Pengaruh pH pada Produksi Asam Organik Volatil dari Stillage Ubi

PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2008
ISSN : 1411 – 4216
PENGARUH pH PADA PRODUKSI ASAM ORGANIK VOLATIL DARI
STILLAGE BIOETANOL UBI KAYU SECARA ANAEROBIK
Diah Meilany* dan Tjandra Setiadi
Program Studi Teknik Kimia, Fak. Teknologi Industri, Institut Teknologi Bandung
Labtek X Lt 3, Jln. Ganesha 10, Bandung ,40132, Telp (022) 2506454
Abstrak
Pengolahan stillage secara anaerobik menghasilkan asam organik volatil yang merupakan
produk antaranya. Asam organik volatil adalah asam organik dengan atom C1 hingga C4,
yaitu asam format, asam asetat, asam propionat, dan asam butirat. Asam asetat merupakan
precursor utama terbentuknya metana. Dengan demikian perlu diperhatikan kondisi
pengolahan anaerobik yang dapat menghambat terbentuknya metana tetapi tidak mengganggu
terbentuknya asam organik volatil. Pada penelitian ini dipelajari pengaruh pH terhadap
produksi asam organik volatil. Sebelum dipakai sebagai media pengolahan anaerobik, terlebih
dahulu stillage bioetanol ubi kayu dianalisa untuk mengetahui karakteristiknya. Selanjutnya
disaring serta diencerkan hingga memiliki kandungan COD ± 20 g/L. Bibit yang berupa
kotoran sapi dan sudah diaklimatisasi ditanamkan ke dalam stillage. Pengolahan anaerobik
berlangsung dalam erlenmeyer yang sudah dimodifikasi bervolume kerja 1,5 L. Dalam
erlenmeyer stillage bioetanol ubi kayu diproses selama 72 jam dengan variasi derajat
keasaman 5, 6, dan 7.. Pengambilan contoh pada setiap tempuhan dilakukan sebanyak
delapan kali. Kedua kondisi penelitian berlangsung pada suhu tetap, 35°C. Hasil yang didapat
adalah pada pH 7 menghasilkan perolehan asam organik volatil total terbanyak. Pada akhir
proses didapatkan asam asetat ± 50% dan asam propionat ± 40 %. Masih tingginya asam
propionat menunjukkan tekanan parsial H2 masih relatif tinggi.
Kata kunci: proses anaerobik ; stillage bioetanol ubi kayu; asam organik volatil total ; asam
asetat ; asam propionat
1. Pendahuluan
Latar belakang
Kebutuhan energi yang makin lama makin meningkat memaksa sebagian negara penghasil dan pengguna
BBM memikirkan energi alternatif untuk menggantikan posisi BBM yang cadangannya makin menipis. Isu
pemanasan global juga tidak kalah gencarnya sehingga penggunaan bioetanol sebagai bahan bakar non fosil
mulai dikembangkan lebih giat.
Indonesia sebagai salah satu negara penghasil BBM sekaligus pengguna juga tidak mau ketinggalan turut
berpartisipasi. Di tahun 2025 telah dicanangkan penggunaan 5% bioetanol sebagai pengganti bahan bakar
bensin. Suatu jumlah yang besar mengingat jumlah kendaraan berbahan bakar bensin di Indonesia yang tidak
sedikit.
Pasokan bioetanol dengan sendirinya akan melonjak, yang direncanakan berasal dari dalam negeri.
Sayangnya pada industri bioetanol dengan bahan baku ubi kayu merupakan industri yang sangat banyak
menghasilkan limbah cair, yang dikenal dengan nama stillage. Untuk setiap 1 liter bioetanol yang dihasilkan,
akan menghasilkan stilage sebanyak 17 – 25 liter. Hal ini tentu akan membawa masalah bagi lingkungan bila
tidak ditangani dengan serius.
Dari berbagai cara penanganan limbah, salah satu cara yang menarik untuk dikaji adalah penggunaan
stillage untuk menghasilkan asam organik volatil secara anaerobik. Selain lebih hemat energi, asam organik
volatil yang dihasilkan juga memiliki nilai ekonomi yang tidak kecil karena kelebihannya yaitu bersifat alami
bukan sintetis. Asam asetat misalnya yang biasa dipakai sebagai cuka masak, atau sebagai bahan baku
pembuatan lem kayu, polivinil asetat, membran selulosa asetat, PHA (Poli Hidroksi Alkanoat) dan banyak lagi
yang lain.
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
C-014-1
PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2008
ISSN : 1411 – 4216
Perumusan Masalah
Proses anaerobik yang menggunakan kultur campuran akan menghasilkan biogas sebagai produk
akhirnya melalui serangkaian reaksi. Komponen penting dari biogas adalah metana. Sedangkan precursor utama
pembentuk metana adalah asam asetat yang merupakan asam organik volatil. Selain asam asetat, dalam
rangkaian reaksi proses anaerobik juga akan dihasilkan asam organik volatil lain yaitu asam propionat, asam
butirat, asam valerat dan asam isovalerat dalam jumlah lebih kecil.
Dalam proses produksi asam organik volatil secara anaerobik harus menghambat terbentuknya metana.
Beberapa faktor yang mempengaruhinya telah dipelajari, diantaranya kandungan bahan organik umpan, suhu,
pH, dan waktu tinggal. Pada suhu hidup mikroba mesofilik maupun termofilik bisa diperoleh asam asetat dalam
jumlah terbanyak dibanding asam organik volatil lain. (Yeoh, 1997 ; Lata, dkk., 2002). Selain itu pada penelitian
yang menggunakan media sintetik dan suhu tetap, jenis asam organik volatil yang terbentuk akan dipengaruhi
oleh pH media (Horiuchi, dkk., 2002 ; Elefsiniotis, dkk., 2004 ; Cheong, dkk., 2006). Sedangkan kandungan
COD umpan dan waktu tinggal dipelajari oleh Nugroho dan Yustendi, (2007).
Nugroho dan Yustendi, (2007) menemukan bahwa pada pada proses anaerobik terhadap stillage bioetanol
ubi kayu dengan kandungan COD awal ± 20 g/L, suhu 35°C dan pH 6 ± 0,9 menghasilkan asam organik volatil
total terbanyak. Berdasarkan hasil tersebut maka dapat dilakukan penelitian lanjutan untuk mempelajari
pengaruh pH dalam proses produksi asam organik volatil dari stillage bioetanol ubi kayu.
Tujuan Penelitian
Dalam rangka memproduksi asam organik volatil diperlukan kondisi lingkungan yang sesuai untuk
menghambat terbentuknya metana. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh pH media pengolahan
anaerobik untuk mendapatkan asam organik volatil sebanyak mungkin dari stillage bioetanol ubi kayu secara
anaerobik.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini adalah :
1. Stillage yang diolah adalah stillage bioetanol ubi kayu dari pabrik bioetanol skala kecil di Cicurug Sukabumi.
2. Mikroba yang dipakai sebagai bibit berasal dari kotoran sapi yang telah diaklimatisasikan
3. Stillage bioetanol ubi kayu akan diolah secara partaian (batch) dalam bioreaktor yang berupa erlenmeyer
yang sudah dimodifikasi pada suhu pengolahan anaerobik yang tetap (35°C). Pengaturan pH berlangsung
secara manual dengan penambahan K2CO3 saat pH turun dan H3PO4 saat pH naik.
4. COD stillage bioetanol ubi kayu awal ditetapkan sebesar ± 20 g/L, berdasarkan penelitian yang sudah
dilakukan oleh Nugroho dan Yustendi (2007).
5. Analisa dilakukan terhadap stillage bioetanol ubi kayu sebelum dan setelah pengolahan anaerobik, meliputi
nilai COD, kandungan asam organik volatil total, MLSS serta komposisi asam organik volatil.
6. Untuk tiap variabel yang dilakukan pengulangan sebanyak 2 kali dengan menganggap tiap perlakuan
merupakan percobaan tersendiri.
2. Bahan dan Metode Penelitian
Bahan
Penggunaan bahan terbagi menjadi dua, yaitu bahan yang dipakai dalam proses anaerobik serta bahan
yang dipakai untuk menganalisa karakteristik stillage bioetanol ubi kayu serta contoh hasil pengolahan
anaerobik.
Bahan proses anaerobik
1. stillage bioetanol ubi kayu
2. Aquadest pengencer stillage bioetanol ubi kayu
3. K2CO3 dan H3PO4 pekat
4. Kultur campuran berupa kotoran sapi yang sudah diaklimatisasi
Bahan analisa
1. reagensia dalam penentuan konsentrasi COD awal dan akhir stillage bioetanol ubi kayu
2. reagensia dalam penentuan konsentrasi BOD5 awal stillage bioetanol ubi kayu
3. reagensia dalam penentuan Asam Organik Volatil Total (Total Volatile Organic Acid) awal dan akhir stillage
bioetanol ubi kayu
4. reagensia dalam penentuan nitrogen organik awal stillage bioetanol ubi kayu
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
C-014-2
PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2008
ISSN : 1411 – 4216
Peralatan
Dalam penelitian ini, digunakan bioreaktor berupa labu erlenmeyer yang dimodifikasi untuk mempelajari
pengaruh pH yang terkendali secara manual dalam produksi asam organik volatil pada suhu 35°C. Untuk
menjaga homogenitas proses digunakan longitudinal shaker yang dilengkapi pemanas air (waterbath). Pada
gambar 1 disajikan skema bioreaktor berupa erlenmeyer yang dimodifikasi dengan volume kerja 1,5 L.
Erlenmeyer tersebut dilengkapi dengan pipa kaca (1) tempat mengambil contoh dan masuknya gas nitrogen. Pipa
ini harus dijaga agar tidak berhubungan dengan udara luar dengan memasang penjepit selang. Selain itu terdapat
juga pipa leher angsa (2) berisi air untuk mengamati keberadaan gas, pipa gas nitrogen keluar (3), pipa gas
nitrogen masuk untuk menyingkirkan gas hidrogen (4), sparger (5) dan pompa peristaltik (6).
1. pipa kaca
2. leher angsa
3. selang
sirkulasi
nitrogen
keluar
4. selang
sirkulasi N2
masuk
5. sparger
6. pompa
peristaltik
Gambar 1 Skema erlenmeyer yang dimodifikasi
Metode penelitian
Penelitian ini bertujuan memproduksi asam organik volatil dari stillage bioetanol ubi kayu pada kondisi
anaerobik. Mula-mula stillage bioetanol ubi kayu disaring sebelum dapat dipakai. Untuk mengetahui
karakteristik stillage tersebut perlu dilakukan analisa yang meliputi analisa pH, COD, BOD5, nitrogen organik,
fosfor, kalium, natrium, padatan total, padatan tersuspensi. Selanjutnya mempersiapkan bibit agar dapat bekerja
pada media baru berupa stillage bioetanol ubi kayu pada pH 5,6 dan suhu ruang. Bibit yang dipakai berasal dari
kotoran sapi. Tahap ini dinamakan tahap aklimatisasi. Setelah bibit dan stillage bioetanol ubi kayu siap untuk
dipakai, dilanjutkan dengan penanaman bibit ke dalam stillage bioetanol ubi kayu pada erlenmeyer yang
dimodifikasi dan proses anaerobik dilangsungkan pada variasi pH 5, 6 dan 7. Untuk mengetahui perubahan yang
terjadi pada stillage bioetanol ubi kayu maka dilakukan analisa terhadap hasil proses yang meliputi pH, COD,
asam organik volatil total serta komponen asam organik volatil. Selain itu dilakukan juga analisa padatan
tersuspensi untuk mengetahui pertumbuhan mikroba selama proses anaerobik.
Kondisi anaerobik didapat dengan menutup rapat bioreaktor, memasang plastik hitam penutup wadah
serta menyemburkan gas nitrogen ± 10 menit di awal proses. Untuk menjaga suhu tetap, bioreaktor direndam
dalam penangas air (waterbath) yang dilengkapi longitudinal shaker. Sebagai pengendali pH ditambahkan
K2CO3 atau H3PO4 setiap kali selesai mengambil contoh karena pengendaliannya secara manual. Gas nitrogen
juga dialirkan selama ± 5 menit untuk memaksimalkan pengusiran hidrogen setiap kali selesai mengambil
contoh.
3. Hasil dan Pembahasan
Proses Aklimatisasi
Proses aklimatisasi bertujuan untuk mendapatkan bibit yang siap bekerja untuk memproduksi asam
organik volatil dari substrat yang kompleks yaitu stillage bioetanol ubi kayu. Dalam tabel 1 ditampilkan
komposisi stillage bioetanol ubi kayu yang dipakai sebagai bahan baku dalam penelitian ini
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
C-014-3
PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2008
ISSN : 1411 – 4216
Tabel 1 Komposisi stillage bioetanol ubi kayu
Parameter
COD
BOD5
pH
Padatan total
Padatan tersuspensi
Nitrogen total
Fosfor total
Kalium
Natrium
Satuan
mg O2/L
mg O2/L
g/L
g/L
mg N/L
mg P2O5/L
mg K2O/L
mg Na/L
Nilai
70.176
35.000
3,9 – 4,2
118,1
1,4
820
4,42
7836,74
26,76
Pada tabel 1 dapat dilihat bahwa nilai COD stillage bioetanol ubi kayu cukup tinggi. Hal ini yang merupakan
salah satu dasar dilakukannya penelitian ini. Karena nilai COD yang tinggi menggambarkan besarnya kandungan
bahan organik dalam suatu bahan. Seperti sudah disampaikan sebelumnya, bahan organik merupakan sumber
nutrisi bagi mikroba dalam proses anaerobik untuk diubah menjadi asam organik volatil. Selain itu karena
stillage bioetanol ubi kayu merupakan limbah, dengan diubahnya sebagian bahan organik menjadi asam organik
volatil maka potensi stillage bioetanol ubi kayu sebagai limbah akan berkurang. Stillage bioetanol ubi kayu yang
dipakai diencerkan hingga memiliki nilai COD ± 20 g/L dengan MLSS awal 400 mg/L. Setelah kotoran sapi
diaklimatisasi pada pH ± 5,6 dan suhu kamar dengan waktu sekitar 5 bulan didapatkan MLSS akhir 3000 mg/L.
Stillage bioetanol ubi kayu yang sudah siap menjadi bibit akan mengalami perbedaan warna yang semula coklat
keruh menjadi lebih jernih.
Produksi Asam Organik Volatil Total
Asam organik volatil total ditentukan dengan cara mendistilasi kaldu fermentasi, selanjutnya distilat
dititrasi dengan larutan basa. Konsentrasi asam total yang didapat dinyatakan sebagai konsentrasi asam asetat.
Cara ini merupakan cara baku dalam penentuan konsentrasi asam organik volatil. Karena pengambilan contoh
mempengaruhi volume kerja yang dipakai, maka semua hasil yang didapat dihitung dengan mengembalikan ke
volume awalnya. Hasil yang didapat pada penelitian yang berlangsung dalam erlenmeyer bervolume kerja 1,5 L
ditampilkan dalam gambar 3.
TAOV, g C
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
waktu sampling, jam
pH 5
pH 6
pH 7
Gambar 3 Produksi Asam Organik Volatil Total
Dari gambar 3 terlihat bahwa asam organik volatil total terbanyak diperoleh pada saat pH proses 7. Sedangkan
waktu terbaik produksi asam organik volatil total adalah 24 jam. Berbeda dengan hasil yang diperoleh oleh
Hwang dkk (2001), pada pH 5,9 dan suhu 35°C membutuhkan waktu 0,88 hari. Sedangkan Yang dkk (2004)
melaporkan pada saat suhu 35°C dan pH 6 memerlukan waktu 2,1 hari.
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
C-014-4
PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2008
ISSN : 1411 – 4216
Pada erlenmeyer terjadi perubahan bahan organik menjadi asam organik volatil. Perubahan ini dapat
dinyatakan sebagai nilai yield bahan organik. Pada pH proses 7 didapat yield sebesar 17,9 %. Rumus
perhitungannya adalah sebagai berikut.
yield =
( massa akhir AOVT − massa awal AOVT )
x100%
(1)
massaCOD awal
Dalam rumus 1 diatas, nilai massa dinyatakan sebagai g karbon (g C).
AOV, g C
Produksi asam organik volatil spesifik
Untuk mengetahui komposisi asam organik volatil dalam penelitian ini dilakukan analisa dengan
menggunakan Chromatografi Ion DIONEX ICS 1000. Contoh yang sudah diambil harus diawetkan dulu pada
pH ± 2 dan suhu 4oC sebelum dianalisa. Hasil analisa menunjukkan bahwa terdapat lima jenis asam organik
volatil yaitu asam format, asam asetat, asam propionat, asam butirat dan asam valerat. Hasil penelitian dengan
tiga variasi nilai pH proses, hasilnya disajikan seperti pada gambar 4 hingga 6 berikut.
3,0
2,0
1,0
0,0
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
w aktu sam pling, jam
format
asetat
propionat
valerat
asetat
propionat
butirat
Gambar 4 Produksi asam organik volatil spesifik pada pH 5
AOV, g C
3,0
2,0
1,0
0,0
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
w aktu sam pling, jam
format
asetat
propionat
valerat
asetat
propionat
butirat
Gambar 5 Produksi asam organik volatil spesifik pada pH 6
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
C-014-5
PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2008
ISSN : 1411 – 4216
3,0
AOV, g C
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
w aktu sam pling, jam
format
asetat
propionat
valerat
asetat
propionat
butirat
Gambar 6 Produksi asam organik volatil spesifik pada pH 7
Seperti terlihat pada gambar 4 hingga gambar 6, asam asetat dan asam propionat mendominasi produk
proses anaerobik. Pada proses dengan pH 5 terlihat asam asetat cenderung naik tetapi tidak securam asam
propionat yang naiknya lebih tajam. Hal ini menunjukkan laju pembentukan asam asetat lebih rendah dibanding
laju pembentukan asam propionat. Hasil yang serupa dinyatakan oleh Qing dan Fang, (2002) yang mendapatkan
pada rentang pH 4 – 4,5 dihasilkan lebih banyak asam propionat. Sedangkan pada pH proses 6 terlihat ada
fluktuasi produksi asam asetat di awal dan mulai meningkat di akhir rentang waktu yang diambil. Berbeda
dengan produksi asam propionat yang cenderung terus meningkat dan hanya mengalami sedikit penurunan. Hasil
berbeda didapat oleh Qing dan Fang (2002) yang menyatakan bahwa pada rentang pH 6 – 6,5 lebih banyak
dihasilkan asam asetat dan asam butirat, seperti yang juga didapat oleh Nugroho dan Yustendi (2007). Pada pH
proses 7 terlihat bahwa produksi asam asetat cenderung menurun demikian juga dengan asam propionat. Tetapi
sama dengan pada pH proses 5 dan 6, asam asetat dan asam propionat mendominasi produk. Hasil penelitian Hu
dkk (2006) melaporkan bahwa pH 6,9 merupakan kondisi optimal untuk proses asidogenesis dan menghasikan
lebih banyak asam asetat serta asam propionat. Tetapi Horiuchi dkk (2002), melaporkan pada rentang pH 5 – 7
akan didapat asam butirat dan asam asetat lebih banyak. Perbedaan yang terjadi diduga karena kondisi bibit yang
dipakai pada penelitian kali ini tidak pada rentang pH mendekati 7.
Adanya asam propionat yang cenderung meningkat mengindikasikan satu hal penting. Kandungan gas H2
terakumulasi dalam erlenmeyer, hingga asam propionat tidak bisa terkonversi oleh mikroba asetogen untuk
menghasilkan asam asetat. Asam propionat tetap diproduksi oleh mikroba asidogen tetapi tidak bisa diubah
menjadi asam asetat.
Reaksi pembentukan asam asetat dari asam propionat (Speece, 1996) dituliskan sebagai berikut.
−
⎯⎯
→ CH COO − + HCO − + H + + 3H ∆G° = 76 kJ/mol
CH 3CH 2COO +3 H 2O ←
3
3
2
−
⎯⎯
→ 2CH COO − + 2 H
CH 3CH 2CH 2COO +2 H 2O ←
3
2
∆G° = 48,1 kJ/mol
Bila melihat nilai energi bebas Gibb’s standart nilainya positif. Karena positif maka reaksi tidak dapat
berlangsung, hingga untuk membuat energi bebas Gibb’s menjadi negatif, maka tekanan parsial hidrogen harus
di bawah 10-4 atm agar asam propionat bisa berubah menjadi asetat , (Speece, 1996).
Sedangkan asam butirat, bisa lebih mudah diubah menjadi asam asetat dibanding asam propionat. Karena meski
nilai energi bebas Gibb’s standart masih positif tetapi tekanan parsial hidrogen yang dibutuhkan lebih tinggi,
yaitu bernilai 10-3 atm.
Untuk menurunkan tekanan parsial hidrogen hingga serendah itu dapat dibantu dengan menggunakan
kultur campuran antara mikroba asetogenik penghasil H2 dan mikroba metanogen pengguna H2. Pada
perkembangan terakhir dipakai dua buah bioreaktor yang dipasang seri, (Nie dkk, 2007). Pada bioreaktor
pertama dihasilkan asam asetat, CO2 dan H2. Selanjutnya di bioreaktor kedua, CO2 dan H2 dikonversi menjadi
asam asetat. Penggunaan sirkulasi gas dan proses fedbatch di sistem bioreaktor seri tersebut juga dapat
meningkatkan konversi asam asetat, (Nie dkk, 2008). Pada penelitian kali ini ditambahkan gas nitrogen untuk
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
C-014-6
PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2008
ISSN : 1411 – 4216
mengusir sebagian besar gas H2 yang terbentuk setiap kali selesai mengambil contoh. Selain itu dipakai pompa
peristaltik untuk mensirkulasi gas nitrogen yang berfungsi sebagai pengusir (stripper) H2 yang terbentuk.
Untuk lebih jelasnya, tabel 2 menyajikan komposisi asam organik volatil di akhir proses. Dari tabel 2 nampak
jelas bahwa di akhir proses asam asetat dan asam propionat yang mendominasi produk. Di semua variasi pH
asam asetat diperoleh berkisar 50 % sedangkan asam propionat berkisar 40 %.
Tabel 2 Komposisi asam organik volatil di akhir proses
Komponen
Asam format
Asam asetat
Asam propionat
Asam butirat
Asam valerat
pH 5
0,9
49,4
45,3
3,2
1,2
Komposisi ( % )
pH 6
0,7
52,1
40,6
5,7
0,9
pH 7
0,0
55,9
33,3
10,2
0,6
Penurunan COD
Sesuai definisinya, COD melambangkan keberadaan senyawa organik dalam suatu bahan. Reaksi
pembentukan asam organik volatil dari stillage bioetanol ubi kayu akan mengkonsumsi sebagian bahan organik
yang terkandung dalam stillage bioetanol ubi kayu. Dengan terbentuknya asam organik volatil dari stillage
bioetanol ubi kayu maka COD stillage bioetanol ubi kayu akan turun.
Pada penelitian ini yang berlangsung dalam erlenmeyer dengan variasi pH didapat hasil yang bervariasi
juga. Hal ini dapat dilihat pada gambar 7. Pada gambar tersebut terlihat bahwa secara keseluruhan terjadi
penurunan nilai COD di ke tiga variasi pH proses. Persentase penurunan nilai COD pada berbagai variasi nilai
pH dapat dilihat pada gambar 8.
COD, g C
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
waktu sampling, jam
pH 5
pH 6
pH 5
pH 7
pH 7
pH 6
Gambar 1 Penurunan COD di erlenmeyer
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
C-014-7
% penurunan COD
PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2008
ISSN : 1411 – 4216
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
pH
Gambar 2 Persentase penurunan COD stillage bioetanol ubi kayu di erlenmeyer
Pada gambar 8 terlihat bahwa proses pada pH 6,0 memberikan hasil terbaik yaitu penurunan nilai COD
sebesar 14,3 %. Nilai yang tidak terlalu besar untuk penurunan COD suatu proses penanganan limbah. Hal ini
mengindikasikan selama proses tidak terjadi perubahan bahan organik menjadi metana. Perubahan yang terjadi
adalah bahan organik menjadi asam organik volatil yang terlarut. Tetapi bila melihat asam organik volatil total
yang dihasilkan, seharusnya pH 7 memberikan penurunan COD lebih baik. Kemungkinan besar disebabkan pH 6
lebih cocok untuk pertumbuhan sel bibit dibanding pH 7, karena bibit yang dipakai hasil aklimatisasi pada pH
5,6. sehingga sebagian bahan organik diubah menjadi sel yang tidak terdeteksi dalam analisa COD.
4. Kesimpulan
Dari penelitian ini didapat beberapa hal yang merupakan kesimpulan sebagai berikut
1. Waktu proses untuk memperoleh asam organik volatil optimal dalam erlenmeyer adalah 24 jam, pada pH 7
2. Asam asetat yang didapat berkisar 50 % sedangkan asam propionat sekitar 30 % - 40 % dalam produk akhir
3. Asam propionat masih cukup banyak dalam produk, berarti tekanan parsial H2 masih relatif tinggi
Ucapan terimakasih
Terimakasih sebesar besarnya disampaikan kepada LPPM ITB melalui RISET- KK-ITB 2007 dengan no kontrak
182C/K01.9/PL/2007 untuk pendanaan penelitian ini.
Daftar Pustaka
Ahn, J.-H., Hwang, S. (2004)., Modeling and biokinetics in anaerobic acidogenesis of starch-processing
wastewater to acetic acid, Biotechnology Progress 20(2): 636 - 638.
Cheong, D.-Y., Hansen, C. L. (2006), Acidogenesis characteristics of natural, mixed anaerobes converting
carbohydrate-rich synthetic wastewater to hydrogen, Process Biochemistry , Volume 41(8), 1736 - 1745.
Elefsiniotis, P., Oldham, W.K., (2004), Influence of pH on the acid-phase anaerobic digestion of primary sludge,
Journal of Chemical Technology & Biotechnology 60 (1): 89 – 96
Hu, Z.H.,Yu, H.Q.,Zheng,J.C., (2006), Application of response surface methodology for optimization of
acidogenesis of cattail by rumen cultures, Bioresource Technology97:2103-2109
Horiuchi, J. I., Shimizu, T., Tada, K., Kobayashi, M. (2002), Selective production of organic acids in anaerobic
acid reactor by pH control, Bioresource Technology 82(3):209 – 213
Hwang , S., Lee , Yongse., Yang, Keunyoung. (2001), Maximization of acetic acid production in partial
acidogenesis of swine wastewater, Biotechnology and Bioengineering 75(5): 521 – 529
Lata, K., Rajeshwari, K.V., Pant, D.C., Kishore, V.V.N., (2002), Volatile fatty acid production during anaerobic
mesophilic digestion of tea and vegetable market waste, World Journal of Microbiology & Biotechnology 18:
589 - 592
Naturgerechte Technologien, Bau.-und. Wirtschaftsberatung(TBW) GmbH (1998), Energetic reuse of distillery
wastewater, CDC-TBW
Nugroho, A., Yustendi, K., (2007),The effect of COD concentration on volatile organic acid production from the
cassava ethanol stillage, Penelitian S1, Institut Teknologi Bandung
Nie, Y.Q., Liu, H., Du, G.C., Chen, J. (2007). Enhancement of Acetate Production by a Novel Coupled
Syntrophic Acetogenesis with Homoacetogenesis Process.,Process Biochemistry 42(4):599-565
Nie, Y.Q., Liu, H., Du, G.C., Chen, J. (2008). Acetate Yield Increased by Gas Circulation and Fed-Batch
Fermentation in a Novel Syntrophic Acetogenesis and Homoacetogenesis Coupling System., Bioresource
Technology 99(8):2989-2995
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
C-014-8
PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2008
ISSN : 1411 – 4216
Speece, R.E.,(1996), Anaerobic Biotechnology for Industrial Waste Waters, Vanderbilt University, hal. 42-43
Qing, H.Y., Fang, H.H.P., (2002), Acidogenesis of dairy wastewater at various pH levels, Water Science &
Technology, 45(10): 201-206
Yang, K., Oh, C., Hwang, S (2004), Optimizing volatile fatty acid production in partial acidogenesis of swine
wastewater, Water Science & Technology 50(8):169-176
Yeoh B, G. (1997), Two phase anaerobic treatment of cane-molasses alcohol stillage, Water Science &
Technology 36(6-7):441-448
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
C-014-9