2.7. Mekanisme Pembentukan Biogas
Sampah organik buah-buahan dan sayuran seperti layaknya kotoran ternak adalah substrat terbaik untuk menghasilkan biogas Padmi, 2001. Proses
pembentukan biogas merupakan proses bertahap dengan tiga tahap utama, yaitu hidrolisis, asidogenesis, dan metanogenesis Hermawan,2005.
1. Hidrolisis Hidrolisis bahan organik diperlukan untuk mengkonversi bahan tersebut
ke bentuk dan ukuran yang dapat melewati dinding sel bakteri untuk digunakan sebagai sumber nutrisi atau energi Nuraeni, 2002. Tahap pertama adalah reduksi
senyawa organik yang kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana oleh bakteri hidrolitik. Bahan-bahan organik yang mengalami proses hidrolisis seperti
karbohidrat, lemak, dan protein diubah menjadi senyawa terlarut seperti asam karboksilat, asam hidroksi, keton, alkohol, glukosa, asam-asam amino, hidrogen,
dan karbondioksida Hermawan, 2005. Menurut Manurung 2007 reaksi yang terjadi pada tahap ini adalah :
· Bakteri hidrolitik menguraikan selulosa menjadi glukosa : C
6
H
10
O
5
n + nH
2
O nC
6
H
12
O
6
Selulosa Glukosa
Bakteri hidrolitik ini bekerja pada suhu antara 30-40°C. Bakteri yang aktif merombak bahan organik tergantung dari substrat yang tersedia. Tahap pertama
ini berlangsung dengan pH optimum antara 6-7 Nuraeni, 2002. 2. Asidogenesis
Tahap kedua adalah perubahan senyawa sederhana menjadi asam organik yang mudah menguap seperti asam asetat, asam butirat, asam propionat, dan lain-
20
lain. Dengan terbentuknya asam organik maka pH akan terus menurun, namun pada waktu yang bersamaan terbentuk buffer yang dapat menetralisir pH. Di sisi
lain untuk mecegah penurunan pH yang drastis maka perlu ditambahkan buffer sebelum tahap pertama berlangsung. Bakteri pembentuk asam-asam organik
tersebut diantaranya adalah Pseudomonas, Flavobacterium, Eschericia, dan Acetobacter
Hermawan, 2005. Sebagian produk hasil metabolisme protein, lemak, dan karbohidrat yang
berupa asam lemak rantai pendek asam butirat, asam propionat, dan asam laktat juga akan dikonversi menjadi asam asetat oleh bakteri acetogenik penghasil
hidrogen. Pada tahap ini juga akan terbentuk hidrogen dan karbondioksida Nuraeni, 2002. Persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut Manurung,
2007 : · Bakteri pembentuk asam menguraikan senyawa glukosa menjadi asam lemak
volatil: C
6
H
12
O
6
+ 2H
2
O 2CH
3
COOH + 2CO
2
+ 4H
2
As. asetat 2C
6
H
12
O
6
2CH
3
CH
2
CH
2
COOH + 4CO
2
+ 2H
2
As. butirat C
6
H
12
O
6
+ 2H
2
2CH
3
CH
2
COOH + 2H
2
O As. propionat
3. Metanogenesis Tahap ketiga
adalah konversi asam organik menjadi metan,
karbondioksida, dan gas-gas lain seperti hidrogen sulfida, hidrogen, dan nitrogen Hermawan, 2005. Menurut Manurung 2007 reaksi yang terjadi dalam tahap ini
adalah :
21
a. Bakteri asetogenik meguraikan asam propionat dan asam butirat menjadi asam asetat :
CH
3
CH
2
COOH + 2H
2
O CH
3
COOH + CO
2
+ 3H
2
As. asetat CH
3
CH
2
CH
2
COOH + 2H
2
O 2CH
3
COOH + CO
2
+ 2H
2
As. asetat b. Bakteri metan asetotropik menguraikan asam asetat menjadi metan:
CH
3
COOH CH
4
+ CO
2
metan c. Bakteri metan hidrogenotropik mensintesa hidrogen dan karbondioksida
menjadi metan : 2H
2
+ CO
2
CH
4
+ 2H
2
metan Bakteri metanogenik bersifat strict atau obligate anaerob dengan oksigen
sebagai penghambat. Salah satu karakteristik tahap ini yang penting adalah hanya sedikit substrat yang digunakan sebagai sumber energi untuk bakteri metanogenik.
Sampai saat ini disepakati bahwa hanya asam format, asam asetat, metanol, dan hidrogen yang dapat digunakan sebagai sumber energi oleh berbagai bakteri
metanogenik Karsini, 1980. Konversi ini dilakukan oleh bakteri metan seperti Methanobacterium omelianskii, Methanobacterium solugenii, Methanobacterium
suboxydons, dan lain-lain. Bakteri metan ini sangat sensitif terhadap perubahan
suhu dan pH, oleh karenanya kedua parameter ini harus dikendalikan dengan baik. pH optimum pembentukan biogas adalah antara 7,0-7,2 Hermawan, 2005.
Ketiga proses pembuatan biogas di atas dapat disederhanakan dalam Gambar 1:
22
Senyawa organik sederhana Hidrolisis
Asidogenesis Bahan organik kompleks
· Karbohidrat · Protein
· Lemak
Asam volatil, alkohol, keton,
aldehid, H
2
O Asetat, Format,
CO
2
, H
2
Asetat, H
2
Metanogenesis CH
4
, CO
2
, H
2
O
Gambar 1. Proses pembentukan metan dalam produksi biogas
23
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
Kategori