang bukan hanya tanggung jawab pemerintah

melainkan partisipasi masyarakat juga sangat diperlukan. Tumpukan sampah kota

yang menggunung dengan bau yang sangat menusuk hidung merupakan

pandangan yang tidak terpisahkan dari lingkungan pasar tradisional. Sampah

merupakan bagian realita hidup yang harus dihadapi. Hal yang perlu

dikembangkan dalam setiap individu masyarakat adalah mencari solusi bagaimana

cara menjadikan sampah sebagai objek yang memberikan manfaat bagi manusia

dan lingkungannya (Farid, 2005).

Bila kita melihat dari segi komposisi kandungan sampah, ternyata sampah

memiliki potensi yang luar biasa untuk dikelola. Kandungan materi dan komposisi

sampah terdiri dari sejumlah mikroorganisme bermanfaat, bahan organik dan

2

anorganik. Salah satu solusi yang dapat menangani masalah sampah tersebut

adalah dengan cara mengubah sampah menjadi sumber biogas.

Proses pembuatan biogas melalui biokonversi energi yang dibantu oleh

mikroorganisme bakteri pembusuk dan bakteri penghasil metan. Dalam proses

pembuatan biogas ini menggunakan dua tahap proses fermentasi, yaitu fermentasi

aerob dan fermentasi anaerob. Dalam proses fermentasi aerob akan dihasilkan

asam-asam organik seperti asam asetat dan energi yang akan digunakan oleh

bakteri metanogen pada proses anaerob sehingga menghasilkan gas metan lebih

cepat.

Sebelum proses fermentasi aerob dilakukan, salah satu sampel yang

digunakan ditambahkan bioaktivator Effective Microorganism 4 (EM4).

Kandungan mikroba dalam EM4 sangat efektif digunakan untuk limbah rumah

tangga, limbah pasar, limbah pabrik, dan lain-lain. Manfaat dari bioaktivator ini

diantaranya adalah mempercepat proses fermentasi limbah organik, menurunkan

kadar COD, menekan bau yang tidak sedap (H2S dan NH3), menekan

perkembangan mikroorganisme patogen, dan sebagainya (Hanifah, 2001).

Penambahan bioaktivator ini bertujuan untuk mempercepat

pendegradasian bahan baku. Menurut Ginting (2007), penambahan bioaktivator

biasanya dilakukan pada awal pengomposan untuk merangsang perkembangan

mikroorganisme tersebut dalam menguraikan bahan organik. Laju pembentukan

biogas dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah suhu dan rasio

C/N. Hermawan (2005) mendapatkan kondisi optimum pembuatan biogas dari

3

sampah organik sayur-sayuran dan buah-buahan adalah pada suhu 35°C dan rasio

C/N 20-30.

1.2. Rumusan Masalah

· Berapa suhu dan rasio C/N yang menghasilkan produksi biogas terbaik?

· Bagaimana pengaruh penambahan bioaktivator EM4 terhadap produksi

biogas?

1.3. Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui hasil

produksi biogas pada suhu 25°C, 30°C, dan 35°C dan rasio C/N 25, 30, dan 35

serta penambahan bioaktivator EM4.

1.4. Tujuan Penelitian

· Mengetahui suhu dan rasio C/N yang dapat menghasilkan produksi biogas

terbaik dari sampah buah-buahan.

· Mengetahui pengaruh penambahan bioaktivator EM4 terhadap produksi

biogas dari sampah buah-buahan.

1.5. Hipotesis

· Kondisi terbaik dalam memproduksi biogas dari sampah buah-buahan

terjadi pada suhu 35°C dan rasio C/N 30.

4

· Penambahan bioaktivator EM4 dapat meningkatkan produksi biogas dari

sampah buah-buahan.

1.6. Manfaat Penelitian

· Dapat mengetahui suhu dan rasio C/N yang menghasilkan produksi

biogas terbaik sehingga proses produksi dapat lebih efisien dan hemat.

· Dapat mengetahui fungsi penambahan bioaktivator EM4 dalam produksi

biogas.

· Dapat memberikan informasi mengenai proses pembuatan biogas dengan

menggunakan fermentasi aerob dan anaerob.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Biogas

Biogas atau sering disebut pula gas bio merupakan gas yang timbul jika

bahan-bahan organik, seperti kotoran ternak, kotoran manusia, atau sampah

direndam dalam air dan disimpan di dalam tempat tertutup atau anaerob (tanpa

oksigen dari udara). Biogas ini sebenarnya dapat pula terjadi pada kondisi alami.

Namun, untuk mempercepat dan menampung gas ini, diperlukan alat yang

memenuhi syarat terjadinya gas tersebut (Setiawan, 1996).

Jika kotoran ternak yang telah dicampur air atau isian (slurry) dimasukan

ke dalam alat pembuat biogas maka akan terjadi proses pembusukan yang terdiri

dari dua tahap, yaitu proses aerob dan proses anaerob. Pada proses yang pertama

diperlukan oksigen dan hasil prosesnya berupa karbondioksida (CO2). Proses ini

berakhir setelah oksigen di dalam alat ini habis. Selanjutnya proses pembusukan

berlanjut dengan tahap kedua (proses anaerob). Pada proses yang kedua inilah

biogas dihasilkan. Dengan demikian, untuk menjamin terjadinya biogas, alat ini

harus tertutup rapat dan tidak berhubungan dengan udara luar sehingga tercipta

kondisi hampa udara (Setiawan, 1996).

Secara ilmiah, biogas yang dihasilkan dari sampah organik adalah gas

yang mudah terbakar. Gas ini dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan

organik oleh bakteri anaerob. Umumnya, semua jenis bahan organik dapat

6

diproses menghasilkan biogas. Menurut Hermawan (2005) komposisi senyawa

penyusun biogas adalah sebagai berikut :

Tabel 1. Komposisi senyawa penyusun biogas

Komponen Konsentrasi (%)

Metana (CH4)

Karbon dioksida (CO2)

Nitrogen (N2)

Hidrogen (H2)

Hidrogen Sulfida (H2S)

Oksigen (O2)

55-75

25-45

0-0,3

1-5

0-3

0,1-0,5

Pada dasarnya efisiensi produksi biogas sangat dipengaruhi oleh berbagai

faktor, meliputi suhu, derajat keasaman (pH), nutrisi (nisbah karbon dan nitrogen),

dan lain-lain. Kondisi optimum proses produksi biogas sebagai berikut :

Tabel 2. Kondisi optimum produksi biogas

Parameter Kondisi Optimum

Suhu

Derajat Keasaman

Nutrient Utama

Nisbah Karbon dan Nitrogen

Sulfida

Logam-logam Berat Terlarut

Sodium

Kalsium

Magnesium

Ammonia

35°C

7-7,2

Karbon dan Nitrogen

20/1 sampai 30/1

< 200 mg/L

< 1 mg/L

< 5000 mg/L

< 2000 mg/L

< 1200 mg/L

< 1700 mg/L

Sumber : Beni Hermawan (2005)

7

Teknologi biogas merupakan sebuah cara konversi limbah melalui proses

anaerobic digestion yang memiliki beberapa keuntungan (Pambudi, 2008),

diantaranya yaitu :

· Energi biogas dapat berfungsi sebagai energi pengganti bahan bakar fosil

sehingga dapat mengurangi ketergantungan bahan bakar minyak (BBM).

· Biogas tidak hanya menghasilkan gas metan sebagai penyuplai energi,

tetapi juga menghasilkan sludge yang sangat baik untuk digunakan sebagai

pupuk (Sahidu, 1983).

· Energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

seperti memasak, penerangan, dan lain-lain (Sasse, 1992).

· Limbah berupa sampah, kotoran hewan dan manusia merupakan material

yang tidak bermanfaat bahkan dapat mengakibatkan racun yang sangat

berbahaya. Aplikasi teknologi biogas akan meminimalkan efek tersebut

dan meningkatkan nilai manfaat dari limbah.

2.2.Sejarah Perkembangan Biogas

Sejarah penemuan proses anaerobic digestion untuk menghasilkan biogas

tersebar di benua Eropa. Kebudayaan Mesir, China, dan Roma Kuno diketahui

telah memanfaatkan gas alam ini untuk menghasilkan panas. Penemuan ilmiah

Volta terhadap gas yang dikeluarkan di rawa-rawa terjadi pada tahun 1770. Volta

(1976) juga merupakan orang pertama yang mengaitkan gas bakar ini dengan

proses pembusukan bahan sayuran. Sedangkan William Henry pada tahun 1806

mengidentifikasikan gas yang dapat terbakar tersebut sebagai metan. Becham

8

(1868), memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan metan. Tahun 1884

Pasteur melakukan penelitian tentang biogas menggunakan kotoran hewan. Era

penelitian Pasteur menjadi landasan untuk penelitian biogas hingga saat ini

(Pambudi, 2008).

Pada akhir abad ke-19 ada beberapa riset dalam bidang ini dilakukan.

Jerman dan Prancis melakukan riset pada masa antara dua perang dunia dan

beberapa unit pembangkit biogas dengan memanfaatkan limbah pertanian. Selama

Perang Dunia II banyak petani Inggris dan benua Eropa yang membuat digester

kecil untuk menghasilkan biogas yang digunakan untuk menggerakan traktor.

Karena harga BBM semakin murah dan mudah diperoleh, pada tahun 1900-an

pemakaian biogas di Eropa ditinggalkan. Namun di negara-negara berkembang

kebutuhan akan sumber energi yang murah selalu tersedia dan selalu ada

(Nurcahyo, 2007).

Kegiatan produksi biogas di India telah dilakukan semenjak abad ke-19,

alat pencerna anaerob dibangun pada tahun 1900 (Rahman, 2005). Negara

berkembang lainnya seperti, China, Filipina, Korea, Taiwan, dan Papua Nugini,

telah melakukan beberapa riset dan pengembangan alat pembangkit biogas dengan

prinsip yang sama, yaitu menciptakan alat kedap udara dengan bagian-bagian

pokok terdiri dari alat pencerna (digester), lubang pemasukan bahan baku, dan

pengeluaran lumpur sisa hasil pencernaan (slurry), dan pipa penyaluran biogas

yang terbentuk. Dengan teknologi tertentu, gas metan dapat dipergunakan untuk

menggerakan turbin yang menghasilkan energi listrik, traktor, dan mobil. Secara

9

sederhana, gas metan dapat digunakan untuk keperluan memasak dan penerangan

gas sebagaimana halnya elpiji (Nurcahyo, 2007).

2.3. Bahan Baku Biogas

Biogas merupakan salah satu sumber energi alternatif yang berkembang

pesat dalam dasawarsa terakhir. Teknologi pembuatan biogas memanfaatkan

kotoran organik, baik kotoran hewan maupun sampah sayuran dan tumbuhan

dengan memanfaatkan bakteri anaerob yang terdapat dalam kotoran tersebut untuk

proses fermentasi yang menghasilkan gas metan (Firdaus, 2005). Pada umumnya

semua jenis bahan organik dapat diproses menghasilkan biogas. Tetapi hanya

bahan organik homogen, baik padat maupun cair yang cocok untuk sistem biogas

sederhana.

Pemanfaatan kotoran ternak pada umumnya digunakan langsung sebagai

pupuk kandang tanpa pengolahan, sehingga potensi kotoran ternak yang cukup

tinggi tersebut mempunyai tingkat kegunaan yang terbatas. Banyak bahaya yang

ditimbulkan oleh penggunaan kotoran ternak yang belum dilakukan pengolahan

pada lingkungan yaitu berupa terganggunya sistem (keseimbangan alam),

gangguan penyakit atau racun bagi manusia, satwa, atau biota lainnya. Terdapat

berbagai cara pengolahan kotoran ternak seperti pembuatan kompos maupun

biogas (Hidayati, 1999).

Kotoran hewan lebih sering dipilih sebagai bahan pembuatan biogas,

karena ketersediaannya yang sangat besar di seluruh dunia. Bahan ini mempunyai

keseimbangan nutrisi, mudah diencerkan, dan relatif dapat diproses secara biologi.

10

Kotoran segar lebih mudah diproses dibandingkan dengan kotoran yang lama atau

yang telah dikeringkan, hal ini disebabkan karena hilangnya substrat volatile solid

dalam pengeringan (Amaru, 2004).

Kotoran sapi merupakan substrat yang dianggap paling cocok sebagai

sumber pembuat biogas, karena substrat tersebut telah mengandung bakteri

penghasil gas metan yang terdapat dalam perut hewan ruminansia (Meynell,

1976). Keberadaan bakteri di dalam usus ruminansia tersebut dapat membantu

proses fermentasi sehingga proses pembentukan biogas pada tangki pencerna

dapat dilakukan lebih cepat.

Sampah organik sayur-sayuran dan buah-buahan seperti layaknya kotoran

ternak juga merupakan substrat terbaik untuk menghasilkan biogas. Bahan

organik dari sayuran dan buah-buahan terdiri dari tiga komponen utama yang

merupakan senyawa pokok, yaitu karbohidrat, lemak, dan protein. Karbohidrat

merupakan sumber energi, lemak berfungsi sebagai cadangan energi, dan protein

berfungsi sebagai enzim. Ketiga senyawa ini merupakan molekul-molekul besar

yang perlu dipecah dahulu menjadi molekul kecil sebelum dapat dimanfaatkan

mikroorganisme. Proses pemecahan molekul ini dapat terjadi secara aerob dan

anaerob (Aiman dan Milono, 1983).

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Sari (2007) dengan sampel

berupa campuran sampah sayur dan buah-buahan mendapatkan produksi biogas

seperti pada Tabel 3.

11

Tabel 3. Produksi biogas dari campuran sampah sayur dan buah

Suhu (°C) Rasio C/N Volume Biogas (ml/100g COD)

30 20 25

30

10,48 4,36

76,9

35 20 25

30

74,07 68,42

94,45

40 20 25

30

80,13 58,17

71,61

2.4. Effective Microorganism 4 (EM4)

Teknologi pengolahan bahan organik dengan proses fermentasi pertama

kali dikembangkan di Okinawa Jepang oleh Profesor Dr. Teruo Higa pada tahun

1980. Teknologi ini dikenal dengan teknologi EM (Effective Microorganism).

Sebelum tahun 1980, penelitian dan penerapan proses fermentasi masih terbatas

pada proses fermentasi untuk pembuatan bahan makanan, termasuk pakan ternak,

dan belum banyak dilakukan untuk pengolahan limbah organik serta penyuburan

tanah. Di Indonesia kita sudah mengenal proses fermentasi ini melalui proses

peragian kedelai dalam pembuatan tempe, tauco, kecap; fermentasi susu menjadi

keju, yogurt; serta masih banyak lagi produk fermentasi hasil kerja

mikroorganisme fermentasi yang sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia

(Malesi, 2006).

Fermentasi merupakan proses penguraian atau perombakan bahan

organik yang dilakukan dalam kondisi tertentu oleh mikroorganisme fermentatif.

Sasaran proses fermentasi adalah biomolekul seperti karbohidrat, protein, dan

lipid. Kondisi lingkungan yang mendukung proses fermentasi antara lain adalah

12

derajat keasaman, kadar air, dan adanya mikroorganisme fermentasi (Kapahang,

2007).

2.4.1. Manfaat Effective Microrganism 4 (EM4)

EM4 sangat efektif digunakan untuk limbah rumah tangga, limbah pasar,

limbah pabrik, dan lain-lain, baik dalam bentuk cair maupun dalam bentuk padat.

Beberapa manfaat aplikasi EM4 adalah :

· Mempercepat proses fermentasi limbah organik.

· Menurunkan kadar COD.

· Menekan bau yang tidak sedap (H2S dan NH3).

· Menekan perkembangan mikroorganisme patogen.

· Dapat digunakan sebagai pupuk organik cair dan sumber nutrisi

tanaman.

· Tidak merusak lingkungan, aman bagi manusia, hewan, dan

tanaman.

2.4.2. Kandungan Mikroba dalam Effective microorganism 4

Kandungan mikroba dalam Effective microorganism terdiri dari

mikroorganisme aerob dan anaerob yang bekerjasama menguraikan bahan organik

secara terus menerus. Effective Microorganism merupakan cairan berwarna coklat

dan berbau khas, apabila muncul bau busuk menandakan bahwa mikroorganisme

yang terkandung di dalamnya telah rusak atau mati (Hanifah, 2001).

13

Effective Microorganism mengandung beberapa jenis mikroorganisme,

yaitu :

a. Bakteri Fotosintetik

Bakteri fotosintetik adalah mikroorganisme yang mandiri. Bakteri ini

membentuk senyawa-senyawa yang bermanfaat dari sekresi akar tumbuh-

tumbuhan, bahan organik, dan atau gas-gas berbahaya seperti hidrogen

sulfida, dengan dibantu sinar matahari dan panas sebagai sumber energi. Zat-

zat bermanfaat tersebut meliputi asam amino, asam nukleat, dan gula, yang

semuanya dapat mempercepat pertumbuhan dan perkembangan tanaman.

b. Bakteri Asam Laktat

Bakteri asam laktat menghasilkan asam laktat dari gula, dan karbohidrat

lain yang dihasilkan oleh bakteri fotosintetik dan ragi. Bakteri asam laktat

dapat menghancurkan bahan-bahan organik seperti lignin dan selulosa, serta

memfermentasikannya tanpa menimbulkan senyawa-senyawa beracun yang

ditimbulkan dari pembusukan bahan organik.

c. Ragi

Ragi dapat mengahasilkan senyawa-senyawa yang bermanfaat bagi

pertumbuhan tanaman dari asam amino dan gula di dalam tanah yang

dikeluarkan oleh bakteri fotosintetik atau bahan organik melalui proses

fermentasi. Ragi juga menghasilkan senyawa bioaktif seperti hormon dan

enzim.

14

d. Actinomycetes

Actinomycetes merupakan suatu kelompok mikroorganisme yang

strukturnya merupakan bentuk antara dari bakteri dan jamur. Kelompok ini

menghasilkan zat-zat antimikroba dari asam amino yang dikeluarkan oleh

bakteri fotosintetik dan bahan organik. Zat-zat yang dihasilkan oleh

mikroorganisme ini dapat menekan pertumbuhan jamur dan bakteri yang

merugikan tanaman, tetapi dapat hidup berdampingan dengan bakteri

fotosintetik.

e. Jamur Fermentasi

Jamur fermentasi seperti Aspergillus dan Penicillium menguraikan bahan

organik secara cepat untuk menghasilkan alkohol, ester, dan zat-zat anti

mikroba. Pertumbuhan jamur ini berfungsi dalam menghilangkan bau dan

mencegah serbuan serangga serta ulat-ulat yang merugikan dengan cara

menghilangkan penyediaan makanannya.

2.5. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pembentukan Biogas

Bakteri pembentuk biogas memerlukan kondisi anaerob sehingga alat-alat

yang dibutuhkan harus kedap udara. Sedikit saja terjadi kebocoran pada alat dapat

menyebabkan kegagalan terbentuknya biogas (Setiawan, 1995). Selain itu,

menurut Padmi (2001) ada faktor lain yang dapat mempengaruhi produksi

terbentuknya biogas, diantaranya adalah :

15

1. Bahan Baku

Biogas akan terbentuk bila bahannya berupa padatan berbentuk bubur

halus atau butiran kecil. Pembentukan biogas dapat berlangsung dengan

sempurna, apabila bahan baku yang berupa padatan sebaiknya digiling atau

dirajang terlebih dahulu. Kandungan padatan ini sebaiknya hanya 7-9%

(Setiawan, 1996).

2. Derajat Keasaman (pH)

Derajat keasaman suatu cairan ditentukan dengan mengukur nilai pHnya.

Alat yang sering digunakan dalam pengukuran ini adalah pH meter dan kertas pH

atau lakmus. Pada awal pencernaan, pH cairan akan turun menjadi 6 atau mungkin

lebih rendah. Bakteri akan giat bekerja pada kisaran pH antara 6,8-8,0. Kisaran

pH ini akan memberikan hasil pencernaan yang optimal (Setiawan,1996).

3. Ketersediaan Oksigen

Bakteri metanogenik merupakan bakteri yang sensitif terhadap kehadiran

oksigen. Oleh karena itu, ketidakhadiran oksigen merupakan syarat mutlak bagi

pertumbuhan bakteri metanogenik.

4. Kadar Air

Air memegang peranan penting dalam dekomposisi sampah. Laju produksi

biogas meningkat secara eksponensial pada kandungan air sampah hingga 60%.

Penambahan air dapat meratakan sebaran bakteri dalam substrat, menjamin

percampuran dan ketersediaan nutrient (Karsini, 1980).

16

5. Perbandingan Karbon dan Nitrogen

Perbandingan karbon dan nitrogen dapat mempengaruhi proses produksi

biogas. Dalam proses pembentukan metan bakteri anaerob membutuhkan unsur

karbon dan nitrogen untuk hidup dan berkembang biak. Agar proses dalam

digester dapat menghasilkan gas secara optimal dan sekaligus dapat

mempertahankan kelangsungan kehidupan bakteri anaerob, maka perbandingan

C/N yang ideal adalah 30:1 (Fry, 1974). Nilai rasio C/N tergantung pada

dekomposisi substrat yang digunakan dalam pembuatan biogas. Kandungan

nitrogen yang besar terdapat dalam kotoran hewan maupun manusia.

6. Temperatur

Perkembangan bakteri sangat dipengaruhi oleh kondisi temperatur.

Temperatur yang tinggi akan memberikan hasil biogas yang baik. Namun, suhu

tersebut sebaiknya tidak boleh melebihi suhu kamar. Untuk itulah suhu

pembentukan biogas harus disesuaikan dengan kebutuhan bakteri metan.

Temperatur ini akan berhubungan dengan kemampuan bakteri yang ada

dalam reaktor. Kemampuan bakteri psychrophilik pada temperatur 0-7°C, bakteri

mesophilik pada temperatur 13-40°C, sedangkan thermophilik pada temperatur

55-60°C. Suhu yang baik untuk proses pembentukan biogas berkisar antara 20-

40°C, karena pada selang suhu tersebut suhu dapat dijaga, kadar H2S yang

dihasilkan rendah dan bakteri mesofilik lebih toleran terhadap fluktuasi suhu.

Suhu optimum proses pembentukan biogas antara 28-30°C (Nandiyanto, 2007).

Hermawan (2005) mendapatkan kondisi optimum pembuatan biogas dari sampah

organik adalah pada suhu 35°C.

17

7. Pengenceran Bahan Baku

Isian dalam pembuatan biogas harus berupa bubur. Bentuk bubur ini dapat

diperoleh bila bahan bakunya mempunyai kandungan air yang tinggi. Bahan baku

dengan kadar air rendah dapat dijadikan berkadar air tinggi dengan menambahkan

air ke dalamnya dengan perbandingan tertentu sesuai dengan kadar bahan kering

tersebut. Jika terlalu banyak atau terlalu sedikit menambahkan air maka akan

berakibat biogas yang terbentuk tidak optimal. Isian bahan baku yang paling baik

mengandung 7-9% bahan kering. Pada keadaan ini proses pencernaan anaerob

akan berjalan dengan baik (Setiawan, 1996).

2.6. Fermentasi Aerob dan Anaerob

Biogas merupakan hasil proses produksi degradasi material organik

dengan bantuan bakteri. Proses pendegradasian material organik dapat dilakukan

melalui proses aerob maupun anaerob. Pendegradasian secara aerob diperlukan

energi yang lebih besar dibandingkan dengan fermentasi anaerob (Manik, 1994).

2.6.1. Fermentasi Aerob

Kebanyakan sel disusun oleh senyawa organik. Sel dibangun oleh

beberapa makromolekul, diantaranya adalah protein, karbohidrat, dan lemak.

Pendegradasian senyawa organik ini dapat dilakukan melalui proses aerob.

Degradasi aerob membutuhkan oksigen untuk mendegradasi makromolekul

tersebut menjadi molekul sederhana (Gaur, 1981). Persamaan reaksi yang terjadi

sebagai berikut :

R- C–O–H–S R-COOH + H2S + E

18

Mikroorganisme yang berperan dalam perombakan bahan organik adalah

bakteri hidrolitik. Bakteri hidrolitik berperan terlebih dahulu memecah bahan

organik kompleks menjadi senyawa sederhana seperti gula, asam amino, asam

propionat, dan lain-lain. Senyawa-senyawa sederhana ini kemudian digunakan

sebagai sumber nutrisi untuk bakteri asetogenik dan dikonversi menjadi asam-

asam organik seperti asam asetat (Bryant, 1972). Asam asetat akan dirombak

lebih lanjut dengan membebaskan energi yang besar dan karbondioksida menjadi

gas metan dalam proses anaerob (Meynell, 1976).

2.6.2. Fermentasi Anaerob

Proses yang terjadi dalam suatu digester anaerobic pada umumnya adalah

penguraian zat organik oleh mikroorganisme dalam kondisi tidak terdapatnya

udara (Gaur, 1981). Proses degradasi bahan organik pada kondisi anaerob adalah

sebagai berikut :

RCOOH CH4 + CO2 + E

Mikroorganisme yang berperan dalam perombakan bahan organik secara

anaerob adalah bakteri metanogenik. Bakteri metanogenik berfungsi merubah

asam organik yang dibentuk bakteri asidogenik menjadi gas metan dan

karbondioksida. Bakteri jenis ini sangat sensitif terhadap kondisi lingkungan,

mempunyai laju pertumbuhan yang lambat yaitu berkisar antara 1-9 hari dan juga

sensitif terhadap perubahan pH dan suhu (Pranoto, 1999).

19

2.7. Mekanisme Pembentukan Biogas

Sampah organik buah-buahan dan sayuran seperti layaknya kotoran ternak

adalah substrat terbaik untuk menghasilkan biogas (Padmi, 2001). Proses

pembentukan biogas merupakan proses bertahap dengan tiga tahap utama, yaitu

hidrolisis, asidogenesis, dan metanogenesis (Hermawan,2005).

1. Hidrolisis

Hidrolisis bahan organik diperlukan untuk mengkonversi bahan tersebut

ke bentuk dan ukuran yang dapat melewati dinding sel bakteri untuk digunakan

sebagai sumber nutrisi atau energi (Nuraeni, 2002). Tahap pertama adalah reduksi

senyawa organik yang kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana oleh

bakteri hidrolitik. Bahan-bahan organik yang mengalami proses hidrolisis seperti

karbohidrat, lemak, dan protein diubah menjadi senyawa terlarut seperti asam

karboksilat, asam hidroksi, keton, alkohol, glukosa, asam-asam amino, hidrogen,

dan karbondioksida (Hermawan, 2005). Menurut Manurung (2007) reaksi yang

terjadi pada tahap ini adalah :

· Bakteri hidrolitik menguraikan selulosa menjadi glukosa :

(C6H10O5)n + nH2O n(C6H12O6)

Selulosa Glukosa

Bakteri hidrolitik ini bekerja pada suhu antara 30-40°C. Bakteri yang aktif

merombak bahan organik tergantung dari substrat yang tersedia. Tahap pertama

ini berlangsung dengan pH optimum antara 6-7 (Nuraeni, 2002).

2. Asidogenesis

Tahap kedua adalah perubahan senyawa sederhana menjadi asam organik

yang mudah menguap seperti asam asetat, asam butirat, asam propionat, dan lain-

20

lain. Dengan terbentuknya asam organik maka pH akan terus menurun, namun

pada waktu yang bersamaan terbentuk buffer yang dapat menetralisir pH. Di sisi

lain untuk mecegah penurunan pH yang drastis maka perlu ditambahkan buffer

sebelum tahap pertama berlangsung. Bakteri pembentuk asam-asam organik

tersebut diantaranya adalah Pseudomonas, Flavobacterium, Eschericia, dan

Acetobacter (Hermawan, 2005).

Sebagian produk hasil metabolisme protein, lemak, dan karbohidrat yang

berupa asam lemak rantai pendek (asam butirat, asam propionat, dan asam laktat)

juga akan dikonversi menjadi asam asetat oleh bakteri acetogenik penghasil

hidrogen. Pada tahap ini juga akan terbentuk hidrogen dan karbondioksida

(Nuraeni, 2002). Persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut (Manurung,

2007) :

· Bakteri pembentuk asam menguraikan senyawa glukosa menjadi asam lemak

volatil:

C6H12O6 + 2H2O 2CH3COOH + 2CO2 + 4H2

As. asetat

2C6H12O6 2CH3CH2CH2COOH + 4CO2 + 2H2

As. butirat

C6H12O6 + 2H2 2CH3CH2COOH + 2H2O

As. propionat

3. Metanogenesis

Tahap ketiga adalah konversi asam organik menjadi metan,

karbondioksida, dan gas-gas lain seperti hidrogen sulfida, hidrogen, dan nitrogen

(Hermawan, 2005). Menurut Manurung (2007) reaksi yang terjadi dalam tahap ini

adalah :

21

a. Bakteri asetogenik meguraikan asam propionat dan asam butirat menjadi asam

asetat :

CH3CH2COOH + 2H2O CH3COOH + CO2 + 3H2

As. asetat CH3CH2CH2COOH + 2H2O 2CH3COOH + CO2 + 2H2

As. asetat b. Bakteri metan asetotropik menguraikan asam asetat menjadi metan:

CH3COOH CH4 + CO2

metan c. Bakteri metan hidrogenotropik mensintesa hidrogen dan karbondioksida

menjadi metan :

2H2 + CO2 CH4 + 2H2

metan

Bakteri metanogenik bersifat strict atau obligate anaerob dengan oksigen

sebagai penghambat. Salah satu karakteristik tahap ini yang penting adalah hanya

sedikit substrat yang digunakan sebagai sumber energi untuk bakteri metanogenik.

Sampai saat ini disepakati bahwa hanya asam format, asam asetat, metanol, dan

hidrogen yang dapat digunakan sebagai sumber energi oleh berbagai bakteri

metanogenik (Karsini, 1980). Konversi ini dilakukan oleh bakteri metan seperti

Methanobacterium omelianskii, Methanobacterium solugenii, Methanobacterium

suboxydons, dan lain-lain. Bakteri metan ini sangat sensitif terhadap perubahan

suhu dan pH, oleh karenanya kedua parameter ini harus dikendalikan dengan baik.

pH optimum pembentukan biogas adalah antara 7,0-7,2 (Hermawan, 2005).

Ketiga proses pembuatan biogas di atas dapat disederhanakan dalam

Gambar 1:

22

Senyawa organik sederhana

Hidrolisis

Asidogenesis

Bahan organik kompleks

· Karbohidrat

· Protein

· Lemak

Asam volatil, alkohol, keton,

aldehid, H2O

Asetat, Format, CO2, H2

Asetat, H2

Metanogenesis

CH4, CO2,

H2O

Gambar 1. Proses pembentukan metan dalam produksi biogas

23

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Pusat Aplikasi Teknologi

Isotop dan Radiasi (PATIR), BATAN, Pasar Jum’at. Penelitian ini dilaksanakan

selama 8 bulan mulai dari tanggal 3 Maret –31 Oktober 2008.

3.2. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan pada proses pembuatan biogas adalah bejana, aerator,

digester dan waterbath incubator. Alat yang digunakan untuk analisis adalah

gelas ukur, gelas piala, erlemeyer, labu ukur, pipet tetes, tabung reaksi, buret, alat

distilasi, tanur, oven, desikator, gegep (alat penjepit), timbangan digital, cawan

petri, dan indikator pH.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampah berupa

campuran buah-buahan (pepaya, apel, pir, jambu, mangga, jeruk, melon,

semangka, dan belimbing) yang berasal dari pasar Ciputat, bioaktivator EM4,

feses sapi dari peternakan H. Mahmud Ciputat. Bahan kimia yang digunakan

untuk analisis beberapa parameter diantaranya K2CrO7 0,025 N, Fe(NH4)2SO4

0,025 N, HCl 0,01 N, H2SO4 pekat, H2SO4 15%, NaOH 40%, H3BO3 4%, NaOH

0,1 N, Selen, indikator Bromocresol Green / Methylred (BCG-MR), indikator

Ferroin, indikator Fenolftalein.

24

3.3. Cara Kerja

3.3.1. Perlakuan Sampel

Sampel (sampah buah-buahan) dikecilkan ukurannya menjadi 1-2 cm dan

dihomogenkan. Setelah homogen, dilakukan pengukuran kadar air sampel.

3.3.2. Fermentasi Aerob

Fermentasi aerob dilakukan pada suhu ruang 28oC selama + 5 hari. Sampel

yang telah homogen ditimbang sebanyak 200 g dan dimasukan ke dalam 2 buah

bejana, lalu ditambahkan air masing-masing sebanyak 200 ml (1:1 = w/v). Pada

bejana 1 tanpa penambahan bakteri (B0) dan bejana 2 dengan penambahan bakteri

EM4 sebanyak 2 mL (B2). Ke dalam masing-masing bejana tersebut dialirkan

udara melalui aerator.

Analisis yang dilakukan pada tahap ini adalah pengukuran pH, kadar air,

Total Solid (TS), Volatile Fatty Acid (VFA), Chemical Oxygen Demand (COD),

kandungan karbon, dan kandungan nitrogen.

3.3.3. Fermentasi Anaerob

Hasil dari fermentasi aerob digunakan sebagai substrat untuk fermentasi

anaerob. Rasio C/N substrat ditambahkan feses sapi sehingga dicapai rasio C/N

yang diinginkan yaitu 25, 30, dan 35. Percobaan ini dilakukan tanpa oksigen.

Substrat hasil fermentasi aerob ditambahkan feses sapi yang sudah

dicampur dengan rezazury, mikromineral, makromineral, aquadest, larutan

pereduksi, dan natrium karbonat sehingga didapatkan rasio C/N 25, 30, dan 35

(Lampiran 4).

Hasil campuran tersebut diambil sebanyak 20 ml dan di masukan ke dalam

digester. Suhu water bath incubator diatur 25°C, 30°C, dan 35°C. Analisis pada

25

tahap ini adalah pengukuran COD, VFA, dan pH yang dilakukan pada awal dan

akhir proses fermentasi, hal ini dikarenakan digester yang digunakan berupa

digester tipe batch. Volume gas terakumulasi dilakukan pengukuran setiap hari

selama + 15 hari.

3.3.4. Analisis yang dilakukan selama Proses Fermentasi

· Analisis pH

Sampel dibiarkan dahulu lalu diencerkan dengan air dengan perbandingan

1:1 (w/v) kemudian diaduk selama + 5 menit dan ditentukan nilai pH dengan

menggunakan kertas indikator pH.

· Analisis Kadar Air (metode oven, SNI 01-3555-1998)

Cawan porselen dikeringkan dalam oven selama 1 jam pada temperatur

105°C lalu didinginkan dalam desikator dan ditimbang hingga mendapatkan bobot

tetap (A). Ditimbang berat sampel sebanyak 2 g (B), dimasukan ke dalam cawan

porselen dan dipijarkan + 1 jam. Kemudian cawan didinginkan dalam desikator

dan ditimbang lagi hingga mendapatkan bobot yang tetap (C). Pemanasan diulang

sampai diperoleh berat konstan. Sisa sampel dihitung sebagai total padatan dan

pengurangan berat menunjukan banyaknya air dalam bahan.

Kadar Air = (B - A) -

( B -

(C -

A)

A) ´ 100%

· Total Solid (TS) (APHA ed 20th

1996)

Cawan porselen dikeringkan dalam oven selama 1 jam pada temperatur

105°C lalu didinginkan dalam desikator dan ditimbang hingga mendapatkan bobot

26

tetap (A). Ditimbang berat sampel sebanyak 2 g (B), dimasukan ke dalam cawan

porselen dan dipijarkan + 2 jam pada temperatur 105°C. Kemudian cawan

didinginkan dalam desikator dan ditimbang lagi hingga mendapatkan bobot yang

tetap (C).

Total Solid (%) =

C - A ´ 100%

B - A

· Volatile Fatty Acid (VFA) Total

Sebanyak 5 ml sampel diambil lalu ditambahkan 1 ml H2SO4 15%.

Dimasukan 2 ml supernatan ke dalam labu distilasi yang kemudian didistilasi.

Distilat diambil dan dimasukan ke dalam gelas erlemeyer. Distilat ditritasi dengan

NaOH 0,1 N dengan ditambahkan indikator PP terlebih dahulu. Titrasi dihentikan

setelah terjadi perubahan warna dari tidak berwarna manjadi ungu muda. Volume

NaOH 0,1 N yang digunakan untuk titrasi dicatat.

VFA (mg/ml) = ml NaOH x N NaOH x vSampel + vH 2SO4

´ mlSuperna tan

vDestilat

mlSampel

· Chemical Oxygen Demand (COD) (APHA ed 20

th, 1996)

1 ml sampel yang telah diencerkan dengan aquades dimasukan ke dalam

labu erlemeyer kemudian ditambahkan 2 ml K2CrO7 0,025 N ditambah 2 ml

H2SO4 pekat. Setelah dingin, larutan tersebut dititrasi dengan Fe(NH4)2SO4 0,025

N dengan indikator ferroin. Titrasi dihentikan setelah terjadi perubahan warna dari

biru kehijauan menjadi merah anggur. Volume Fe(NH4)2SO4 0,025 N yang

digunakan untuk titrasi dicatat (a), volume Fe(NH4)2SO4 yang digunakan untuk

titrasi blanko dicatat (b).

27

COD (mg/L) =

(a - b) x0,025x8000

mLsampel

x faktor pengenceran

Keterangan :

a = Volume Fe(NH4)2SO4 yang digunakan untuk titrasi sampel

b = Volume Fe(NH4)2SO4 yang digunakan untuk titrasi blanko

0,025 = Normalitas Fe(NH4)2SO4

· Kandungan karbon (ASTM D-189)

Disiapkan cawan porselen yang bersih kemudian dikeringkan dalam oven

selama 1 jam pada temperatur 105°C lalu didinginkan dalam desikator dan

ditimbang hingga mendapatkan bobot tetap (A). Ditimbang berat sampel sebanyak

2 g (B), Lalu cawan dimasukan ke dalam tanur dengan temperatur 650°C selama

+ 6 jam. Kemudian cawan didinginkan dalam desikator dan ditimbang lagi hingga

mendapatkan bobot yang tetap (C).

Kadar abu (%) =

(C -

(B -

A) ´ 100%

A)

Kandungan karbon = 100% - Kadar abu

· Kandungan nitrogen

Sebanyak 0,5 g sampel dimasukan ke dalam laju Kjeldahl dan

ditambahkan H2SO4 pekat sebanyak 25 ml dan 0,25 g selen, lalu didestruksi ke

dalam destruksi dingin hingga jernih. Ditambahkan NaOH 40% sebanyak 15 ml

ke dalam larutan tersebut. Kemudian disiapkan larutan penampung dalam

erlemeyer 125 ml yang terdiri dari 15ml H3BO3 4% dan BCG-MR sebanyak 2-3

tetes. Sampel dimasukan ke dalam labu distilasi kemudian hasilnya didistilasi.

Distilasi dihentikan apabila tidak ada lagi gelembung-gelembung yang keluar

pada larutan penampung . Hasil distilasi kemudian dititrasi dengan HCl 0,01 N.

28

% N = (ml titrasi sampel –ml titrasi blanko) x N HCl x Ar N x 100% ml sampel

3.3.5. Analisis Data

Analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah SPSS 13 dengan

menggunakan metode Rancangan Acak Lengkap menggunakan 2x pengulangan.

29

Sampah Buah-buahan dikecilkan ukurannya menjadi 1-2 cm dan

analisis kadar air

Air 200ml

(1:1=w/v)

dan aerator

sebagai

sumber O2

Timbang 200g bahan baku

dan masukan ke dalam bejana

Bejana 1 tanpa penambahan bakteri

(B0). Bejana 2 dengan

penambahan EM4 2ml

(B2)

Analisis pH,

COD, VFA,TS,

& kandungan C dan N

Fermentasi Aerob

Substrat

Larutan

Feses

Fermentasi Anaerob Rasio C/N 25, C/N 30, C/N 35 dan

Suhu 25°C, 30°C, 35°C

Analisis pH, COD,

dan VFA

Pengukuran biogas

Gambar 2. Diagram Alir Proses Pembentukan Biogas

30

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Fermentasi Aerob

Bahan baku (sampel) yang digunakan terdapat dua jenis, yaitu sampel

tanpa penambahan EM4 (B0) dan sampel yang ditambahkan bioaktivator EM4

(B2). Kandungan mikroba dalam effective microorganism terdiri dari bakteri

aerob dan anaerob yang bekerjasama menguraikan bahan organik secara terus

menerus.

4.1.1. Kadar Air

Berdasarkan hasil yang didapatkan nilai kadar air pada B0 dan B2 cukup

besar. Hal ini disebabkan karena bahan baku yang digunakan berupa buah-buahan

yang mengandung kandungan air yang besar, seperti semangka, melon, jeruk, dan

lainnya. Menurut Widowati (2007) buah-buahan umumnya mempunyai kadar air

tinggi (60-80%). Nilai kadar air yang besar juga diperoleh dari hasil degradasi

bahan organik yang menyebabkan kandungan air dalam bahan menjadi

meningkat. Hasil analisis penurunan kandungan air ini ditunjukkan dalam Gambar

3.

25

20

Tanpa EM4 15

Penam bahan

EM4 10

5

0

0 3 5

W aktu fermentasi (hari)

Gambar 3. Hasil analisis penurunan kadar air pada fermentasi aerob

Dari Gambar di atas terlihat bahwa pada hari ke-0 sampai ke-3 nilai kadar

air B0 mengalami penurunan yang cukup tinggi yaitu sebesar 26,19% sedangkan

pada B2 sebesar 15,19%. Penurunan kadar air B0 lebih tinggi dibandingkan B2, hal

ini dapat disebabkan bakteri yang terdapat dalam B2 masih beradaptasi dengan

lingkungan baru sehingga degradasi bahan-bahan organik sedikit berjalan lambat.

Pada hari ke-3 sampai hari ke-5 penurunan nilai kadar air B0 16,74% dan

B2 19,99%. Penurunan nilai kadar air B2 lebih tinggi dibandingkan B0, hal ini

menunjukkan bahwa bakteri yang terdapat dalam B2 telah melewati proses

adaptasi sehingga bahan-bahan organik menjadi lebih cepat terdegradasi. Bahan

organik yang didegradasi diantaranya adalah karbohidrat, lemak, dan protein. Dari

hasil analisis menggunakan analisa variasi, nilai kadar air yang dihasilkan B0 dan

B2 tidak berbeda nyata dengan nilai signifikansi 0,185 (lampiran 7).

32

4.1.2. Total Solid (TS)

Nilai TS yang diperoleh pada sampel mengalami penurunan seperti yang

terlihat pada Gambar 4.

70

60

50

40 Tanpa EM4

30 Penam bahan

EM4 20

10

0

0 1 3 5

Waktu fermentasi (hari)

Gambar 4. Hasil analisis penurunan TS pada fermentasi aerob

Penurunan nilai TS pada hari ke-0 sampai ke-1 pada B0 3,24% dan B2

36,39%. Dari data tersebut terlihat bahwa penurunan TS pada B2 lebih tinggi

dibandingkan pada B0. Hal ini disebabkan adanya penambahan bakteri EM4 pada

B2 sehingga pendegradasian sampel menjadi lebih cepat. Dari Gambar 4 juga

didapatkan bahwa penurunan nilai TS pada B2 tetap lebih tinggi sampai hari ke-5.

Penurunan nilai TS menunjukkan bahan organik seperti karbohidrat,

lemak, dan protein mengalami degradasi menjadi senyawa yang lebih sederhana.

Karbohidrat diubah menjadi glukosa, lemak diubah menjadi asam lemak, dan

protein diubah menjadi asam amino (Padmi, 2001). Penurunan nilai TS ini juga

memperlihatkan adanya perombakan senyawa organik menjadi asam-asam

organik (asam asetat, asam butirat, dan asam propionat) dan karbondioksida.

33

Nilai TS yang dihasilkan B0 dan B2 setelah diuji menggunakan SPSS

menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata dengan nilai signifikansi 0,277

(Lampiran 8). Hal ini menunjukan bahwa penambahan EM4 pada sample belum

memberikan pengaruh terhadap pendegradasian sampel.

4.1.3. Rasio C/N

Analisis Rasio C/N bertujuan untuk mengetahui kandungan karbon dan

nitrogen dalam bahan baku. Berdasarkan hasil analisis, nilai rasio C/N sampel

ditunjukkan pada Tabel 4 berikut ini :

Tabel 4. Hasil Analisis Rasio C/N pada Fermentasi Aerob

Sampel Rasio C/N

Awal (hari ke-0) Akhir (hari ke-5)

Penurunan Rasio

C/N (%)

B0 93,47 71,76 23,23

B2 79,51 59,07 25,71

Nilai rasio C/N baik sampel B0 dan B2 mengalami penurunan. Penurunan

nilai rasio C/N ini menunjukkan adanya penguraian kandungan karbon oleh

mikroorganisme membentuk karbondioksida sedangkan nitrogen digunakan untuk

hidup dan melakukan pertumbuhan (Syafila, 2007). Penurunan nilai rasio C/N

pada B2 lebih besar dibandingkan pada B0, hal ini disebabkan adanya penambahan

EM4 dalam sampel B2 sehingga jumlah bakteri yang terkandung menjadi lebih

banyak dan lebih cepat menguraikan senyawa karbon.

34

Dari Tabel 4 dapat dilihat kandungan karbon yang terdapat dalam kedua

sampel tinggi. Untuk menghasilkan produksi biogas yang efisien diperlukan

bahan yang mempunyai rasio C/N antara 20 dan 30 (Hermawan, 2005). Menurut

Hidayati (1999), bila rasio C/N lebih dari 30 maka proses pembentukan biogas

memerlukan waktu yang agak lama karena nitrogen akan cepat habis dan

pendegradasian berlangsung lambat.

4.1.4. Chemical Oxygen Demand (COD)

Chemical Oxygen Demand (COD) adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan

selama dekomposisi bahan organik secara kimia (Harsini, 1995). Analisis COD

ini menunjukkan jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bahan oksidan, misalnya

kalium dikromat untuk mengoksidasi bahan-bahan organik yang terdapat di dalam

larutan. Berdasarkan hasil analisis nilai COD yang didapat mengalami penurunan

seperti yang terlihat pada Gambar 5.

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

0 1 3 5

Waktu fermentasi (hari)

Tanpa EM4 Penam bahan

EM4

Gambar 5. Hasil Analisis COD pada fermentasi aerob

35

Penurunan nilai COD hari ke-0 sampai ke-1 pada B0 6,98% dan B2 4,55%.

Hasil ini menunjukkan adanya pemakaian oksigen oleh bakteri untuk

menguraikan bahan organik menjadi asam-asam organik dan karbondioksida.

Untuk menghasilkan asam asetat, bakteri tersebut memerlukan oksigen dan

karbon yang diperoleh dari oksigen terlarut dalam larutan (Amaru, 2004).

Dari hasil analisa SPSS (Lampiran 9) terlihat baik sampel B0 dan B2 nilai

COD yang didapatkan tidak berbeda nyata dengan nilai signifikansi sebesar 0,845.

4.1.5. Volatile Fatty Acid (VFA)

Volatile Fatty Acid (VFA) atau asam lemak volatil adalah asam organik

yang mudah menguap seperti asam asetat, asam butirat, dan asam propionat.

Berdasarkan hasil analisis seperti yang terlihat pada Gambar 6 nilai VFA pada B0

mengalami fluktuasi sedangkan pada B2 mengalami peningkatan.

2.5

2

1.5

1

tanpa EM4

Penam bahan

EM4

0.5

0

0 1 3 5

Waktu fe rme ntasi (hari)

Gambar 6. Hasil analisis VFA pada fermentasi aerob

36

Pada hari ke-1 sampai ke-3, nilai VFA pada B0 dan B2 meningkat yaitu 1,7

mmol/100ml dan 1,5 mmol/100ml. Hal ini menunjukkan adanya produksi asam-

asam volatil organik oleh bakteri. Pada hari ke-3 sampai hari ke-5, nilai VFA B0

menurun menjadi 1,5 mmol/100 ml sedangkan nilai VFA B2 mengalami

peningkatan menjadi 1,7 mmol/100ml. Hasil ini menunjukkan adanya

penambahan EM4 dalam B2 memberikan pengaruh yang baik terhadap proses

perombakan bahan-bahan organik sehingga pada hari ke-5 bakteri masih

memproduksi asam-asam organik dan menghasilkan nilai VFA yang lebih tinggi

dibandingkan sampel B0.

Asam organik yang dihasilkan ini akan digunakan oleh bakteri asetogenik

sebagai substrat pembentuk metan. Menurut Bryant (1987) alkohol dan asam

volatil rantai pendek tidak dapat langsung digunakan sebagai substrat pembentuk

metan, tetapi harus dirombak dahulu oleh bakteri asetogenik menjadi asetat,

hidrogen, dan karbondioksida.

Berdasarkan hasil yang didapatkan menggunakan analisa variasi, nilai

VFA B0 dan B2 menunjukan nilai yang tidak berbeda nyata dengan nilai

signifikansi 0,977. Hasil analisis SPSS ini dapat dilihat pada Lampiran 10.

4.1.6. Derajat keasaman (pH)

Salah satu faktor yang dapat mempengaruhi laju produksi biogas adalah

pH. Nilai pH menunjukkan tingkat keasaman suatu bahan. Hasil analisis pH dapat

dilihat pada Gambar 7.

37

7

6

5

4

3

Tanpa EM4

Penambahan

EM4 2

1

0

0 1 2 3 4 5

Waktu fermentasi (hari)

Gambar 7. Hasil analisis pH pada fermentasi aerob

Dari Gambar di atas terlihat bahwa nilai pH mengalami penurunan sampai

hari ke-2, hal ini menunjukkan bahwa adanya proses degradasi senyawa organik

menjadi asam-asam organik yang terkandung dalam sampel sehingga membuat

suasana larutan menjadi asam. Penurunan pH tertinggi pada B0 terjadi pada hari

ke-1 sedangkan pada B2 terjadi pada hari ke-2 yaitu pH 3,5. Menurut Rochaeni

(2003) pada awal proses fermentasi, pH akan selalu turun karena sejumlah

mikroorganisme tertentu akan mengubah sampah organik menjadi asam-asam

organik. Selain itu, komposisi bahan yang digunakan dapat mempengaruhi nilai

pH, karena buah-buahan yang sudah tidak segar umumnya mempunyai nilai pH

rendah (bersifat asam).

Setiawan (1996) juga mengatakan pada awal pencernaan, pH cairan akan

turun menjadi 6 atau mungkin lebih rendah. Bakteri akan giat bekerja pada kisaran

pH antara 6,8-8,0. Kisaran pH ini akan memberikan hasil pencernaan yang

optimal. Semakin lama waktu fermentasi, nilai pH larutan meningkat kembali.

38

Pada hari ke-5 nilai pH B0 dan B2 sama yaitu 6. Hal ini menunjukkan bahwa asam

organik yang telah dihasilkan dijadikan sumber nutrisi oleh mikroorganisme yang

bekerja sehingga dapat menyebabkan nilai pH menjadi naik kembali (Rochaeni,

2003).

Berdasarkan hasil analisa variasi didapatkan baik B0 dan B2 nilai pH yang

dihasilkan tidak berbeda nyata dengan nilai signifikansi 0,574 (Lampiran 11), hal

ini memperlihatkan bahwa belum adanya pengaruh penambahan EM4 dalam

sampel B2.

4.2. Fermentasi Anaerob

Substrat hasil dari proses fermentasi aerob ditambahkan dengan feses sapi

sehingga pH larutan menjadi 7 (netral). Menurut Fry (1974) pertumbuhan bakteri

penghasil gas metan akan baik bila pH bahannya dalam keadaan basa. Bila proses

fermentasi berlangsung dalam keadaan normal dan anaerob, maka pH akan secara

otomatis berkisar antara 7,0-8,5.

Rasio C/N substrat pada sampel B2 sebesar 59,07%. Berdasarkan rasio

C/N tersebut, terlihat bahwa kandungan karbon dalam sampel cukup tinggi

sehingga diperlukan penambahan nitrogen untuk memperoleh rasio C/N 25, 30,

dan 35. Kandungan nitrogen yang besar terdapat dalam kotoran hewan dan

kotoran manusia, sehingga substrat hasil fermentasi aerob ini ditambahkan feses

sapi terlebih dahulu agar kebutuhan nitrogen dapat terpenuhi dengan baik.

Feses sapi merupakan substrat yang paling cocok sebagai sumber pembuat

biogas karena substrat tersebut telah mengandung bakteri penghasil gas metan

39

yang terdapat dalam perut hewan ruminansia (Meynell, 1976). Selama proses

berlangsung, mikroba yang bekerja membutuhkan nutrien. Kebutuhan nutrien

tersebut diantaranya karbon, nitrogen, hidrogen, dan fosfor. Nutrisi yang paling

penting diantara nutrien tersebut adalah karbon dan nitrogen (Yani dan Darwis,

1990).

4.2.1. Produksi Biogas

Proses pembentukan biogas dilakukan secara anaerob. Bakteri

methanogenik adalah bakteri yang sensitif terhadap kehadiran oksigen sehingga

alat-alat yang dibutuhkan harus kedap udara. Sedikit saja terjadi kebocoran pada

alat dapat menyebabkan kegagalan terbentuknya biogas. Pada dasarnya efisiensi

produksi biogas sangat dipengaruhi berbagai faktor. Dalam penelitian ini,

penambahan EM4 ke dalam sampel B2, adanya variasi suhu dan rasio C/N akan

diamati sehingga didapatkan kondisi terbaik untuk menghasilkan biogas yang

optimum.

A. Pengaruh Penambahan Bakteri

Produksi biogas melalui fermentasi anaerob dilakukan oleh aktivitas

mikroorganisme. Berdasarkan hasil penelitian didapatkan bahwa penambahan

EM4 pada sampel B2 dapat mempengaruhi produksi biogas yang dihasilkan. Hal

ini ditunjukkan pada Gambar 8.

40

9 0

8 0

7 0

C/N 25 B0 6 0

C/N 25 B2

5 0 C/N 30 B0

4 0 C/N 30 B2

C/N 35 B0 3 0

C/N 35 B2

2 0

1 0

0

0 1 3 5 7 9 11 1 3 1 5

W a ktu fe rm e n ta si (ha ri)

Gambar 8. Produksi Biogas pada Suhu 35°C

Dari Gambar 8 terlihat bahwa sampel B2 menghasilkan volume gas lebih

banyak dibandingkan sampel B0. Hal ini dapat terjadi karena adanya penambahan

bioaktivator EM4 pada sampel B2 sehingga proses degradasi dapat berjalan

dengan cepat.

Mikroorganisme EM4 mampu mendegradasi senyawa-senyawa organik

dalam limbah lebih cepat daripada hanya tergantung dari mikroorganisme alami

dalam limbah (Hanifah, 2001). Penambahan bioaktivator ini bertujuan untuk

merangsang perkembangbiakan mikroorganisme dalam menguraikan bahan

organik (Ginting, 2007). Kandungan mikroba dalam Effective Microorganism 4

terdiri dari bakteri aerob dan anaerob yang bekerjasama menguraikan bahan

organik secara terus menerus. Pada tahap pembentukan gas metan ini bakteri yang

berperan adalah bakteri metanogenesis. Bakteri metanogenesis ini akan

membentuk gas metan dan karbondioksida dari gas hidrogen, karbondioksida, dan

asam asetat yang dihasilkan pada tahap fermentasi aerob (Amaru, 2004).

41

Hasil analisis SPSS menggunakan analisa variasi menunjukan sampel B0

dan B2 berbeda nyata dengan nilai signifikansi 0,004 (Lampiran 12). Hasil ini

menunjukkan bahwa penambahan EM4 dalam sampel B2 memberikan pengaruh

yang baik sehingga volume biogas yang dihasilkan lebih besar dibandingkan

sampel B0.

B. Pengaruh Suhu dan Rasio C/N

Berdasarkan hasil yang didapatkan bahwa produksi biogas dari hari ke-0

sampai hari ke-15 mengalami peningkatan. Peningkatan volume biogas ini

menandakan bahwa proses degradasi bahan organik yang terdapat dalam sampel

berjalan dengan baik. Pengamatan produksi biogas ini dilakukan selama 15 hari.

Menurut Hidayati (1999) lamanya proses fermentasi dari bahan organik hingga

tercerna dan terbentuk biogas dalam digester membutuhkan waktu 12-60 hari.

Berdasarkan literatur tersebut produksi biogas masih akan terus meningkat. Hasil

produksi biogas dengan adanya variasi suhu ditunjukkan dalam Gambar berikut.

9 0

8 0

7 0

6 0

5 0 T 2 5°C

T 3 0°C

4 0 T 3 5°C

3 0

2 0

1 0

0

0 1 3 5 7 9 1 1 1 3 1 5

W a k tu fe r m e n ta si (h a r i )

Gambar 9. Produksi Biogas pada rasio C/N 25

42

Dari Gambar 9 terlihat bahwa produksi biogas terus meningkat sampai

hari ke-15. Pada rasio C/N 25 produksi biogas tertinggi terjadi pada suhu 35°C

yaitu 77,80 ml/100g COD sedangkan produksi biogas terendah terjadi pada suhu

25°C yaitu 32,40 ml/100g COD. Dari hasil analisis data menggunakan SPSS

menunjukkan pada rasio C/N 25, antara suhu 25°C terhadap suhu 30°C tidak

berbeda nyata (a >0,05), tetapi antara suhu 25°C dan 30°C terhadap suhu 35°C

berbeda nyata (Lampiran 13). Produksi biogas pada rasio C/N 30 ditunjukan pada

Gambar berikut.

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

0 1 3 5 7 9 11 13 15

W aktu ferm entasi (hari)

T 25°C

T 30°C

T 35°C

Gambar 10. Produksi Biogas pada rasio C/N 30

Dari gambar di atas menunjukkan produksi biogas tertinggi terjadi pada

suhu 35°C sebesar 83,30 ml/100g COD sedangkan produksi biogas terendah

terjadi pada suhu 25°C sebesar 28,50 ml/100g COD. Berdasarkan analisa variasi

memperlihatkan rasio C/N 30 baik suhu 25°C, 30°C, dan 35°C berbeda nyata

(a <0,05) terlihat pada Lampiran 13. Hasil produksi biogas rasio C/N 35

ditunjukan dalam Gambar 11.

43

70

60

50

40 T 25°C

T 30°C

30 T 35°C

20

10

0

0 1 3 5 7 9 11 13 15

Wa ktu ferme nta si (hari)

Gambar 11. Produksi Biogas pada rasio C/N 35

Dari Gambar 11 terlihat suhu 35°C menghasilkan produksi biogas

tertinggi sebesar 60,30 ml/100g COD sedangkan produksi biogas terendah terjadi

pada suhu 30°C sebesar 16,80 ml/100g COD. Hasil analisis SPSS pada rasio C/N

35 didapatkan baik suhu 25°C terhadap suhu 30°C tidak berbeda nyata sedangkan

terhadap suhu 35°C berbeda nyata dengan nilai signifikansi 0,064 (Lampiran 13).

Dari Gambar 9 sampai 11 terlihat laju pembentukan gas metan dalam

reaktor biogas sangat dipengaruhi oleh kondisi suhu. Suhu bagi mikroorganisme

dapat mempengaruhi proses metabolisme sel dalam proses perombakan bahan

organik. Dengan meningkatnya suhu akan meningkatkan produk metabolisme

seperti biogas (Kharisma, 2006). Hasil produksi biogas tertinggi sampel terjadi

pada suhu 35°C. Hasil ini sama dengan yang didapatkan oleh Indriyati (1999)

yang menyatakan bahwa suhu 35°C merupakan suhu optimum dari bakteri

mesophilic untuk tumbuh dan memproduksi metan dalam digester. Produksi

44

biogas terendah terdapat pada suhu 25°C. Dari sini dapat terlihat jelas bahwa suhu

sangat mempengaruhi produksi biogas.

Pranoto (1999) juga mengatakan bahwa semakin tinggi temperatur maka

pertumbuhan bakteri akan semakin cepat dan hal ini berarti proses penguraian

akan semakin cepat. Apabila temperatur terlalu rendah, aktivitas bakteri akan

menurun dan mengakibatkan produksi biogas menurun. Sebaliknya, apabila

temperatur terlalu tinggi bakteri akan mati dan produksi biogas akan terhenti

(Hidayati, 1999).

Selain kondisi suhu, faktor terpenting dalam produksi biogas ini juga

dipengaruhi oleh rasio C/N yang digunakan. Faktor rasio C/N dari bahan organik

sangat menentukan kegiatan mikroorganisme dan produksi biogas. Unsur karbon

dan nitrogen ini diperlukan untuk makanan (nutrisi) mikroba yang bekerja selama

proses fermentasi. Unsur karbon akan dikonversi menjadi CO2 sebagai energi

yang digunakan untuk mengaktifkan mikroorganisme sedangkan nitrogen adalah

protein yang digunakan untuk makanan bakteri (Syafilia, 2007).

Dari Gambar 9 sampai Gambar 11 menunjukan rasio C/N yang

menghasilkan produksi gas tertinggi adalah rasio C/N 30. Kebutuhan bakteri akan

karbon kira-kira 30 kali lebih banyak daripada nitrogen, oleh karena itu

perbandingan C/N yang optimal untuk memproduksi gas metan adalah 30:1 (Fry,

1974). Menurut Hermawan (2005), untuk menghasilkan proses pembuatan yang

efisien diperlukan bahan yang mempunyai nisbah C/N antara 20 dan 30. Apabila

rasio C/N lebih dari 30 maka kandungan karbon terlalu banyak sehingga dalam

proses pembentukan biogas memerlukan waktu yang agak lama, hal ini akan

45

menyebabkan nitrogen akan cepat habis dan produksi biogas berlangsung lambat

(Hidayati, 1999).

Berdasarkan hasil yang didapatkan oleh Sari (2007) menunjukkan bahwa

suhu dan rasio C/N dapat mempengaruhi produksi biogas. Sari mendapatkan suhu

terbaik untuk pembentukan biogas dari campuran sayuran dan buah-buahan

adalah 35°C dan rasio C/N 30. Hasil ini sama dengan yang didapatkan dalam

penelitian ini, tetapi volume biogas yang dihasilkan berbeda. Sari mendapatkan

volume biogas sebesar 94,45 ml/100gCOD sedangkan penelitian ini sebesar 83,30

ml/100gCOD. Hal ini dapat disebabkan kandungan bahan organik yang terdapat

dalam campuran sampah sayuran dan buah-buahan lebih banyak dibandingkan

hanya sampah buah-buahan saja sehingga senyawa organik yang dihasilkan untuk

dirombak menjadi biogas pun besar.

Hasil analisis SPSS dengan analisa variasi memperlihatkan bahwa antara

rasio C/N 25, C/N 30, dan C/N 35 berbeda nyata dengan nilai signifikansi 0,001

(lampiran 13).

4.2.2. Chemical Oxygen Demand (COD)

Gas metan terbentuk karena proses fermentasi secara anaerob oleh bakteri

penghasil metan. Pembentukan gas metan ini diawali dengan meningkatnya H2

dan CO2 yang selanjutnya diikuti dengan menurunnya CO2. Metan mulai

terbentuk segera setelah kadar fatty acid rendah dan H2 mulai menurun

(Murdiyarso, 1997). Nilai COD yang dihasilkan pada fermentasi anaerob

46

mengalami penurunan dibandingkan dengan nilai COD pada awal fermentasi.

Penurunan nilai COD ini dapat dilihat pada Gambar 12.

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

T 25°C T 30°C T 35°C T 25°C T 30°C T 35°C T 25°C T 30°C T 35°C

C/N 25 C/N 30 C/N 35

Gambar 12. Analisis COD fermentasi anaerob dengan perlakuan penambahan EM4

Dari Gambar 12 terlihat bahwa penurunan nilai COD menunjukkan adanya

penurunan jumlah bahan organik dalam substrat. Bahan organik dalam substrat

mengalami degradasi sehingga kebutuhan oksigen (COD) selama fermentasi

anaerob menurun.

Penurunan nilai COD tertinggi terjadi pada rasio C/N 30 suhu 30°C

sebesar 81,8% dengan volume biogas yang dihasilkan 43,10 ml/100g COD

sedangkan nilai COD yang mengalami penurunan terendah terjadi pada rasio C/N

30 suhu 35°C sebesar 11,1% dengan volume biogas 83,80 ml/100g COD. Nilai

COD yang mengalami penurunan yang tinggi tidak sebanding dengan jumlah

volume biogas yang dihasilkan.

47

Penurunan COD tertinggi dan terendah terjadi pada rasio C/N 30 tetapi

dengan suhu yang berbeda yaitu 30°C dan 35°C. Penurunan nilai COD pada suhu

30°C mendapatkan volume biogas lebih rendah dibandingkan pada suhu 35°C.

Hal ini dapat terjadi karena tidak semua bahan organik dirombak menjadi gas

metan tetapi menjadi bahan organik mikro (berupa padatan) yang tertinggal dalam

sludge. Produksi biogas yang rendah juga dapat disebabkan karena perombakan

senyawa organik yang terdapat dalam limbah berjalan lambat sehingga volume

yang dihasilkan sedikit. Jika dekomposisi berjalan lambat maka asam-asam

organik yang dihasilkan sedikit sehingga perombakan menjadi gas metan pun

kecil (Hanifah, 2001).

Penurunan nilai COD pada suhu 35°C dapat menghasilkan produksi

biogas yang tinggi, hal ini disebabkan suhu 35°C merupakan kondisi optimum

dari bakteri untuk mendegradasi senyawa-senyawa organik dalam sampel.

Semakin banyak senyawa yang terdegradasi maka akan menurunkan kadar COD.

Berdasarkan hasil analisis SPSS didapatkan bahwa nilai COD dengan adanya

variasi suhu dan rasio C/N berbeda nyata dengan nilai signifikansi 0,010

(Lampiran 14).

4.2.4. Volatile Fatty Acid (VFA)

Tahapan proses anaerobik diawali oleh penguraian senyawa organik

bermolekul besar menjadi senyawa organik bermolekul rendah. Bahan tersebut

selanjutnya akan diuraikan menjadi asam organik kompleks dan kemudian

menjadi asam organik sederhana seperti asam asetat yang akhirnya diuraikan

48

menjadi gas metan (Purwati dan Rina, 2006). Banyaknya asam organik yang

dirombak menjadi biogas ini ditunjukan dalam Gambar 13.

5

4.5

4

3.5

3

2.5

2

1.5

1

0.5

0

T

25°C

T

30°C

T

35°C

T

25°C

T

30°C

T

35°C

T

25°C

T

30°C

T

35°C

awal

akhir

C/N 25 C/N 30 C/N 35

Gambar 13. Analisis VFA fermentasi anaerob dengan perlakuan penambahan EM4

Berdasarkan gambar di atas terlihat bahwa nilai VFA mengalami

kenaikan. Kenaikan nilai VFA tertinggi terjadi pada rasio C/N 25 suhu 30°C

sebesar 2,8 mmol/100ml dengan volume biogas 46,60 ml/100g COD sedangkan

kenaikan VFA terendah terjadi pada rasio C/N 25 suhu 35°C dengan volume

biogas 77,80 ml/100g COD. Menurut Amaru (2004) asam organik yang

dihasilkan dari perombakan senyawa organik sederhana digunakan sebagai nutrisi

untuk pertumbuhan bakteri metanogen sehingga produksi biogas mengalami

peningkatan.

Dari hasil tersebut terlihat bahwa kenaikan nilai VFA tertinggi dan

terendah terjadi pada rasio C/N 25 dengan suhu yang berbeda yaitu suhu 30°C dan

35°C. Pada suhu 35°C volume biogas yang dihasilkan lebih besar dibandingkan

49

pada suhu 30°C. Hal ini disebabkan suhu 35oC merupakan suhu optimum bakteri

mesophilik untuk memproduksi biogas. Peningkatan kadar VFA juga dapat

disebabkan adanya penambahan larutan feses sapi yang banyak mengandung

selulosa sehingga oleh bakteri asetogenik selulosa tersebut difementasi menjadi

asam asetat yang kemudian oleh bakteri metan diubah menjadi metan.

Pada suhu 30°C kenaikan kadar VFA yang tinggi tidak sebanding dengan

volume biogas yang dihasilkan. Hal ini dapat terjadi karena tidak semua asam-

asam organik dirombak menjadi gas metan tetapi menjadi gas-gas lainnya seperti

karbondioksida, hidrogen sulfida, nitrogen dan lain-lain (Hermawan, 2005).

Berdasarkan hasil analisis variasi didapatkan bahwa nilai VFA dengan adanya

variasi suhu dan rasio C/N tidak berbeda nyata dengan nilai signifikansi 0,773

(Lampiran 14).

E. Derajat Keasaman (pH)

Perubahan nilai VFA juga dapat mempengaruhi nilai pH, apabila nilai

VFA naik maka dapat mengakibatkan menurunnya nilai pH. Penurunan nilai pH

akan mengakibatkan produksi biogas terhenti (Rahman, 2005). Untuk mencegah

turunnya nilai pH dapat dicegah dengan cara penambahan larutan buffer pada

awal proses fermentasi anaerob. Larutan buffer adalah suatu larutan yang bertahan

terhadap perubahan pH yang besar (Underwood, 1986). Hasil analisis pH dalam

proses fermentasi anaerob ini dapat dilihat dari Gambar 14.

50

9

8

7

6

5 awal

4 akhir

3

2

1

0 T T T T T T T

25°C 30°C 35°C 30°C 35°C 30°C 35°C

C/N 25 C/N 30 C/N 35

Gambar 14. Analisis pH fermentasi anaerob dengan perlakuan penambahan EM4

Berdasarkan Gambar 14 terlihat nilai pH mengalami kenaikan. Kenaikan

nilai pH tertinggi terjadi pada C/N 35 yaitu 12,5% dan kenaikan pH terendah

terjadi pada rasio C/N 25 sebesar 6,3%. Kenaikan pH ini disebabkan oleh

terbentuknya NH3 yang melebihi batas yang optimum sehingga menaikkan nilai

pH (Padmi, 2001). Nilai pH tertinggi yang didapatkan pada fermentasi anaerob ini

adalah 8,3 dan pH terendah adalah 7.

Dari hasil yang didapatkan ini terlihat bahwa nilai pH tidak mengalami

kenaikan yang tinggi dan proses fermentasi ini masih dalam rentang pH optimum

untuk produksi biogas. Pada umumnya bakteri penghasil metan sensitif terhadap

perubahan pH dan mempunyai kisaran pH optimum antara 6,5 –8,5. Di atas pH

ini penguraian dapat berjalan tetapi efisiensi penguraian akan turun dengan cepat

dan akan menghasilkan kondisi asam yang akan menghambat pertumbuhan

bakteri metanogenik. Jika pertumbuhan bakteri metan terhambat, laju penguraian

asam volatil akan berkurang sehingga akan terjadi akumulasi asam volatil

51

(Padmi,2001). Hidayati (1999) juga menyatakan bahwa kondisi pH dipengaruhi

oleh kandungan asam-asam lemak organik.

Berdasarkan hasil analisis variasi didapatkan bahwa nilai pH dengan

adanya variasi suhu dan rasio C/N tidak berbeda nyata dengan nilai signifikansi

0,652 (Lampiran 14).

52