22 dengan kadar alkalinitas di bawah 1000 mgL CaCO
3
. Peningkatan nilai alkalinitas akan menghasilkan peningkatan laju metanogenesis yang selanjutnya
berakibat pada perbaikan dalam reduksi COD [36].
2.4.3 Asetogenesis
Tahapan ketiga dalam anaerobic digestion adalah asetogenesis, di mana asam lemak volatil selain CH
3
COOH yang diproduksi asidogenesis dicerna lebih lanjut oleh bakteri asetogenik untuk memproduksi CH
3
COOH, CO
2
dan H
2
[28]. Beberapa produk hasil fermentasi seperti asam lemak rantai panjang dari dua atom
karbon, alkohol yang lebih panjang dari satu atom karbon, rantai cabang dan aromatik dari asam lemak, tidak dapat secara langsung digunakan oleh bakteri
metanogenesis. Di dalam proses asetogenesis, produk dioksidasi menjadi asetat dan H
2
proton direduksi oleh bakteri obligat di dalam hubungan syntropic dengan methanogenic archaea yang bertekanan parsial H
2
rendah [27]. Bila gas H
2
dan CO
2
yang terbentuk besar, reduksi COD yang terjadi dapat mencapai nilai 10 [36].
2.4.4 Metanogenesis
Selama metanogenesis, produk asetogenesis seperti asetat dan H
2
CO
2
dikonversi menjadi CH
4
dan CO
2
oleh bakteri Methanogenic archaea. Berikut adalah beberapa jenis bakteri metanogen yang memanfaatkan substratnya.
Tabel 2.10 Jenis Bakteri Metanogen dan Substrat yang Dimanfaatkannya [35]
Jenis Bakteri Substrat
Methanogenic archaea H
2
CO
2
, asetat, dan senyawa karbon lainnya, seperti format, metanol, dan
methylamine Methanosaeta
Asam asetat Methanobrevibacter arboriphilus
H
2
CO
2
Methanospirilium hungatei
dan Methanobacterium formiccium
H
2
CO
2
dan asam format
Methanosarcina H
2
CO
2
, asetat, metanol dan beberapa
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
23 senyawa karbon tunggal
Mikroorganisme sangat sensitif pada variasi lingkungan. Bakteri metanogenik termasuk genus archeabacter yang membedakannya dari bakteri
asidogenik dan asetogenik. Berikut salah satu jenis bakteri metanogen:
Gambar 2.2 Perbedaan tipe dari bakteri metanogenik dalam proses pembentukan metan [37].
Menurut [37] ada tiga jenis dari bakteri metanogenik dalam pembentukan metan:
1. Genus Methanosarcina berbentuk bola 2. Methanothrix Bacteria panjang dan turbular
3. Bakteri yang mengkatabolisme furfural dan sulfat pendek dan berbentuk batang yang berliku.
Peningkatan pH akan terjadi dalam tahapan metanogenesis. Penurunan COD terbesar akan dihasilkan dari proses konversi CH
3
COOH menjadi CH
4
karena 70 total CH
4
diproduksi dalam sistem anaerobic digestion dihasilkan oleh proses pemecahan CH
3
COOH Bakteri methanogen merupakan grup bakteri yang bersifat paling sensitif terhadap oksigen dan pH. Oksigen terlarut berkadar
0,01 mgl sudah dapat menghambat pertumbuhan bakteri methanogen. Penurunan laju pertumbuhan methanogen terjadi signifikan pada kondisi di luar kisaran pH
6,5-8,2. Pada nilai pH di bawah 6, laju produksi CH
4
akan berlangsung sangat lambat. Namun, konsentrasi NH
3
dapat menjadi semakin meningkat seiring naiknya nilai pH sehingga dapat menghambat akitivitas methanogen terutama
yang berperan mengkonversi CH
3
COOH menjadi CH
4
dan mengakibatkan
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
24 kondisi di mana proses berjalan stabil namun dengan laju produksi CH
4
rendah [36]. Berikut adalah reaksi yang berhubungan antara konsumsi asetat dan
hidrogen: Tabel 2.11 Hubungan Reaksi untuk Metanogenesis [35].
Jenis Bakteri Reaksi
ΔG
o
kJmol Hydrogenothropic methanogenesis
4H
2
+CO
2
CH
4
+ 2H
2
O -135,0
Aceticlastic methanogenesis CH3COOH+2H
2
O CH
4
+CO
2
-31,0 Acetate oxidation
CH3COOH+2H
2
O 4H
2
+2CO
2
+104,0 Homoacetogenesis
4H
2
+2CO
2
CH3COOH+2H
2
O -104,0
Metanogenesis merupakan tahap yang paling kritis dari keseluruhan proses fermentasi anaerobik. Metanogenesis umumnya dipengaruhi oleh kondisi
operasi. Komposisi dari umpan, laju umpan, temperatur, dan pH adalah contoh faktor yang mempengaruhi proses metanogenesis. Digester yang volumenya
berlebihan, perubahan temperatur, atau masuknya oksigen dapat menghasilkan penghentian produksi metan [38].
2.5 Parameter Fermentasi Anaerobik
