23
4.2 Karakteristik Onggok Setelah Pretreatment
4.2.1 Chemical Oxygen Demand Onggok
COD adalah jumlah oksigen yang diperlukan agar bahan buangan atau senyawa organik dapat teroksidasi secara kimia. Artinya, semakin banyak senyawa organik yang dioksidasi maka
jumlah kebutuhan oksigennya meningkat dan meningkatkan pula nilai COD-nya. Bahan organik tersebut dioksidasi oleh kalium bikromat sebagai sumber oksigen. Besarnya nilai COD total
dihitung dari COD terlarut dan yang tersuspensi. COD total pada suatu biomassa bernilai tetap sedangkan pada proses pretreatment ini diukur COD terlarutnya sehingga nilainya akan terus naik
seiring dengan waktu proses dan inokulum yang ditambahkan. Dengan menggunakan kalium bikromat diperkirakan 95 bahan organik dapat dioksidasi Nurhasanah 2009.
C
a
H
b
O
c
+ Cr
2
O
7 -2
+ H
+
CO
2
+ H
2
O + Cr
3+
Reaksi tersebut perlu ditambahkan perak sulfat dan pemanasan sebagai katalisator. Semakin besar nilai COD-nya maka semakin banyak senyawa organik yang dioksidasi. Jika
setelah pretreatment mengalami kenaikan nilai COD maka telah terjadi degradasi partikel pada onggok menjadi senyawa yang lebih sederhana. Perhitungan nilai COD ini dilakukan pada sampel
onggok yang terlarutnya sehingga disebut sebagai COD terlarut karena COD total suatu bahan terdiri atas COD terlarut dan COD bahan yang tidak larut. Berdasarkan hasil pengujian diperoleh
bahwa pada konsentrasi campuran inokulum 5 g100 g TS sesuai pada gambar 15.
Pada saat jam ke-0 baik kontrol maupun perlakuan belum menunjukkan adanya senyawa organik yang diurai karena mikroba masih dalam fase adaptasi sehingga nilai COD terlarutnya
masih rendah. Untuk kontrol 43 mgl sedangkan perlakuan inokulum 5 pada jam tersebut sebesar 63 mgl. Ketika jam ke-4 nilai COD terlarutnya meningkat menjadi 251 mgl, jam ke-8
terjadi kenaikan lagi menjadi 608 mgl. Kenaikan ini disebabkan telah terjadi pertumbuhan mikroba yang menghidrolisis komponen ligniselulosa menjadi monomer terlarut. Pada jam ke-8
hingga ke-12 COD terlarut meningkat tajam menjadi 1699 mgl. Kenaikan pada jam ini adalah yang paling tinggi dibandingkan pada jam sebelumnya dan jam ke-16 yang hanya mengalami
kenaikan sebesar 337 mgl. Hal itu disebabkan karena pada rentang waktu jam ke-8 dan ke-12 terjadi pertumbuhan mikroorganisme pada tahap eksponensial sehingga jumlah populasi mikroba
bertambah banyak dan mampu mengurai substrat komponen ligniselulosa. Dengan demikian, penambahan inokulum 5 dapat berpengaruh terhadap degradasi senyawa ligniselulosa pada
onggok. 500
1000 1500
2000 2500
3000 3500
4 8
12 16
COD terlaru t
m g
l
Waktu jam inokulum 5
kontrol
Gambar 15. Grafik Kenaikan COD Pretreatment Onggok Dengan Inokulum 5
24 Pada konsentrasi inokulum 7.5 hasil yang diperoleh menunjukan kenaikan COD
terlarut yang lebih tinggi daripada konsentrasi inokulum 5. Hal itu disebabkan karena populasi mikroba pada konsentrasi ini jauh lebih banyak dari konsentrasi sebelumnya sedangkan substrat
masih mencukupi sehingga dapat meningkatkan efektifitas dari perombakan limbah onggok tersebut oleh mikroba. Tingginya kenaikan nilai COD terlarut juga karena dipengaruhi oleh
bentuk partikel onggok yang halus dan kecil sehingga memperluas bidang permukaan sehingga dapat dirombak secara spesifik sempurna di semua bagian permukaan onggok.
Pada jam ke-0 hingga ke-12 kenaikan COD terlarut pada konsentrasi ini tidak berbeda jauh dengan konsentrasi inokulum sebelumnya. Akan tetapi, pada jam ke-16 terjadi kenaikan
COD terlarut yang lebih tinggi, yaitu mencapai 2239 mgl dibandingkan konsentrasi inokulum 5 pada jam yang sama sebesar 2036 mgl. Hal itu menandakan bahwa semakin banyak
konsentrasi inokulum yang ditambahkan, semakin banyak pula bahan organik dari senyawa ligniselulosa yang dapat diurai menjadi monomer terlarut sehingga menyebabkan nilai COD
terlarutnya mengalami kenaikan yang lebih tinggi pula seperti yang ditunjukkan pada gambar 16.
Pada konsentrasi 10 atau 10 gram inokulum dalam 100 gram padatan terjadi kenaikan COD terlarut yang lebih signifikan dibandingkan konsentrasi sebelumnya karena onggok yang
digunakan diduga masih mengandung unsur pati sehingga ikut teroksidasi saat pengujian COD terlarut dan menambah beban pretreatment onggok. Walaupun besarnya kandungan pati tidak
dianalisis secara kuantitatif hanya kualitatif dengan meneteskan larutan iodine dan terlihat warna biru pada onggok tetapi jelas perubahan warna itu menandakan masih banyak
mengandung unsur pati. Oleh karena itu, peningkatan degradasi senyawa organik terlarut terjadi pada perlakuan inokulum 10 saat jam ke-16 sedangkan pada jam sebelumnya kenaikan
nilai COD tidak berbeda jauh dengan konsentrasi sebelumnya. 500
1000 1500
2000 2500
3000 3500
4 8
12 16
COD terlaru t
m g
l
waktu jam kontrol
inokulum 7.5
Gambar 16. Grafik Kenaikan COD Pretreatment Onggok Dengan Inokulum 7.5
25 Kenaikan nilai COD terlarut pada konsentrasi ini meningkat dari jam ke-0 hingga ke-12
dari 43 hingga 1766 mgl. Akan tetapi, besarnya kenaikan ini tidak berbeda jauh dengan konsentrasi sebelumnya. Perbedaan yang paling signifikan terjadi pada jam ke-16, yaitu sebesar
3167 mgl atau terjadi kenaikan COD terlarut 1401 mgl setelah jam ke-12. Hal ini juga membuktikan bahwa dengan penambahan katalisator berupa inokulum campuran yang lebih
banyak dapat meningkatkan COD terlarut pada proses pendegradasian biomassa onggok seperti pada gambar 17.
Berdasarkan hasil pengujian sidik ragam lampiran 3 diperoleh hasil bahwa pada setiap perlakuan antara faktor konsentrasi dan taraf waktu pretreatment menunjukkan setiap perlakuan
tersebut berbeda nyata. Pada uji lanjut Duncan atau pembeda diperoleh bahwa konsentrasi inokulum campuran 10 pada jam ke-16 adalah kondisi terbaik untuk penguraian biomassa
onggok karena nilai COD terlarutnya paling tinggi. Hal tersebut dikarenakan semakin banyaknya konsentrasi inokulum yang ditambahkan, semakin banyak pula senyawa ligniselulosa yang
terdegradasi menjadi bahan organik terlarut. Kenaikan nilai COD terlarut mengikuti grafik eksponensial yang sesuai dengan grafik
pertumbuhan mikroba. Kenaikan ini menunjukan bahwa telah terjadi penguraian senyawa organik menjadi lebih sederhana. Pengujian menggunakan analisis COD ini menjadi parameter yang
akurat karena menghitung jumlah oksidan yang digunakan untuk mengkonversi senyawa organik polimer. Pengonversian tersebut jelas akan menambah jumlah senyawa organik karena dalam
bentuk yang lebih sederhana atau monomer sakarida. Pembentukan monosakarida ini penting bagi proses pengolahan onggok selanjutnya karena faktor utama yang mempengaruhinya adalah
keseimbangan nutrien, rasio antara unsur karbon dan nitrogen sebesar 600:7, serta pH yang stabil Nurhasanah, 2009.
500 1000
1500 2000
2500 3000
3500
4 8
12 16
COD terlaru t
m g
l
Waktu Jam kontrol
inokulum 10
Gambar 17. Grafik Kenaikan COD Pretreatment Onggok Dengan Inokulum 10
26
4.2.2 Total Solid Onggok
Kategori