25 Pembentukan biogas yang kecil bisa juga dipengaruhi oleh padatan total bahan.
Romli 2010 menyebutkan bahwa total solid merupakan padatan terlarut dan tersuspensi, organik dan anorganik dalam limbah, berupa bahan kering residu dari proses penguapan
sampel pada suhu 105 °C selama 48 jam bobot konstan. Penurunan padatan menguap total terjadi karena pembentukan asam yang berlangsung cepat. Beberapa hari menjelang
berakhirnya proses fermentasi biasanya dicapai kondisi yang lebih stabil sehingga meningkatkan laju produksi gas kumulatif. Hal ini menunjukkan efisiensi perombakan
padatan menguap sudah mencapai maksimal, meskipun belum semua padatan menguap terdekomposisi. Beberapa penyebab terjadinya tidak semua padatan terdekomposisi karena
adanya penghambatan substrat atau inhibitor di dalam substrat. Namun menurut Romli 2010, sulit menetapkan batas nilai konsentrasi tertentu
suatu bahan bersifat toksik atau inhibitif, karena efek ini tidak hanya dipengaruhi oleh konsentrasinya tetapi juga oleh kondisi lingkungan, misalnya pH, suhu, dan konsentrasi
bahan-bahan lain yang mungkin bersifat sinergis atau antagonis terhadap bahan toksik yang dimaksud.
Penelitian yang dilakukan oleh Karim et al. 2005 dengan menggunakan fermentasi anaerobik disebutkan bahwa nilai TS akan mengalami penurunan antara 3.1-3.5
selama proses produksi biogas. Adapun nilai TS yang dihasilkan selama proses fermentasi berlangsung dapat dilihat pada lampiran. Penurunan TS yang tidak konsisten ini, bahkan ada
yang mengalami peningkatan berdampak pada gas yang dihasilkan. Adapun nilai TS yang dihasilkan berkisar antara 5-20 dengan persen penurunan yang fluktuatif.
4.2.2 PENURUNAN PADATAN ORGANIK TVS db
Fraksi Volatile Solid VS dalam digester anaerob merupakan parameter yang penting dan dapat digunakan untuk perhitungan pembebanan. Semakin tinggi kosentrasi VS
semakin tinggi pula pembebanan. VS merupakan bahan makanan untuk proses hidrolisis dan pembentukan asam secara anaerob Hartono 2009. Volatie solid VS adalah jumlah padatan
yang menguap pada bahan dalam pembakaran di atas suhu 550 °C atau disebut padatan tidak stabil. Padatan yang menguap berasal dari kandungan organik bahan. Potensi produksi biogas
dari bahan-bahan organik, dapat dikalkulasi berdasarkan kandungan padatan tak stabil. Semakin tinggi kandungan padatan tak stabil dalam satu unit volume dari kotoran sapi segar
akan menghasilkan produksi gas yang lebih banyak Widodo dkk. Menurut Boullaghui et al. 2003 dalam Rahman 2007 menjelaskan bahwa pada
proses produksi biogas secara anaerobik, terjadi penurunan kandungan TVS dengan efisiensi pendegradasian antara 58-75 pada akhir proses. Penurunan nilai TVS menunjukkan bahwa
kandungan padatan organik telah dirombak menjadi senyawa volatile fatty acid, alkohol, CO
2
dan H
2
pada tahap asidogenesis, kemudian menjadi CH
4
dan CO
2
pada tahap metanogenesis. Adapun produksi gas yang dihasilkan berdasarkan nilai VS ditunjukkan oleh
Gambar 5. Berdasarkan gambar tersebut, gas yang dihasilkan semakin lama semakin meningkat hingga akhirnya kembali turun yang menandakan bahwa bahan organik telah
habis dihidrolisis oleh mikroorganisme. Produksi gas terbanyak baik proses 1 maupun proses 2 dihasilkan oleh komposisi 3:5 dengan ukuran 0.1-0.5 cm yakni 0.005215 Lg VS proses 1
dan 0.005172 Lg VS proses 2. Wildan 2011 dalam penelitiannya menghasilkan gas sebesar 37.63 mlg VS. Jika dibandingkan, maka produksi gas campuran sampah sayuran
dengan sludge berdasarkan padatan tak jenuh memiliki hasil yang lebih rendah. Hal ini bisa jadi disebabkan kadar air bahan yang tinggi sehingga padatan yang dapat teruapkan sedikit
26 selebihnya adalah air bahan dan gas yang dihasilkan juga sedikit. Berbeda dengan kotoran
sapi yang selama ini memang dikenal sebagai inokulum yang baik untuk teknologi biogas karena kadar padatannya yang baik. Meskipun dalam beberapa tingkat mikroorganisme
mampu menyesuaikan diri terhadap perubahan kondisi lingkungan, namun kondisi tersebut harus tetap terkontrol agar kinerja mikroorganisme tetap optimal.
a 1
st
running
b 2
nd
running Gambar 5. Produksi gas
Menurut Palupi 1994, proses pengubahan substrat menjadi senyawa-senyawa pembentuk biogas akan menurunkan bahan padatan organik dalam sistem. Nilai padatan
volatile dapat berkurang antara 2.07-10.5 pada proses pembuatan biogas secara anaerobik. Persen penurunan TVS yang cukup besar mengindikasikan bahan organik tersebut dapat
didegradasi secara baik oleh mikroorganisme dan berpotensi menghasilkan biogas. Ketidaksesuaian bakteri asam dan metan juga menyebabkan produksi gastidak
optimal. Hal ini diperkuat oleh Romli 2010 bahwa masalah utama dalam proses konversi anaerobik adalah kemungkinan tidak seimbangnya populasi mikroorganisme dalam reaktor.
Bakteri pembentuk metana memiliki laju pertumbuhan yang jauh lebih rendah dibanding bakteri pembentuk asam. Dominasi bakteri pembentuk asam menyebabkan kondisi asam
pada reaktor yang dapat menurunkan aktivitas bakteri pembentuk metana atau bahkan menginhibisi.
27 Kondisi demikian ini didukung oleh nilai pH yang cenderung semakin asam untuk
semua jenis perlakuan yaitu 6.67 menjadi 5 dan pH terkecil yaitu 4.80. Pada selang pH ini, bakteri yang tumbuh dengan baik adalah bakteri asidogen sedangkan bakteri metanogen
tumbuh pada pH optimum 7.8-8.2. Oleh karena itu laju pembentukan asam jauh lebih cepat dibandingkan laju pembentukan metan. Namun Romli et al. 1994b mengungkapkan bahwa
penelitian yang dilakukan pada selang pH reaktor asidogenesis 5-6 memperlihatkan kinerja metanogenesis yang masih baik.
Dalam proses yang baik, bakteri asam dan bakteri metan memiliki hubungan yang saling menguntungkan. Asetogenesis dapat terjadi hanya jika tekanan parsial hidrogen dijaga
tetap rendah oleh aktivitas bakteri pembentuk metana Siregar 2005. Pada penelitian ini tidak dilakukan kontrol tekanan. Solusi yang ditawarkan pada permasalahan ini yaitu perlu
dilakukannya pengendalian tingkat alkalinitas dan konsentrasi VFA agar dapat mencegah terjadinya situasi tersebut Romli 2010. Mengacu pada penelitian Alvarez dan Liden 2007
dengan menggunakan sampah sayuran dan buah, kondisi steady state terjadi pada pH 4,4 dengan produksi biogas sebesar 0.3 literhari.
4.2.3 PERUBAHAN COD Chemical Oxygen Demand
