Pra-Perlakuan Alkali untuk Meningkatkan Biodegradabilitas Biomasa

Abstract

Pemanfaatan biomasa pertanian sebagai bahan baku biogas cenderung menghasilkan yield biogas yang lebih rendah dibandingkan dengan yield biogas yang dapat dicapai secara teoritis. Hal ini disebabkan karena sulitnya bakteri anaerob dalam mencerna bahan organik tak terlarut. Oleh karena itu, dibutuhkan perlakuan awal yang dapat memecah bahan organik kompleks yang terkandung dalam biomasa menjadi senyawa yang lebih sederhana atau bahan organik terlarut. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kondisi terbaik perlakuan alkali encer pada onggok sebagai model biomasa. Onggok yang telah dikarakterisasi kemudian dihidrolisis menggunakan larutan NaOH pada tiga tahap perlakuan konsentrasi, yaitu 10 g NaOH/100 g TS, 30 g NaOH/100 g TS, dan 50 g NaOH/100 g TS selama 4, 8, 12, dan 16 jam dengan ulangan sebanyak 3 kali. Hasil hidrolisis basa tersebut kemudian dilakukan penyaringan dengan kertas saring sehingga terbagi menjadi dua bagian, yaitu bagian tak tersaring yang dianalisis SS (Suspended Solid) dan bagian tersaring yang dianalisis COD (Chemical Oxygen Demand) terlarut untuk menentukan banyaknya bahan organik yang telah terlarut. Kemudian dalam penelitian ini juga diamati menggunakan foto mikroskopik untuk mengetahui perbedaan struktur serat sebelum dan setelah hidrolisis sebagai akibat dari larutan alkali pada tiap perlakuan jamnya. Hasil analisis menunjukkan onggok memiliki kadar air sebesar 7% dengan komponen ulamanya karbohidrat sebesar 85,37% (bk), selulosa sebesar 64,03% (bk), hemiselulosa sebesar 16.11% (bk), dan lignin sebesar 17,53% (bk). Selain itu terdapat komponen protein sebesar 0,42% (bk) dan lemak sebesar 1,17% (bk). Perlakuan hidrolisis terbaik menyebabkan degradasi lignin dan karbohidrat (selulosa dan hemiselulosa) menjadi bahan organik yang larut dalam air yang dapat diamati pada jam ke-8 yaitu peningkatan nilai COD terlarut dari 41 mg/1 menjadi 751 mg/l dan penurunan padatan total dari 10% menjadi 2,8% (b/b) pada konsentrasi 50 g NaOH/100 g TS. Meningkatnya nilai COD terlarut ini disebabkan karena terputusnya ikatan komponen lignoselulosa yang ditandai dengan penurunan komponen lignin sebesar 76%, penurunan komponen selulosa sebesar 41%, dan penurunan komponen hemiselulosa sebesar 74%. Hasil hidrolisis ini diharapkan dapat dimanfaatkan secara maksimal sebagai bahan baku biogas karena bakteri-bakteri anaerob yang bekerja dalam proses pembuatan biogas tersebut telah dapat mencerna bahan organik yang telah terlarut. Hal ini disebabkan karena bahan organik terlarut memiliki rantai molekul yang lebih pendek akibat pra-perlakuan alkali yang telah dilakukan. Saran yang diajukan dalam penelitian ini yaitu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai produksi gas spesifik yang dapat dihasilkan setelah dilakukan perlakuan awal berupa hidrolisis basa ini. .dst