20 banyak. Banyaknya jumlah air ini dipengaruhi oleh karakteristik bahan yang
dipakai karena hampir semua bahan yang dipakai sifatnya mudah membusuk dengan kandungan air yang besar, seperti timun, labu siam, selada air, jambu biji,
jeruk, mangga, blewah, dan sirsak. Sehubungan bahan baku yang digunakan adalah sampah organik pasar
berupa campuran sampah sayur dan buah, maka sebagian besaar telah mengalami kerusakan fisik atau tidak layak untuk dijual. Anonim 1983 berpendapat bahwa
sayuran dan buah setelah dipetik tidak dapat segar dalam kurun waktu yang lama. Kerusakan bahan dapat menambah kandungan air dalam bahan, sehingga sampah
organik pasar memiliki kadar air yang lebih besar dari sayur dan buah segarnya. Selain kandungan air yang terdapat dalam bahan, jumlah dari satu atau lebih jenis
bahan yang digunakan juga dapat mempengaruhi nilai kadar air. Setiap bahan organik yang akan didegradasi memiliki karakteristik yang
berlainan. Nilai CN pada bahan baku sampah organik pasar pada penelitian ini adalah 45,26 . Menurut Gaur 1981, unsur karbon C dan nitrogen N adalah
faktor terpenting dalam proses pendegradasian. Mikroorganisme membutuhkan karbon utnuk pertumbuhannya dan nitrogen untuk sintesis protein.
Yadvika, et. al. 2004 menyatakan bahwa untuk meningkatkan hasil biogas dalam proses fermentasi anaerobik, maka bahan baku substrat perlu
dilakukan pre-treatment. Pre-treatment ini dimaksudkan untuk menghancurkan struktur organik kompleks menjadi molekul sederhana, sehingga mikroba lebih
mudah mendegradasinya. Salah satu pre-treatment adalah pre-digestion bahan baku.
B. Pendegradasian Pada Fermentasi Aerobik
Tahap awal dalam penelitian ini adalah proses pendegradasian bahan baku berupa sampah organik pasar. Sampah sayur dan buah diperkecil ukurannya.
Ukuran bahan berpengaruh terhadap kecepatan bahan tersebut terurai. Sasse 1994 mengungkapkan bahwa bahan dengan ukuran lebih kecil akan lebih cepat
terdegradasi dibanding bahan dengan ukuran yang lebih besar. Agar dicapai keseragaman kecepatan penguraian, maka ukuran bahan dapat dibuat menjadi
lebih kecil dengan cara dicacah manual atau mekanis menggunakan mesin.
21 Bahan organik yang telah diperkecil ukurannya ditambahkan air dengan
perbandingan 1:1 wv. Penambahan air ini dimaksudkan untuk memudahkan pendegradasian bahan organik. Mazumdar 1982 mengungkapkan bahwa
pengenceran dilution dapat dilakukan dengan perbandingan 4:5 atau sama besar 1:1. Pendegradasian bahan halus dan basah lebih cepat dibandingkan dengan
bahan-bahan kering dan berserabut Sasse, 1992. Penambahan mikrorganisme, EM
4
, dilalukan untuk mempercepat proses degradasi. EM
4
merupakan mikroorganisme pengurai yang telah dikondisikan sebagai bioaktivator. Menurut Sulaeman 2007, bioaktivator yang tersedia di
pasaran berisi inokulum atau kultur mikroorganisme pengurai tertentu. Penambahan bioaktivator biasanya dilakukan pada awal pengomposan untuk
merangsang perkembangbiakan mikroorganisme tersebut dalam menbguraikan bahan organik substrat. Berbagai jenis merk dagang bioaktivator yang saat ini
dijual di pasaran antara lain EM4, stardex, green posnko, dan lain-lain. Selama fermentasi aerobik terjadi pemanfaatan sumber karbon dan
nitrogen oleh mikroba. Pemanfaatan unsur karbon dan nitrogen menyebabkan CN menurun menjadi 41,77. Tabel 4 menunjukkan perubahan CN pada fermentasi
aerobik.
Tabel 4. Perubahan CN Pada Fermentasi Aerobik CN awal
CN akhir 45,26
41,77
CN adalah faktor terpenting dalam pendegradasian bahan organik. Mikroorganisme membutuhkan karbon untuk pertumbuhannya dan nitrogen untuk
sintesis protein. Kecepatan degradasi bahan organik dapat ditunjukkan dengan perubahan CN. Degradasi bahan terjadi cepat, jika perubahan CN bahan tinggi
dan sebaliknya degradasi bahan terjadi lambat, jika perubahan CN rendah Gaur, 1981. Perbandingan karbon dengan nitrogen CN yang baik bagi
pendegradasian bahan organik berkisar antara 251 hingga 351. Jika CN bahan yang digunakan jauh lebih tinggi dari nilai tersebut, maka prosesnya akan
memerlukan waktu yang lama, sedangkan bila CN bahan yang digunakan lebih
22 kecil, maka nitrogen akan dilepaskan sebagai amonia dan akan menghambat
proses degradasi Hobson, 1981. Sampah organik pasar mengalami pendegradasian selama fermentasi
aerobik. Hal ini ditunjukkan dengan menurunnya beberapa parameter, seperti TS, VS, COD, dan pH atau dengan menaiknya parameter VFA. Nilai dari parameter-
parameter tersebut akan dibahas selanjutnya. Total solid
adalah banyaknya jumlah padatan yang terkandung dalam bahan. Padatan dalam sampah organik pasar digunakan oleh mikroba sebagai
substrat pertumbuhan dan perkembangbiakan. Padatan tersebut akan didegradasi secara enzimatik oleh mikroba. Hasil degradasi ditunjukkan dengan adanya
penurunan Total Solid TS. Perubahan nilai TS selama fermentasi aerobik dapat dilihat pada Gambar 4.
Nilai TS Selama Fermentasi Aerobik
y = -0.1734x + 4.9476 R
2
= 0.8089
1 2
3 4
5 6
1 2
3 4
5 6
7
hari ke- T
S TS
Linear TS
Gambar 4. Penurunan Total Solid TS Selama Fermentasi Aerobik
Nilai koefisien variabel bebas dari penurunan TS pada fermentasi aerobik adalah -0,1734 dan nilai korelasinya sebesar -0,8994. Perhitungan nilai koefisien
variabel bebas dan korelasi tersebut dapat dilihat pada Lampiran 2. Hal ini berarti nilai TS dari hari ke hari mengalami penurunan yang berarti.
Parameter pendegradasian bahan organik juga dapat ditentukan oleh nilai Volatile Solid
. Volatile Solid VS adalah jumlah padatan yang menguap pada bahan dalam pembakaran di atas suhu 550
o
C. Padatan yang menguap berasal dari kandungan organik substrat. Selama mengalami fermentasi aerobic, substrat akan
23 mengalami penurunan kadar padatan menguap. Sedangkan garam-garam mineral
yang tidak mudah menguap akan dihasilkan selama pendegradasian bahan, sehingga jumlah VS menjdai sedikit. Perubahan nilai VS selama fermentasi
aerobik dapat dilihat pada Gambar 5.
Nilai VS Selama Fermentasi Aerobik
y = -0.2366x + 4.5547 R
2
= 0.8816 1
2 3
4 5
1 2
3 4
5 6
7
hari ke- V
S
Series1 Linear Series1
Gambar 5. Penurunan Volatile Solid VS Selama Fermentasi Aerobik
Pada dasarnya perubahan yang terjadi pada fermentasi bahan organik hanya terjadi pada padatan menguap ini. Nilai koefisien variabel bebas dari
penurunan VS sebesar -0,2366 dan nilai korelasinya sebesar -0,9389. Kedua nilai tersebut menunjukkan hubungan waktu dan VS sangat kuat selama fermentasi
aerobik. Perhitungan nilai koefisien variabel bebas dan korelasi tersebut dapat dilihat pada Lampiran 3.
Selain kadar bahan organik dapat ditentukan dengan analisis TS dan VS, pengukuran kandungan senyawa organik dalam air dapat ditentukan pula dengan
analisis COD. COD Chemical Oxygen Demand adalah banyaknya oksigen dalam ppm atau miligram per liter yang dibutuhkan dalam kondisi khusus untuk
mengoksidasi bahan organik dalam air. Mikroba membutuhkan udara dalam mendegradasi substrat, dimana protein dihidolisis menjadi asam-asam amino,
karbohidrat dihidolisis menjadi gula-gula sederhana, dan lemak dihidrolisis menjadi asam-asam berantai pendek. Perubahan nilai COD selama fermentasi
aerobik dapat dilihat pada Gambar 6.
24
Nilai COD mgl Selama Fermentasi Aerobik
y = -1451.4x + 19524 R
2
= 0.8924
5000 10000
15000 20000
25000
1 2
3 4
5 6
7
hari ke- C
O D
m g
l
COD Linear COD
Gambar 6. Penurunan Chemical Oxygen Demand COD Selama Fermentasi Aerobik
Penurunan COD selama fermentasi aerobik menghasilkan nilai koefisien variabel bebas sebesar -1451,4 dan nilai korelasinya sebesar -0,9447. Perhitungan
nilai koefisien variabel bebas dan korelasi COD dapat dilihat pada Lampiran 4. Nilai tersebut menunjukkan bahwa adanya hubungan yang kuat antara waktu dan
nilai COD selama fermentasi aerobik. Selama fermentasi aerobik bahan, kandungan lemak pada substrat akan
dihidrolisis menjadi asam-asam berantai pendek. Salah satunya adalah Volatile Fatty Acid
VFA. Asam asetat, salah satu jenis VFA, merupakan hasil produk antara intermediate dari hidrolisis glukosa menjadi gas methan. Perubahan nilai
VFA selama fermentasi aerobik dapat dilihat pada Gambar 7.
25
Nilai VFA mgl Selama Fermentasi Aerobik
y = 0.82x + 1.1689 R
2
= 0.7828
1 2
3 4
5 6
7
1 2
3 4
5 6
7
hari ke- V
F A
m g
l
VFA Linear VFA
Gambar 7. Perubahan Volatile Fatty Acid VFA Selama Fermentasi Aerobik
Nilai VFA meningkat dari hari ke hari. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya asam asetat selama fermentasi aerobik sampah organik pasar. Nilai
koefisien variabel bebas VFA sebesar 0,82 dan nilai korelasinya sebesar 0,8848. Kedua nilai regresi tersebut menunjukkan bahwa adanya hubungan yang kuat
antara nilai VFA dan waktu selama fermentasi aerobik. Perhitungan nilai koefisien variabel bebas dan korelasi ini dapat dilihat pada Lampiran 5.
Derajat keasamaan atau yang dikenal dengan pH adalah ukuran yang digunakan untuk mengetahui alkalinitas suatu bahan apakah bersifat asam pH7
ataukah basa pH7. Bahan baku yang digunakan bersifat asam karena bahan baku merupakan campuran sayur dan buah yang tidak segar. Sayur dan buah
dalam kondisi tidak segar memiliki nilai pH yang rendah bersifat asam. Keasaman bertambah dengan terbentuknya asam asetat selama fermentasi aerobik
pada sampah organik pasar. Perubahan nilai pH selama fermentasi aerobik dapat dilihat pada Gambar 8.
26
Nilai pH Selama Fermentasi Aerobik
y = -0.1429x + 4.3333 R
2
= 0.4286
0.5 1
1.5 2
2.5 3
3.5 4
4.5
1 2
3 4
5 6
7
hari ke- p
H
pH Linear pH
Gambar 8. Penurunan Derajat Keasaman pH Selama Fermentasi Aerobik
Sama halnya dengan nilai VFA, nilai pH juga dipengaruhi oleh banyaknya jumlah asam asetat yang terbentuk. Nilai pH selama fermentasi aerobik
mengalami penurunan. Penurunan nilai pH memberikan nilai koefisien variabel bebas sebesar -0,1429 dan nilai korelasinya sebesar -0,6547. Perhitungan nilai
koefisien variabel bebas dan korelasi tersebut dapat dilihat pada Lampiran 6.
C. Proses Pembentukan Biogas Pada Fermentasi Anaerobik
