13 Sama seperti tahap hidrolisis, tahap ini terdiri bukan hanya dari satu reaksi.
Kecepatan reaksi yang terjadi tergantung pada organisme yang hadir dan substrat selama proses. Banyak organisme yang berbeda aktif selama tahap ini, lebih
banyak dari pada tahap lain [22]. Konsentrasi ion hidrogen intermediet yang terbentuk mempengaruhi jenis produk fermentasi. Tekanan parsial hidrogen yang
tinggi menyebabkan senyawa yang sedikit tereduksi, seperti asetat, terbentuk [26]. Asam lemak volatil dengan rantai lebih dari empat-karbon tidak dapat
digunakan langsung oleh metanogen. Asam organik ini selanjutnya dioksidasi menjadi asam asetat dan hidrogen oleh bakteri acetogenic obligat hidrogen
melalui proses yang disebut asetogenesis. Asetogenesis juga mencakup produksi asetat dari hidrogen dan karbon dioksida oleh acetogens dan homoacetogens.
Kadang-kadang asidogenesis dan asetogenesis tahap digabungkan bersama sebagai satu tahap [10].
2.3.3 Tahap Asetogenesis
Selama proses asidogenesis, tidak hanya asetat, H
2
dan CO
2
yang dihasilkan, namun produk intermediet kompleks seperti propionat, butirat, laktat
dan etanol akan diproduksi secara bersamaan. Produk intermediet tersebut akan dikonversi menjadi asam organik sederhana, CO
2
dan H
2
oleh bakteri acetogenic [18]
Pada tahap asetogenesis, mikroorganisme homoacetogenic secara konstan terus mengurangi eksergonik H
2
dan CO
2
menjadi asam asetat. 2CO
2
+ 4H
2
→ CH
3
COOH+ 2H
2
O [26]
2.3.4 Tahap Metanogenesis
Metanogenesis merupakan tahap akhir dari proses biogas. Pada tahap ini, metana dan karbon dioksida biogas yang dibentuk oleh berbagai
mikroorganisme yang memproduksi metana disebut metanogen. Substrat yang paling penting bagi organisme ini adalah gas hidrogen, karbon dioksida, dan
asetat, yang terbentuk selama oksidasi anaerobik. Namun substrat lain seperti metil amina, beberapa alkohol, dan format juga dapat digunakan untuk produksi
metana [26]. Bakteri metanogens sangat sensitif terhadap oksigen. oksigen
Universitas Sumatera Utara
14 merupakan racun mematikan yang membunuh semua metanogens bahkan pada
konsentrasi rendah [18] Gas metana diproduksi dalam dua cara. Salah satunya adalah konversi
asetat menjadi karbon dioksida dan metana oleh organisme acetotrophic dan melalui
reduksi karbon
dioksida dengan
hidrogen oleh
organisme hydrogenotrophic. Metanogen dominan dalam reaktor biogas terbatas pada
Methanobacterium, methanothermobacter, methanobrevibacter, methanosarcina dan methanosaeta sebelumnya methanothrix [10]. Reaksi metanogenesis dapat
dinyatakan sebagai berikut: CH
3
COOH → CH
4
+ CO
2
CO
2
+ 4H
2
→ CH
4
+ 2H
2
O [10]
Tabel 2.6 Degradasi pada Tahap Metanogenesis [26]
Jenis Substrat Reaksi Kimia
∆G
f
kJ mol
-1
CO
2
4H
2
+ HCO
3 -
+ H
+
→ CH
4
+ 3H
2
O -135,4
CO2 + 4H
2
→ CH
4
+ 2H
2
O -131,0
4HCOO
-
+ H
2
O + H
+
→ CH
4
+ 3HCO
3 -
-130,4 Asetat
CH
3
COO
-
+ H
2
O → CH
4
+ HCO
3
-30,9 Metil
4CH
3
OH → 3CH
4
+ HCO
3 -
+ H
+
+ H
2
O -314,3
CH
3
OH + H
2
→ CH
4
+ H
2
O -113,0
Etanol 2CH
3
CH
2
OH + CO
2
→ CH
4
+ 2CH
3
COOH -116,3
Produsen metana umumnya tumbuh sangat lambat, hal ini membatasi proses pembentukan biogas. Waktu generasi, yaitu waktu yang dibutuhkan untuk
mikroorganisme untuk membagi dirinya dalam dua, adalah antara 1 hingga 12 hari bagi produsen metana. Waktu retensi yang terlalu pendek kurang dari 12
hari meningkatkan risiko bahwa organisme ini akan tercuci keluar dari proses, karena mereka tidak memiliki waktu yang cukup untuk meningkatkan jumlah
pada tingkat yang sama dengan bahan yang dipompa ke dalam dan keluar dari tangki pencernaan [26].
2.4 DIGESTASI ANAEROBIK DENGAN SISTEM SATU TAHAP DAN DUA TAHAP
