CH Nilai pH Fermentasi LCPKS pada Suhu Berbeda 91

organik dan karbon dioksida menyebabkan penurunan nilai pH, sebaliknya senyawa seperti amonia akan meningkatkan nilai pH. Nilai pH pada reaktor termofil lebih tinggi dari pada reaktor mesofil Bitton, 1999. Pembentukan asetat berlangsung selama degradasi substrat dalam perombak anaerobik, tetapi akumulasi asetat tidak dapat diketahui langsung dari nilai pH yang menurun. Konsentrasi asetat akan melebihi konsentrasi yang dapat dideteksi sebagai perubahan pH. Oleh karena itu, jika pH dalam reaktor berkurang, hal tersebut menunjukkan konsentrasi asetat tinggi sehingga proses perombakan terhambat. Nilai pH bukan indikator yang baik untuk ketidakseimbangan fermentasi biomas kotoran hewan. Nilai pH yang umum untuk proses fermentasi LCPKS berkisar pH 6,7-8,5, perubahan pH tiba-tiba merupakan isyarat pemberian pakan melimpah. Bakteri campuran terlibat dalam proses perubahan bentuk tranformasi senyawa organik kompleks dengan bobot molekul tinggi menjadi metana. Interaksi sinergi diantara berbagai kelompok mikroorganisme terjadi pada perombakan anaerobik LCPKS. Dalam kondisi anaerobik asam asetat cuka direduksi menghasilkan gas metana oleh Methanosarcina, Methanococcus, Methanobacterium, dan Methanobacillus . Terdapat dua kelompok bakteri metanogen penting pada proses anaerobik, yaitu metanogen hidrogenotrofik menggunakan H kemolitotrofik mengubah hidrogen dan CO 2 menjadi metana, dan metanogen asetotrofik asetoklastik metanogen pemisah asetat, mengubah asetat menjadi metana dan CO 2 Bitton, 1999. Aktifitas mikroorganisme membutuhkan beberapa jenis unsur hara, bergantung pada komposisi kimia bahan sel. Konsentrasi minimum unsur hara yang dibutuhkan sebaiknya ada dalam substratmedia agar dapat menjadi pakan organisme perombakan anaerobik Wellinger, 1999. Nutrisi itu adalah hidrogen, nitrogen, oxigen, dan carbon sebagai bahan utama penyusun bahan organik. Sulfur untuk sintesis asam amino, fosfor adalah komponen penting dalam asam nukleat. Kalium, kalsium, magnesium, dan besi dibutuhkan untuk aktifitas enzim dan komponen- komponen logam kompleks. Sepuluh unsur di atas sebaiknya terdapat dalam konsentrasi sekitar 10 -4 M. unsur lain yang sebaiknya terdapat dalam konsentrasi lebih kecil, misalnya Nikel Ni penting untuk pertumbuhan bakteri anaerobik. Konsentrasi tinggi Ca, Mg, K dan Na dapat menjadi faktor penghambat. Sementara konsentrasi rendah 0,01-0,005 M kation-kation sel tersebut dapat aktif dan meningkatkan proses perombakan, akibatnya terjadi hubungan antar kation-kation berbeda Wellinger, 1999. Bahan baku substrat dengan rasio CN tinggi dicampur dengan rasio CN rendah akan memberikan rerata rasio komposisi input sesuai kadar optimal produksi biogas yang diinginkan. Seperti di Cina, rasio CN seimbang diperoleh dari campuran sekam padi pada dasar perombak dengan kotoranlimbah domestik. Di Nepal dan India pengumpanan perombak dengan kotoran gajah dicampur limbah kotoran manusia memungkinkan keseimbangan rasio CN mendorong produksi biogas stabil. Jenis limbah substrat peternakan umum kandungan nitrogen N tinggi dibandingkan kadar karbon C. Rasio karbon terhadap nitrogen limbah yang ditambahkan ke perombak sebaiknya berbanding 20 bagian C dan 1 bagian N 16- 19:1 untuk memperoleh produksi optimum metana. Residu panen pertanian dan sayuran, biasanya berkadar N rendah tapi tinggi kadar C, dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kinerja perombak dengan mencampur kadar N tinggi limbah peternakan, dan dapat memberi lebih baik rasio C:N untuk produksi biogas Wellinger, 1999. Konsentrasi substrat rasio C:N:P terkait kebutuhan nutrisi mikroorganisme, homogenitas dan kandungan air padatan tersuspensi SS; padatan total TS dan asam lemak volatil VFA Bitton, 1999. Senyawa kompleks organik tidak dapat dimanfaatkan secara langsung oleh bakteri didalam proses metabolisme, karena membran sel bakteri hanya dapat dilewati oleh senyawa organik sederhana seperti glukosa, asam amino dan asam lemak volatil. Proses penguraian senyawa kompleks organik menjadi senyawa organik sederhana berlangsung pada proses hidrolisis yang dilakukan oleh kelompok bakteri hidrolitik. Limbah cair mengandung senyawa kompleks organik pengendali proses terletak pada tahap hidrolisis, karena proses hidrolisisnya lebih lambat dibanding tahap proses lain. Senyawa kompleks organik dihidrolisis mengikuti kinetika reaksi orde satu. Hidrolisis akan mempengaruhi kinetika proses keseluruhan karena tahap yang berlangsung paling lambat dapat mempengaruhi laju keseluruhan Ahmad et al., 2001. Biomasa yang digunakan pada proses hidrolisis terlebih dulu diadaptasikan pada substrat yang digunakan. Proses hidrolisis karbohidrat menjadi senyawa terlarut berlangsung atas bantuan enzim ekstraseluler yang dikeluarkan oleh kelompok bakteri hidrolitik. Proses hidrolisis protein dilakukan oleh enzim protesase menjadi polipeptida dan asam amino Ahmad et al., 2001. Enzim protease terdiri dari peptidase dan proteinase, yang dihasilkan oleh satu genus yaitu Clostridium. Laju reaksi hidrolisis susbstrat tunggal lebih cepat dibanding substrat campuran, karena dalam susbstrat tunggal hanya terdapat satu komponen yang dihidrolisis tanpa gangguan oleh komponen lain, sedang substrat campuran terjadi hidrolisis multi-komponen secara simultan dan menghambat laju hidrolisis. Senyawa paling lambat dihidrolisis adalah minyak dan lemak, karena konstanta hidrolisis terkecil, berarti minyak atau lemak merupakan faktor pengendali dalam proses hidrolisis campuran maupun tunggal. Hidrolisis protein pada kondisi anaerobik adalah lebih rendah dibanding laju hidrolisis karbohidrat. Ahmad et al. 2001, menyatakan bahwa lipid terhidrolisis dengan sangat lambat dan lipid menjadi pembatas laju keseluruhan hidrolisis. Pada kondisi termofil degradasi lipid non polar sangat lambat dibanding dengan komponen polar demikian pula dalam biodegradasi senyawa kompleks organik secara anaerobik. Penguraian senyawa komplek mengikuti kinetika reaksi hidrolisis orde satu. Laju reaksi hidrolisis karbohidrat pada substrat lebih cepat dibandingkan laju reaksi protein. Senyawa mudah didegradasi misalnya, protein dan lemak dapat menghambat proses perombakan anaerobik. Senyawa-senyawa tersebut mengandung asam lemak rantai panjang dalam jumlah berlebihan dapat menghambat mikroorganisme dalam pembangkit biogas. Penambahan senyawa secara mendadak ke dalam digester dapat menghambat proses perombakan anaerobik, tetapi bergantung pada kecepatan proses hidrolisis, dengan proses fermentasi berikutnya. Umumnya lipid memiliki kandungan energi tinggi dan kandungan itu dapat didegradasi sempurna menjadi biogas. Jika pembangkit biogas diadopsi untuk mendegradasi konsentrasi tinggi lemak, banyak produksi biogas dapat diperoleh. Efek yang sama terhadap protein juga dapat terjadi. Biomasa dengan kandungan protein tinggi dapat menghambat proses perombakan. Oleh karena itu, diperlukan periode waktu tinggal lebih lama jika input biomas memiliki kandungan protein tinggi. Periode waktu cukup diperlukan agar supaya pemecahan sempurna protein menjadi satuan yang lebih kecil Ahmad ., 2001. Beberapa unsur dapat menyebabkan kematian bakteri anaerobik, misalnya logam berat dan pelarut organic, tetapi banyak pula senyawa-senyawa racun dapat