REACTOR: JOURNAL OF RESEARCH ON CHEMISTRY AND ENGINEERING – VOL. 4 NO. 2 (2023) 47-53
Available online at: http://reactor.poltekatipdg.ac.id/

## R E A C T O R
Journal of Research on Chemistry and Engineering
|    ISSN Online 2746-0401    |

## Pengaruh Pre-Treatment Kimia dan Biologi Terhadap Produksi Biogas dari Kulit Kopi
Dennis Farina Nury 1* , Muhammad Zulfikar Luthfi 2 , Ahmad Rifqiyan Farohi 3 , Tri Widjaja 3
1 Program Studi Teknik Kimia, Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan 35365, Indonesia
2 Program Studi Teknik Kimia Bahan Nabati, Politeknik ATI Padang, Padang, 25171, Indonesia
3 Departemen Teknik Kimia, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 60111, Indonesia

## ARTICLE INFORMATION

## A B S T R A C T
Received: August 06, 2023 Revised: December 02,2023 Available online: December 07, 2023 Coffee,  as  a  major  commodity  in  Indonesia,  produces  a  huge  number  of byproducts and residues during the processing process.  Coffee  wastes and byproducts produced during  coffee berry processing are a  major source of contamination  and  represent  significant  environmental  challenges  in  the coffee  production  process.  One  promising  alternative  in  utilizing  coffee wastes  is  converting  into  energy  source  i.e,  of  biogas  from  coffee  pulp. Coffee pulp has toxic components that act as a methane inhibitor; these type of biomass have a problem with the lignin degradation process, which binds cellulose  and  hemicellulose.  The  use  of  cow's  rumen  fluid  for  methane production  from  coffee  pulp  is  still  rare,  particularly  for  rumen  fluid. Chemical  pretreatment  was  carried  out  using  alkali-peroxide  followed  by rumen fluid pretreatment. The performance of biogas produced from coffee pulp (with and without pretreatment) using rumen fluid as an inoculum has been  investigated.  Biogas  was  produced  in  a  semi-batch  reactor  with  a working volume of 2 liters for 30 days. Removal lignin, SS, VFA, and biogas yield  were  measured.  This  study  aims  to  determine  the  biogas  production from coffee pulp using variation HRT 20 and 30 days. It can be concluded that chemical pretreatment of NaOH - H 2 O 2 combination can reduce lignin up  to  75.02%.  The  volume  of  biogas  produced  increased  with  chemical pretreatment and rumen fluid as compared to the substrate with only rumen pretreatment According to Gas Chromatography  analysis, the  methane  gas obtained  from  chemical  pretreatment  and  rumen  with  HRT  30  days  is 47.93%, while the methane obtained from rumen pretreatment with HRT 30 days is 34.28%.

## KEYWORDS
Biogas,  Coffee  Pulp,  Lignin,  NaOH-H 2 O 2 Pretreatment, Rumen Fluid

## CORRESPONDENCE
Name: Dennis Farina Nury E-mail: dennis.nury@tk.itera.ac.id

## PENDAHULUAN
Populasi  dan  pertumbuhan  ekonomi  di  berbagai  negara akan  meningkatkan  permintaan  energi  di  masa  depan. Konsumsi  energi  global  saat  ini  adalah  542  kuadriliun BTU  (QBTU)  dan  diperkirakan  akan  meningkat  50% pada tahun 2050 [1]. Energi merupakan kebutuhan pokok manusia,  dimana  bertambahnya  populasi  manusia berdampak  pada  kebutuhan  akan  energi  yang  semakin meningkat. Ketergantungan akan energi yang tidak dapat diperbaharui  seperti  bahan  bakar  fosil  membuat
ketersediaan  energi  tersebut  semakin  menipis.  Oleh karena  itu,  dibutuhkan  sumber  energi  alternatif  yang dapat diperbaharui, salah satu contohnnya adalah biogas.
Biogas  merupakan  hasil  konversi  tak  langsung  dari beberapa energi yang tersimpan dalam zat organik alami menjadi  suatu  gas  berenergi  yang  dihasilkan  sebagai produk  akhir  fermentasi  anaerob  [2].  Biogas  tersusun atas gas campuran yang komponen utamanya terdiri dari metana  dan  karbondioksida,  dimana  nilai  energinya dapat  dilihat  dari  kadar  metananya  [3].  Biogas  dapat diproduksi  dengan  menggunakan  berbagai  macam
sumber,  salah  satunya  dari  limbah  agroindustri.  Alasan penggunaan  limbah  agroindustri  dalam  bioproses  yaitu membantu mengurangi limbah hasil produksi pengolahan kopi [4].
Kopi merupakan komoditas terbesar kedua di dunia dan menghasilkan residu dalam jumlah besar dari pemrosesan  pengolahan  kopi  dapat  mencapai  mencapai sekitar  50%  dari  produksi  kopi  [5].  Limbah  kulit  kopi mengandung  selulosa  dan  hemiselulosa  yang  dapat dikonversi  menjadi  biogas  [6].  Selain  mengandung selulosa  dan  hemiselulosa,  limbah  tersebut  juga mengandung  lignin  yang  mengikat  selulosa  dan hemiselulosa  sehingga  menghambat  proses  penguraian senyawa  tersebut,  kafein  dan  tanin  merupakan penghambat  pertumbuhan  bakteri  yang  merupakan inhibitor (penghambat)  dalam  proses  fermentasi  biogas [3], [7]. Sehingga zat-zat tersebut harus dihilangkan agar proses fermentasi biogas dapat berjalan lebih optimal dan menghasilkan volume biogas yang lebih banyak.
Untuk  menghilangkan  atau  mengurangi  kadar  lignin pada  kulit  kopi,  seperti:  kafein  dan  tanin,  diperlukan proses delignifikasi atau pre-treatment . Salah satu studi pada pre-treatment lignin batang sorghum menggunakan larutan  alkali  dapat  mendegradasi  lignin,  sehingga meningkatkan produksi metana yang diuji pada sorghum [8].  Studi  lain  melaporkan  bahwa pre-treatment alkalin/oksidatif  dengan  NaOH-H 2 O 2 adalah  metode paling  efektif  untuk  meningkatkan  hidrolisa  enzimatik dibandingkan pre-treatment dengan  asam  dan  reagen oksidatif [9], [10].
Mikroorganisme rumen sapi terdiri dari mikroba anaerob selulolitik  dengan  aktivitas  enzim  yang  tinggi  untuk mendegradasi  biomassa  lignoselulosa  dibandingkan dengan  mikroorganisme  anaerob  lainnya  [11].  Dimana cairan  rumen  sapi  yang  ditambahkan  ke  dalam biodigester  memberikan  pengaruh  yang  signifikan terhadap  produksi  biogas,  dengan  meningkatkan  laju produksi biogas, jika dibandingkan dengan  biogas yang dihasilkan tanpa penambahan cairan rumen sapi [3]. Hal ini membuat rumen memiliki waktu tinggal yang sangat singkat,  sekitar  25  -  30  jam  [12].  Beberapa  peneliti menggunakan  cairan  rumen  sapi  untuk  memproduksi metana  dari  ampas  tebu  dan  dedak  jagung  [13],  jerami jagung  [14],  jerami  padi  [15],  [16],  dan  limbah  kertas [11] dengan  hasil  yang signifikan,  yaitu  lebih dari 30% hingga  70%  dari  hasil  metana  teoritis.  Berbeda  dengan ampas  kopi  yang  memiliki  kandungan  racun  sebagai penghambat  produksi  metana,  jenis-jenis  biomassa tersebut  umumnya  memiliki  masalah  pada  proses degradasi lignin yang mengikat selulosa dan hemiselulosa.  Penggunaan  cairan  rumen  sapi  untuk
produksi metana dari kulit kopi masih jarang dilakukan, terutama untuk campuran kotoran sapi dan cairan rumen.
Produksi biogas dari substrat limbah agroindustri adalah salah  satu  teknologi  yang  paling  menuntut  untuk menghasilkan  energi  secara  berkelanjutan  dengan memperhatikan lingkungan. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi pengaruh pre- treatment secara  kimia  dan  biologi  terhadap  produksi biogas  dari  substrat  kulit  kopi  menggunakan reaktor semi-batch dengan  variasi  HRT  ( Hydraulic  Retention Time ) 20 dan 30 hari .

## METODOLOGI
Skema  penelitian  pembuatan  biogas  ditunjukkan  pada gambar 1, dimana limbah kulit kopi akan diberikan pre- treatment dengan  2  metode,  yaitu  metode  kimia  dan metode  biologi.  Setelah  diberikan pre-treatment kimia, akan  dilakukan  analisa  menggunakan  DNS  ( 3,5- Dinitrosalicylic  Acid ) untuk  mengetahui  kadar  gula reduksi [17] . Metode Tappi Acid-insoluble in wood and pulp (T 222 om-02) untuk mengetahui kadar lignin [18]. Sedangkan  untuk  hasil pre-treatment biologis  akan dianalisa VFA ( Volatile Fatty Acid ) dan SS (Suspended Solid) [7] . Konsentrasi gas metana dan karbondioksida di dalam  biogas  dianalisa  menggunakan  GC  ( Gas Chromatography ).
Gambar 1. Skema penelitian biogas dari kulit kopi
Hasil  dari  proses pre-treatment kemudian  difermentasi dengan  menggunakan starter biogas  dari  digester  aktif. Fermentasi  biogas  berisi  substrat  kulit  kopi  hasil pre- treatment menggunakan metode kimia dan biologi. Jenis reaktor  yang  digunakan  adalah semi-batch reaktor bervolume 2 L dengan variasi HRT 20 dan 30 hari .
Pre-treatment  Limbah  Kulit  Kopi  dengan  Metode Kimia Alkali Hidroksida (NaOH dan H 2 O 2 )
Kulit  kopi  didapatkan  dari  pengolahan  kopi  rakyat  di Malang, Jawa Timur. Kulit kopi dilakukan pengeringan dibawah sinar matahari hingga diperoleh kadar air 11%, kemudian  dilakukan  proses  penyeragaman  ukuran hingga  100  mesh. Pre-treatment kimia  dengan  alkali
Kulit kopi Pre-treatment kimia Pre-treatment biologi Fermentasi biogas
hidroksida menggunakan larutan NaOH dan H 2 O 2 30%. Kulit  kopi  yang  telah  melalui  proses  pengeringan  dan penyeragaman  ukuran,  ditimbang  sebanyak  170  gr  dan dimasukkan  kedalam  labu  leher  tiga  2  L.  Larutan  1% NaOH  sebanyak  1540  mL  ditambahkan  kedalam  labu leher tiga dan diaduk hingga homogen, kemudian larutan dalam labu leher tiga dipanaskan menggunakan hotplate hingga temperatur larutan 80 o C. Saat temperatur larutan telah  tercapai  80 o C  dijaga  konsisten  selama  1  jam. Berikutnya ditambahkan  larutan  H 2 O 2 5% (v/v)  dengan pH larutan disesuaikan hingga 11.5 dengan menambahkan  larutan  NaOH  6  M.  Lama  waktu  proses selama 6 jam dimulai saat pH 11.5 tercapai.
Pre-treatment  Limbah  Kulit  Kopi  dengan  Cairan Rumen Sapi
Bahan  baku  yang  digunakan  yaitu  kulit  kopi  hasil pre- treatment kimia  dengan alkali  hidroksida  menggunakan larutan  NaOH  dan  H 2 O 2 30%  sebelumnya  dan  cairan rumen  sapi  dengan  kondisi  sebanyak  60  gr  massa substrat,  dengan  volume  cairan  rumen  1.5  L  waktu fermentasi  24  jam. Pada pre-treatment menggunakan cairan  rumen  ini,  cairan  rumen  ditambahkan  sebanyak 1.5  L  yang  dicampur  dengan  60 gr substrat  hasil pre- treatment kimia dalam jerigen 5 L yang diisi dengan gas N 2 . pH awal inokulum dipertahankan pada angka 7.

## Analisa Suspended Solid
Sampel  dari  tiap  variabel  disaring  dengan  kertas  saring dan  dimasukkan  dalam  oven  hingga  temperatur  105 ° C selama  6  jam. Kemudian  sampel  disimpan  pada temperatur  kamar  dan  ditimbang  beratnya  dan  dihitung SS dengan satuan ppm.
SS = (MT – MK) / V x 1000000
Mt : Massa total (sampel + kertas saring) (gr) Mk : Massa kertas saring (gr) V : Volume sampel (mL)
Analisa  Konsentrasi  Glukosa  dengan  Metode  DNS (Miller, 1959)
Sebanyak  0.2  mL  liquid  hasil  hidrolisis  proses pre- treatment dimasukkan  dalam  tabung  reaksi  kemudian ditambahkan 1.8 mL akuades. Setelah itu ditambahkan 3 mL  larutan  DNS  dan  dihomogenkan  menggunakan vortex .  Selanjutnya,  dipanaskan  dengan  air  mendidih selama  10  menit  dan  didinginkan  selama  10  menit. Kemudian  setelah  temperatur  larutan  normal  (25 o C), diukur  absorbansinya  menggunakan  spektrofotometer pada panjang gelombang 540 nm.

## Analisa VFAs
VFAs  merupakan  prekursor  metana,  semakin  tinggi VFAs maka semakin tinggi konversi yield metana yang dihasilkan [19]. 5 mL sampel dimasukkan ke dalam gelas ukur  100  mL  dan  diencerkan  dengan  penambahan akuades sebanyak 30 mL. Campuran ditambahkan 1 mL H 2 SO 4 15%  dan  dimasukkan  dalam  labu  destilasi,  lalu
diuapkan dengan rangkaian alat destilasi. 30 mL distilat dititrasi  menggunakan  NaOH  0,1  N.  Titrasi  dengan menambahkan  indikator phenolphthalein (PP)  hingga ditandai sampel berwarna merah muda (pink).

## Analisa  Komponen  dalam  Biogas  Menggunakan  Gas Chromatography (GC)
Untuk  mengetahui  konsentrasi  hidrogen,  metana,  dan karbondioksida  dalam  biogas  maka  dilakukan  analisa Gas  Chromatography menggunakan  GC-7900.  Kolom yang  digunakan  HP-PLOT/Q  panjang  30  m,  diameter dalam 0,53  mm, pori-pori kolom 20 mm df, seri kolom 19095P-Q04.  Gas  dianalisa  menggunakan thermal conductifity (TCD) pada temperatur 200 o C dengan arus 40 mA.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  ini  berfokus  pada  penentuan  variabel  terbaik dalam  memproduksi  biogas  dari  limbah  kulit  kopi dengan pre-treatment secara  kimia  dan  biologi. Pre- treatment kimia  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  dengan  alkali  hidroksida  menggunakan  larutan NaOH  dan  H 2 O 2 30%.  Sedangkan pre-treatment secara biologi  dilakukan  dengan  menggunakan  cairan  rumen sapi. Penelitian dilakukan dengan 4 buah variabel, yaitu pre-treatment kimia  dan  cairan  rumen  dengan  HRT  20 hari,

## Hasil Analisa Lignoselulosa
Dari tabel 1 dapat diketahui bahwa pre-treatment kimia dengan  alkali-peroksida  memiliki  dampak  yang  cukup besar  dalam  menurunkan  kandungan  lignin  pada  kulit kopi  dengan removal lignin  yang  dicapai  cukup  tinggi yaitu  75.02%. Pre-treatment kimia  dengan  alkali hidrogen peroksida bertujuan untuk memperoleh substrat kulit  kopi  yang  mudah  untuk  dihidrolisis,  sehingga konsentrasi lignin yang terkandung dalam substrat harus diturunkan.
Tabel  1.  Perbandingan  Massa  Lignin  Sebelum  dan Setelah  Diberikan Pre-treatment Alkali  Peroksida Beserta % Removal nya
Variabel Sebelum Pre- treatment Kimia Setelah Pre- treatment Kimia Massa 0.84 gr 0.21 gr % Removal 75.02 %
Ketika  konsentrasi  lignin  dalam  substrat  turun,  maka akan  mempermudah  enzim  memecah  kandungan selulosa menjadi glukosa [20]. Secara teori, penggunaan NaOH dapat mendegradasi lignin karena dapat memecah ikatan  ester  antara  jaringan  lignin.  Ditambahkannya H 2 O 2 ini  akan  melemahkan  matriks  dalam  lignin  [10], [21]. Selulosa  dan  hemiselulosa  diperlukan  sebagai
sumber  glukosa  yang  merupakan  komponen  untuk memproduksi  biogas.  Selulosa  merupakan  komponen utama penyusun dinding sel yang berupa biopolimer dari glukosa  dengan  rantai  lurus.  Rantai  panjang  selulosa terhubung  secara  bersama  melalui  ikatan  hidrogen, interaksi  hidrofobik,  dan  gaya  van  der  Waals  [22]. Hemiselulosa  adalah  polimer  yang  heterogen  tersusun dari  pentosa,  heksosa  dan  gula.  Hidrolisis  pada hemiselulosa  menjadi  monomer  yang  mengandung glukosa, mannosa, galaktosa, xilosa dan arabinose lebih mudah  dengan  menggunakan  asam.  Hemiselulosa mengikat lembaran serat selulosa membentuk mikrofibril yang  meningkatkan  stabilitas  dinding  sel  dan  berikatan silang dengan lignin membentuk jaringan kompleks serta memberikan struktur yang kuat [23].
Tabel 2. Perbandingan Massa Selulosa dan Hemiselulosa pada Kulit Kopi Tanpa dan dengan Pre-treatment Kimia
Variabel
Substrat Tanpa Pre-
treatment Kimia Substrat Dengan Pre-treatment Kimia Massa Hemiselulosa 0.02 gr 0.03 gr Massa Selulosa 0.19 gr 0.34 gr
Berdasarkan  tabel  2,  dapat  disimpulkan  bahwa  massa hemiselulosa  dan  selulosa  lebih  besar  pada  kulit  kopi yang  telah  melalui  proses pre-treatment kimia.  Hal  ini dikarenakan  selulosa  dan  hemiselulosa  mengisi  bagian dari  lignin  yang  telah  dikurangi  kadarnya  akibat pre- treatment kimia  [10].  Hal  ini  diharapkan  dapat memperbesar volume biogas yang diproduksi.
Berdasarkan  tabel  3  dapat  diketahui  perbandingan komposisi  lignin,  selulosa,  dan  hemiselulosa  pada  kulit kopi  yang  tanpa  dan  diberikan pre-treatment secara
kimia. Lignin yang menurun jauh hingga angka 10.51% dari  awalnya  42.10%  memberikan  slot  kekosongannya kepada  selulosa,  hemiselulosa,  dan  komponen  lainnya seperti yang tertera pada tabel 3.
Tabel  3.  Perbandingan  Komposisi  Lignoselulosa  dalam Substrat Kulit Kopi
Komposisi Dengan Pre- treatment Kimia Tanpa Pre- treatment Kimia Lignin 10.51% 42.10% Selulosa 68.32% 38.52% Hemiselulosa 7.00% 5.88% Lain-lain 14.17% 13.50% Total 100% 100%

## Hasil Analisa VFA
Salah satu fungsi dari cairan rumen adalah menghasilkan VFA  dimana  merupakan  senyawa intermediate (asetat, propionat, butirat, laktat), yang dihasilkan selama proses asidogenesis  dalam  proses  anaerobik  dan  merupakan senyawa penting dalam produksi biogas [7]. Asam asetat dan asam butirat dihasilkan pada pH rendah, sedangkan asam asetat dan propionat dihasilkan pada saat pH 8 [3].
Dalam rumen terjadi dua tahap pencernaan oleh enzim – enzim  yang  dihasilkan  oleh  mikroba.  Pertama  mikroba menghidrolisa  substrat  menjadi  monosakarida,  seperti glukosa,  fruktosa  dan  pentosa.  Hasil  pencernaan  tahap pertama masuk ke jalur glikolisis dan dicerna pada tahap kedua  yang  menghasilkan  piruvat  yang  selanjutnya diubah menjadi VFA [13]. Konsentrasi VFA yang tinggi dapat  menurunkan  pH  larutan  [7],  [19].  Tetapi konsentrasi  VFA  yang  tinggi  juga  dapat  meningkatkan produksi biogas jika kondisi pH netral [24].
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 V F A (ppm ) Waktu (hari) PT Kimia Rumen HRT 20 PT Kimia Rumen HRT 30 PT Rumen HRT 20 PT Rumen HRT 30
Gambar  3  menunjukkan  grafik  konsentrasi  VFA terhadap  waktu.  Titik  awal  (saat  VFA=0)  dimulai  satu hari  sebelum  substrat  kulit  kopi  dan  cairan  rumen dimasukkan ke dalam reaktor. Terlebih dahulu dilakukan pre-treatment cairan  rumen  selama  24  jam.  Setelah  itu diambil  sampel  dan  dianalisa  sebagai  VFA  hari  ke-0. Dari  grafik  dapat  diketahui  bahwa  pada  5  hari  pertama merupakan  saat  yang  sangat  produktif  dalam  produksi VFA. Dalam kurun waktu 10 hari pertama, hidrolisis dan asidifikasi  terjadi  secara  bersamaan  dimana  molekul organik  komplek  yang  dihidrolisis  menjadi  monomer atau  molekul  terlarut  langsung  diproses  oleh  bakteri acidogenic untuk  menghasilkan  VFA.  Produksi  VFA cenderung melambat ketika memasuki hari ke-11, hingga akhirnya  mencapai puncaknya di kisaran hari ke 20-25. Selanjutnya  memasuki  tahap  metanasi,  yaitu  tahap dimana  VFA  berperan  sebagai  substrat  untuk  produksi gas  metana  dan  karbondioksida.  Hal  ini  dapat  ditandai dengan konsentrasi VFA yang terus menurun.

## Analisa Suspended Solid
TSS atau Total Suspended Solid diklasifikasikan menjadi solid melayang yang bersifat organik dan solid terendap yang  dapat  bersifat  organik  dan  anorganik. Suspended solid adalah  zat  padat  dalam  suspensi  yang  dalam keadaan tenang dapat mengendap setelah waktu tertentu karena  pengaruh  gaya  beratnya.  Penentuan suspended solid tersebut  dapat  melalui  volumenya  yang  disebut dengan  analisis  volume  lumpur  ( sludge  volume )  dan dapat  melalui  bobotnya  yang  disebut  dengan  analisis
lumpur kasar atau umumnya disebut zat padat terendap ( settleable solids ) [3].
Berdasarkan  grafik  pada  gambar  4,  dapat  diketahui bahwa nilai suspended solid semakin lama berada dalam reaktor  akan  semakin  menurun.  Pada  10  hari  pertama, penurunan nilai SS sangat besar. Tiga hari pertama dalam anaerobic digestion merupakan waktu dimana degradasi molekul  organik  terjadi  secara  besar-besaran  [7],  [25]. Bahkan  pada  penelitian  ini  penurunan  nilai  SS  secara drastis  terjadi  hingga  hari  ke-7.  Setelah  itu,  penurunan nilai  SS  semakin  melambat.  Hingga  mulai  hari  ke-30, penurunan  nilai  SS  sangat  sedikit  dan  dapat  dikatakan mencapai  kondisi steady  state ,  karena  setiap  hari  juga dilakukan proses feeding .
Pada gambar 4 juga dapat diketahui bahwa semakin besar HRT, maka penurunan nilai SS semakin besar, baik pada substrat  yang  diberikan pre-treatment kimia  maupun tidak. Sementara itu, untuk substrat yang diberikan pre- treatment kimia,  baik  yang  memiliki  HRT  20  hari ataupun  30  hari,  penurunan  nilai  SSnya  lebih  besar dibandingkan  substrat  yang  hanya  diberikan pre- treatment rumen saja. Hal ini disebabkan oleh kandungan kafein,  tannin,  dan  polifenol  yang  masih  terkandung dalam substrat yang tidak diberikan pre-treatment kimia masih  cukup  tinggi  [2],  [26].  Zat-zat  tersebut  yang merupakan inhibitor bagi  bakteri  untuk  mencerna molekul-molekul  organik,  sehingga  nilai  SSnya  masih lebih  tinggi  dibandingkan  substrat  yang  diberikan pre- treatment kimia [27].
Gambar 3. Grafik Suspended Solid (ppm) Terhadap Waktu (hari)

## Analisa Gula Reduksi
Pre-treatment alkali peroksida  juga akan  mengkonversi substrat  kulit kopi  menjadi gula  reduksi  yang terbentuk selama  proses pre-treatment ini  berasal  dari  hidrolisis selulosa  menjadi  glukosa  dan  hemiselulosa  menjadi senyawa  penyusunnya,  yaitu  heksosa,  pentosa  dan sedikit  asam  [10],  [28].  Gula  reduksi  yang  dihasilkan pada  tahapan  ini  akan  digunakan,  tetapi  berada  pada
sampel  cair  hasil pre-treatment dimana  terkandung konsentrasi  kafein,  tanin,  dan  polifenol  lain  yang berperan sebagai inhibitor [7]. Untuk memisahkan gula reduksi  yang  terdapat  pada  sampel  cair  tersebut memerlukan  proses  yang    lebih  sulit,  sehingga  gula reduksi tersebut dibuang ketika proses pencucian substrat hasil pre-treatment .  Tinjauan  variabel  terbaik  dari  segi kandungan  gula  reduksi  pada  tahapan  ini  adalah  dari konsentrasi gula reduksi  yang paling kecil. Harapannya
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000 0 20 40 60 80 Sus p end ed So li d (ppm ) Waktu (hari) PT Kimia Rumen HRT 20 PT Kimia Rumen HRT 30 PT Rumen HRT 20 PT Rumen HRT 30
tidak  banyak  substrat  yang  terhidrolisa  menjadi  gula reduksi yang akan terbuang.
Dari pre-treatment yang telah diberikan terhadap substrat kulit  kopi,  selanjutnya  dilakukan  analisa  dan  hasilnya adalah kulit kopi sebelum diberikan pre-treatment kimia memiliki  kandungan  gula  reduksi  12.5  g/L.  Sedangkan setelah  diberikan pre-treatment kimia,  kandungan  gula reduksi turun menjadi 9,1 g/L. Jumlah gula reduksi yang terbuang  ini  cukup  banyak,  namun  jika  dibandingkan dengan  yang  masih  tetap  berada  dalam  fase solid nya masih lebih banyak yang tertinggal.

## Analisa Gas Chromatography
Pre-treatment kulit  kopi  dengan  cairan  rumen  akan menghasilkan biogas. Rumen sapi merupakan salah satu tempat  tumbuhnya  mikroba  seperti  bakteri.  Salah  satu dari  jenis  bakteri  yang  hidup  dalam  rumen  tersebut adalah  bakteri  metanogenik,  yang  dapat  merombak  zat organik menjadi gas metana [7]. Produksi gas merupakan hasil proses fermentasi yang terjadi di dalam rumen yang dapat  menggambarkan  banyaknya  bahan  organik  yang tercerna.  Perbedaan  nilai  kecernaan  disebabkan  variasi total  koloni  mikroba  [3].  H 2 dan  CO 2 merupakan precursor terbesar bagi CH 4 dalam rumen. Produksi CH 4 dari  VFA  merupakan  proses  yang  sangat  lambat, sehingga  jika  dibandingkan  dengan  produksi  metana dengan  substrat  dari  CO 2 dan  hidrogen  nilainya  jauh dibawah  [25],  [27].  Berdasarkan  analisa  yang  telah dilakukan,  diperoleh  hasil  sebagaimana  yang  tersaji dalam tabel 4 berikut:
Tabel 4. Perbandingan Konsentrasi Gas dengan Analisa Gas Chromatography
Variabel Konsentrasi CH 4 CO 2 Lain-lain Pre-treatment Kimia Rumen HRT 30 47.93%  30.34 %  21.83% Pre-treatment Rumen HRT 30 34.28 % 7.01 % 58.71 %
Berdasarkan  tabel  4  diatas  hasil  analisa  GC,  dapat diketahui  bahwa  pada  variabel  dengan pre-treatment kimia, konsentrasi metana meningkat dibandingkan pada variabel yang tidak diberikan pre-treatment kimia. Pada tabel 4  juga dapat diketahui bahwa volume biogas pada variabel  dengan pre-treatment kimia  lebih  besar dibandingkan  pada  variabel  tanpa pre-treatment kimia. Sehingga  dari  tabel  4  dapat  diketahui  bahwa pre- treatment kimia  dapat  meningkatkan  kualitas  dan kuantitas biogas.

## KESIMPULAN
Pre-treatment kimia  kombinasi  NaOH  –  H 2 O 2 dapat menurunkan kandungan  lignin dan inhibitor lain seperti
kafein  dan  tanin.  Kadar  lignin  dapat  diturunkan  hingga 75.02%. Dengan adanya pre-treatment kimia dan cairan rumen,  volume  biogas  yang  dihasilkan  pun  meningkat jika dibandingkan dengan substrat yang hanya diberikan pre-treatment rumen  saja,  yaitu  dari  analisa  GC,  gas metana yang didapat dari pre-treatment kimia dan rumen dengan  HRT  30  hari  yaitu  sebesar  47.93%,  dibanding dengan pre-treatment rumen dengan HRT 30 hari metana yang diperoleh yaitu 34.28%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  A.  Abraham et  al. ,  “Pretreatment  strategies  for enhanced  biogas  production  from  lignocellulosic biomass,” Bioresour. Technol. , vol. 301, 2020, doi: 10.1016/j.biortech.2019.122725.
[2]  E.  Martínez-Gutiérrez,  “Biogas  production  from different lignocellulosic biomass sources: advances and  perspectives,” 3  Biotech ,  vol.  8,  no.  5,  2018, doi: 10.1007/s13205-018-1257-4.
[3]  T. Widjaja, T. Iswanto, A. Altway, M. Shovitri, and S.  R.  Juliastuti,  “Methane  production  from  coffee pulp  by  microorganism  of  rumen  fluid  and  cow dung in co-digestion,” Chem. Eng. Trans. , vol. 56, pp. 1465–1470, 2017, doi: 10.3303/CET1756245.
[4]  S. R. Juliastuti, T. Widjaja, A. Altway, V. A. Sari, D.  Arista,  and  T.  Iswanto,  “The  effects  of microorganism  on  coffee  pulp  pretreatment  as  a source of biogas production,” MATEC Web Conf. ,
vol.
156, pp. 1–7, 2018, doi: 10.1051/matecconf/201815603010.
[5]  T.  Selvankumar et  al. ,  “Process  optimization  of biogas  energy  production  from  cow  dung  with alkali pre-treated coffee pulp,” 3 Biotech , vol. 7, no. 4, 2017, doi: 10.1007/s13205-017-0884-5.
[6]  G.  Corro,  U.  Pal,  F.  Bañuelos,  and  M.  Rosas, “Generation of biogas  from coffee-pulp  and cow- dung co-digestion: Infrared studies of postcombustion  emissions,” Energy  Convers. Manag. ,  vol.  74,  pp.  471–481,  2013,  doi: 10.1016/j.enconman.2013.07.017.
[7]  S.  R.  Juliastuti,  T.  Widjaja,  A.  Altway,  and  T. Iswanto,  “Biogas  production  from  pretreated coffee-pulp  waste  by  mixture  of  cow  dung  and rumen fluid in co-digestion,” AIP Conf. Proc. , vol. 1840, 2017, doi: 10.1063/1.4982341.
[8]  M. Rollini, C. Sambusiti, A. Musatti, E. Ficara, I. Retinò, and F. Malpei, “Comparative performance of  enzymatic  and  combined  alkaline-enzymatic pretreatments on methane production from ensiled sorghum forage,” Bioprocess Biosyst. Eng. , vol. 37, no. 12, pp. 2587–2595, 2014, doi: 10.1007/s00449- 014-1235-0.
[9]  D. P. Singh and R. K. Trivedi, “Acid and alkaline pretreatment of lignocellulosic biomass to produce ethanol as biofuel,” Int. J. ChemTech Res. , vol. 5, no. 2, pp. 727–734, 2013.
[10]  D.  F.  Nury,  M.  Z.  Luthfi,  and  Y.  Variyana, “Pengaruh Pretreatment Alkali Hidroksida Terhadap Produksi Gula Reduksi dari Limbah Kulit Kopi,” vol. 1, no. 1, pp. 1–6, 2023.
[11]  Y.  Baba,  C.  Tada,  Y.  Fukuda,  and  Y.  Nakai, “Improvement of  methane  production  from  waste paper  by  pretreatment  with  rumen  fluid,” Bioresour. Technol. , vol. 128, pp. 94–99, 2013, doi: 10.1016/j.biortech.2012.09.077.
[12]  Z. B. Yue, W. W. Li, and H. Q. Yu, “Application of rumen microorganisms for anaerobic bioconversion of lignocellulosic biomass,”
Bioresour. Technol. , vol. 128, pp. 738–744, 2013, doi: 10.1016/j.biortech.2012.11.073.
[13]  A.  K.  Kivaisi  and  S.  Eliapenda,  “Application  of rumen  microorganisms  for  enhanced  anaerobic degradation of bagasse and  maize bran,” Biomass and Bioenergy , vol. 8, no. 1, pp. 45–50, 1995, doi: 10.1016/0961-9534(94)00075-5.
[14]  W.  Jin,  X.  Xu,  Y.  Gao,  F.  Yang,  and  G.  Wang, “Anaerobic fermentation of biogas liquid pretreated maize  straw  by  rumen  microorganisms  in  vitro,” Bioresour. Technol. , vol. 153, pp. 8–14, 2014, doi: 10.1016/j.biortech.2013.10.003.
[15]  H.  Anwar,  T.  Widjaja,  and  D.  H.  Prajitno, “Produksi  Biogas  dari  Jerami  Padi  Menggunakan Cairan Rumen dan Kotoran Sapi,” CHEESA Chem. Eng.  Res.  Artic. ,  vol.  4,  no.  1,  p.  1,  2021,  doi: 10.25273/cheesa.v4i1.7406.1-10.
[16]  T.  Widjaja,  Noviyanto,  A.  Altway,  and  S. Gunawan,  “The  effect  of  rumen  and  mixed microorganism (rumen and effective
microorganism)  on  biogas  production  from  rice straw waste,” ARPN J. Eng. Appl. Sci. , vol. 11, no. 4, pp. 2702–2710, 2016.
[17]  G. L. Miller, “Use of Dinitrosalicylic Acid Reagent for  Determination  of  Reducing  Sugar,” Anal. Chem. ,  vol.  31,  no.  3,  pp.  426–428,  1959,  doi: 10.1021/ac60147a030.
[18]  TAPPI, TAPPI/ANSI  Test  Method  T  401  om-15  - Fiber  analysis  of  paper  and  paperboard ,  no. January. 2018.
[19]  T. Widjaja, S. Nurkhamidah, A. Altway, A.  A. Z. Rohmah,  and  F.  Saepulah,  “Chemical  pre- treatments effect for reducing lignin on cocoa pulp waste for biogas production,” AIP Conf. Proc. , vol.
2349, 2021, doi: 10.1063/5.0051903.
[20]  M. Asgher, Z. Ahmad, and H. M. N. Iqbal, “Alkali and enzymatic delignification of sugarcane bagasse to  expose  cellulose  polymers  for  saccharification and bio-ethanol production,” Ind. Crops Prod. , vol. 44, pp. 488–495,
2013, doi:
10.1016/j.indcrop.2012.10.005.
[21]  T.  Widjaja,  A.  Altway,  S.  Nurkhamidah,  L. Edahwati, F. Z. Lini, and F. Oktafia, “The effect of pretreatment and variety of microorganisms to the production of ethanol from coffee pulp,” ARPN J. Eng.  Appl.  Sci. ,  vol.  11,  no.  2,  pp.  1056–1060,
2016.
[22]  D. N. Afifah, N.  Damajanti, M. Mustholidah, and H. Hariyanti, “Delignification of Cassava Peel  by Using Alkaline Hydrogen Peroxide Method: Study of Peroxide Concentration, Solid/Liquid Ratio, and pH,” J. Tek.  Kim.  dan  Lingkung. ,  vol.  6,  no.  2,  p. 128, 2022, doi: 10.33795/jtkl.v6i2.334.
[23]  J. A. Ferreira, P. Brancoli, S. Agnihotri, K. Bolton, and  M.  J.  Taherzadeh, A  review  of  integration strategies of lignocelluloses and other wastes in 1st generation bioethanol  processes , vol. 75. Elsevier Ltd, 2018. doi: 10.1016/j.procbio.2018.09.006.
[24]  S. J. Malode, K. K. Prabhu, R. J. Mascarenhas, N. P. Shetti, and T. M. Aminabhavi, “Recent advances and  viability  in  biofuel  production,” Energy Convers. Manag. X , vol. 10, no. December 2020, p. 100070, 2021, doi: 10.1016/j.ecmx.2020.100070.
[25]  A. Mamun, A. Pet, and E. Biotechnol, “Production of  Biogas  by  Utilizing  Rumen  Digesta  for Sustainable  Environment,” Arch.  Pet.  Environ. Biotechnol. ,  vol.  3,  no.  2,  pp.  1–9,  2018,  doi: 10.29011/2574-7614.100038.
[26]  “Enhanced  Bioethanol  Production  by  H2O2 PretreatmentHydrolysis-Fermentation of Rice
Husk”, [Online]. Available: https://sci- hub.se/https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019.122 725
[27]  H.  Hermansyah,  F.  F.  Fedrizal,  A.  Wijanarko,  M. Sahlan,  T.  S.  Utami,  and  R.  Arbianti,  “Biogas production  from  co-digestion  of  cocoa  pod  husk and  cow  manure  with  cow  rumen  fluid  as inoculum,” AIP  Conf.  Proc. ,  vol.  2255,  no. September, 2020, doi: 10.1063/5.0017383.
[28]  V.  Barlianti,  D.  Dahnum,  H.  Hendarsyah,  and  H. Abimanyu,  “Effect  of  Alkaline  Pretreatment  on Properties of Lignocellulosic Oil Palm Waste,” vol. 16, pp. 195–201, 2015, doi: 10.1016/j.proche.2015.12.036.