## POTENSI PEMBENTUKAN PRODUK HASIL DEGRADASI SENYAWA ORGANIK LIMBAH CAIR TAHU MENGGUNAKAN ANAEROBIC BAFFLED REACTOR LIMA KOMPARTEMEN

## PRODUCT FORMATION POTENTIAL FROM TOFU WASTEWATER ORGANIC MATTER DEGRADATION USING FIVE COMPARTMENTS ANAEROBIC BAFFLED REACTOR
*1 Puteri Myrasandri dan 2 Mindriany Syafila Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung, Jl Ganesha 10 Bandung 40132 e-mail : 1 puteri_myra@students.itb.ac.id dan 2 mindri@ftsl.itb.ac.id
Abstrak: Industri  tahu  di  Indonesia   kebanyakan   merupakan   industri  skala  kecil  yang  berkembang dengan  pesat. Penggunaan   air  yang  signifikan   pada  proses   pembuatan   menghasilkan   limbah   cair yang    jumlahnya    besar    pula.  Teknologi  pengolahan  secara  biologi  dengan  memanfaatkan    bakteri merupakan  alternatif      yang  potensial    untuk    dikembangkan    karena    teknologinya    sederhana,    dan hemat    energi.    Salah    satu    contohnya    adalah  Anaerobic  Baffled  Reactor  yang  merupakan  modifikasi dari tangki septik konvensional  dengan adanya penambahan sekat-sekat   pada  tangki  septik.  Penelitian ini  bertujuan   untuk  mengetahui   proses  pengolahan   limbah  cair  industri Tahu   di   Bandung   Utara dengan   menggunakan   Anaerobic   Baffled   Reactor   skala   laboratiorium   dengan   lima kompartemen. Pada percobaan  ini akan dipelajari  degradasi  senyawa  organik  terlarut  pada tiap kompartemen.  Beban Chemical  Oxygen  Demand  terlarut  influen  adalah  sebesar  8.000  mg/L  dan  reaktor  dioperasikan  pada HRT  96  jam  dan  72  jam.  Kondisi  steady-state  diindikasikan  dengan  nilai  Chemical  Oxygen  Demand terlarut yang stabil, dengan produksi  Total  Asam  Volatil  dan  etanol  paling  besar  terjadi  pada  waktu operasi  jam  ke-48.  Penyisihan   organik tertinggi  dihasilkan  oleh  HRT  96  jam  sebesar  53,34%.  Biogas berupa  gas  metan  yang  terbentuk  sebesar  14,0-14,6%  (v/v)  pada  HRT  96  jam  dan  29,1-29,6%  (v/v) menunjukkan  proses asidogenesis  yang lebih dominan daripada metanogenesis.
Kata  kunci :  Anaerobic  Baffled  Reactor,  biogas,  limbah  cair  tahu,  Chemical  Oxygen  Demand  terlarut, Total  Asam Volatil.
Abstract: Tofu  industry  is  one  of  the  fast-growing  industries  among  the  small-scale  industries  in Indonesia.  In  the  process  of  tofu  production,  the  significant  usage  of  water  results  in  tremendous amount  of wastewater.  Treatment  of tofu wastewater  has become an obstacle  because  of the high capital cost  and  limited  resources.  Biological  treatment  using  microorganism,  more  specifically  bacteria,  is  a potential  alternative  to be developed  because  the technology  is relatively  simple  and  has  a  low  energy usage.  An  example  of  this  kind  of  treatment  is  Anaerobic  Baffled  Reactor, which  is  a  modification  of conventional    septic  tank  with  the  addition  of  baffles.  In  this  experiment,    a  laboratory-  scale Anaerobic   Baffled   Reactor   with  five  compartments   was  used.  The  degradation   of  organic   matter in  each compartment  was  studied.  Tofu  wastewater  used  in this  experiment  was  from  a tofu  industry  in North  Bandung  Area  with  soluble  COD  8.000  mg/L.  Reactor  was  operated  at  HRT  of  96  and  72 hours.  Steady-state  condition  achieved  was  indicated    by  the  stabilized    soluble    Chemical    Oxygen Demand.  The  highest  Volatile  Fatty  Acid  and  ethanol production  occur  in  the  48 th hours  of  reactor operation.  Significant  organic  removal  occur  on  HRT  of  96  hours  at  53,34%.  The  production  of biogas  as  methane  was  14,0-14,6%  (v/v)  at  HRT  96  hours  and  29,1-29,6%  (v/v)  at  HRT  72  hours showing  a dominant  acidogenesis  process  compared  to methanogenesis  process.
Key  words: Anaerobic  Baffled  Reactor,  biogas,  Soluble  Chemical  Oxygen  Demand,  tofu  wastewater, Volatile  Fatty Acid

## PENDAHULUAN
Pertumbuhan  industri  di  Indonesia  diharapkan  dapat  mendorong  ekonomi  dan  standar kualitas  hidup  di  Indonesia.  Namun,  industri-industri  tersebut  dapat  juga  menyebabkan  masalah lingkungan seperti timbulnya buangan yang tidak dikelola dengan baik. Industri yang menghasilkan limbah  tidak  hanya  industri  besar,  tetapi  juga  industri  skala  kecil  seperti  industri  tahu.  Limbah industri  tahu  menimbulkan  masalah  lingkungan  berupa  bau  dan  polusi  pada  badan  air  penerima (Romli & Suprihatin, 2009).
Proses  produksi  tahu  menggunakan  air  bersih  dengan  jumlah  besar  untuk  beberapa tahapan  proses,  yaitu  perendaman  dan  pencucian  kedelai  serta  penggumpalan.  Oleh  karena  itu, limbah  cair  yang  dihasilkan  juga  dalam  kuantitas  yang  besar  dengan  rata-rata  jumlah  limbah  cair industri tahu per kilogram kedelai yang diolah adalah 17±3 L (Romli & Suprihatin, 2009).
Karakteristik  limbah  cair  tahu  sebagian  besar  terdiri  dari  polutan  organik  dengan  nilai yang  cukup  tinggi.  Dari  beberapa  hasil  penelitian,  konsentrasi  COD  limbah  tahu  dapat  mencapai angka  10.000-20.000  mg/l  dan  mempunyai  BOD  yang  tinggi  pula  (Zhu  dkk.,  2008).  Kandungan COD ini termasuk tinggi sehingga apabila langsung dibuang ke badan air dapat menyebabkan bau. Apabila  dibandingkan  dengan  baku  mutu  limbah  cair  Kep-51/MENLH/10/1995,  maka  diperlukan suatu  pengolahan  limbah  yang  efisien  dan  relatif  murah  untuk  diaplikasikan  kepada  industri  tahu tersebut.
Dengan   karakteristik   limbah   cair   tahu   yang   memiliki   beban   organik   yang   tinggi, pengolahan  secara  anaerob  baik  untuk  dilakukan.  Mikroorganisme  memiliki  peran  yang  penting dalam pengolahan air limbah (Grady dkk., 1999). Pada penelitian ini, digunakan Anaerobic Baffled Reactor dengan  harapan  adanya  peningkatan  kualitas  efluen  limbah  cair  tahu  dan  menghasilkan biogas untuk potensi pemanfaatan sumber energi.
Anaerobic    Baffled    Reactor merupakan    sistem    pengolahan    tersuspensi    anaerob    yang terdiri  dari  sekat-sekat  vertikal  sebagai  tempat  mengalirnya  air  limbah  hingga  mencapai  outlet. Pertumbuhan  tersuspensi  lebih  menguntungkan  dibandingkan  pertumbuhan  melekat  karena  tidak membutuhkan  media  pendukung  serta  tidak  mudah  tersumbat.  Limbah  cair  berkontak  dengan biomassa aktif selama mengalir dalam reaktor, sehingga effluen terbebas dari padatan biologis. (Liu dkk.,  2009).  Manfaat  utama  dari  penggunaan  ABR  adalah  kemampuan  untuk  memisahkan  proses asidogenesis dan metanogenesis (Barber dan Stuckey dalam Liu dkk., 2009).
Pada  penelitian  ini,  akan  digunakan  reaktor  ABR  skala  laboratorium  dengan Hydraulic Retention  Time selama  96  jam  dan  diamati  degradasi  senyawa  organik  antar  kompartemen  pada ABR.  Dengan  adanya  penelitian  ini,  diharapkan  dapat  mendorong  pengolahan  limbah  cair  tahu di kawasan industri, sehingga masalah limbah cair tahu akan teratasi.

## METODOLOGI
Penelitian  dilakukan  dalam  skala  laboratorium  dengan  menggunakan  limbah  cair  yang berasal  dari  industri  Tahu  yang  berlokasi  di  Dago  Bengkok,  Bandung  Utara.  Seluruh  percobaan dilaksanakan  di  Laboratorium  Penelitian  Kualitas  Air  Program  Studi  Teknik  Lingkungan  ITB. Metodologi penelitian ini akan dijelaskan pada Gambar 1 .
Gambar 1. Diagram  Alir Kerangka  Kerja Pengolahan  Limbah  Industri Tahu Dengan Menggunakan Anaerobic  Baffled Reactor (ABR)
Reaktor yang digunakan pada penelitian ini adalah sebuah Anaerobic Baffled Reactor (ABR) skala laboratorium dengan volume total 40 L dan volume operasi 35,15 L ( Gambar 2 ). ABR   (1000 mm  x  190  mm  x  185  mm)  berbahan acrylic dengan  lima  kompartemen  dapat  menampung  tinggi permukaan  air  sebesar  185  mm  sehingga  volume  kerja  tiap  kompartemen adalah sebesar 7,03 L. Masing-masing  kompartemen  terdiri  dari  bagian upflow dan downflow yang  dibatasi  oleh  penyekat vertikal  atau baffle yang  dipasang  secara  seri .  Baffle-baffle ini  memiliki  sudut  sebesar  70 ° agar pencampuran  fasa  cair  lebih  merata  dan  untuk  memperpanjang  jarak  tempuh  umpan  di  dalam reaktor.  Pada  inlet  dan  outlet  digunakan  selang  silikon  dengan  pompa  peristaltik  pada  inlet  untuk mengatur debit aliran yang masuk ke dalam reaktor. Mikroorganisme untuk reaktor ini diperoleh dari hasil seeding dan aklimatisasi kotoran sapi, rumen sapi, dan lumpur IPAL yang dilakukan sebelum reaktor  dioperasikan.  Operasi  dilakukan  secara  kontinu  tanpa  resirkulasi  dengan  konsentrasi  COD terlarut  sebesar  8.000  mg/l  dan  HRT  selama  96  jam dan 72 jam.
Sampel  air  limbah  diambil  dengan  metode grab  sampling pada  bagian  influen,  masing- masing  kompartemen  dan  effluen  pada  reaktor.  Parameter  yang  dianalisis  setiap  hari  adalah;  pH, COD terlarut, Volatile Suspended Solids (VSS), Total Asam Volatil (TAV), dan etanol. Sedangkan gas yang terbentuk diukur saat kondisi reaktor sudah tunak.
Gambar 2. Anaerobic  Baffled Reactor Dengan Lima Penyekat

## HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik limbah
Pada  penelitian  ini,  limbah  cair  tahu  yang  digunakan  merupakan  limbah whey yang berasal  dari  proses  pengepresan  tanpa  melalui  pengolahan  sebelumnya.  Karakteristik  limbah industri limbah cair tahu dapat dilihat pada Tabel 1 , serta perbandingan terhadap baku mutu limbah cair  bagi  kegiatan  industri (Kep-51/MENLH/10/1995).  Beradasarkan  hasil  analisis, sebagian  besar
parameter yang diukur berada di atas standar baku mutu termasuk parameter organik seperti BOD dan COD.

## Tabel 1 Uji karakteristik awal limbah cair tahu
Parameter               Satuan                 Nilai           Baku Mutu (*)
pH                                     -                      5,44                 6,0 – 9,0 Zat Organik*         mg/L KMnO4             9.449                      - BOD                             mg/L                  6.586                     50 COD terlarut*               mg/L                  8.641                    100 NTK*                     mg NH3-N / L          297,5                    20 Nitrat                             mg/L                 25,355                    20 Total Phospat*       mg PO4 3 - - P/L         2,1075                     5 TSS                               mg/L                  2.350                    200
*Pengujian tambahan (tidak ada dalam baku mutu limbah cair)

## Pembentukan Biomassa
Biomassa   memiliki   peran   penting   dalam   pengoperasian   reaktor   anaerob   sebagai organisme  yang  aktif  mendegradasi  senyawa  organik.  Produk  yang  dihasilkan  dari  proses  yang terjadi  pada  suatu  reaktor  anaerob  sangat  bergantung  pada  bakteri  yang  terlibat  (Gerardi,  2003). Sebelum  tahap  awal  pengoperasian  reaktor  ABR  ini,  biomassa  hasil  aklimatisasi  di  CBR dipindahkan  ke  dalam  reaktor  ABR  untuk  tahap  pengoperasian  reaktor.  Masing-masing kompartemen pada ABR diisi dengan ±300 mL lumpur dari CBR. Sesuai dengan hasil pengukuran VSS  pada  tahap  aklimatisasi,  lumpur  biomassa  yang  telah  teraklimatisasi  ini memiliki VSS sebesar 7.270 mg/L.
Dalam  pengoperasian  reaktor  ini,  biomassa  yang  dianalisis  berasal  dari  titik  sampling pada  supernatan  sampel.  Konsentrasi  rata-rata  biomassa  pada  reaktor  dinyatakan  dalam Volatile Suspended Solids (VSS).

## Hubungan Antara COD terlarut, Total Asam Volatil, dan Etanol
Berdasarkan pathway proses  anaerob,  senyawa  organik  yang  dinyatakan  dalam  COD terlarut akan terdegradasi menjadi senyawa yang lebih sederhana, berupa asam organik, alkohol, dan lain-lain. Total Asam Volatil (TAV) merupakan produk aktivitas fermentasi oleh bakteri asidogenik yang  terdiri  dari  beberapa  asam  organik  (Gerardi,  2003).  Asam  volatil  sebagai  asam  asetat merupakan    substrat    yang    seharusnya   dikonversi  oleh    bakteri   metanogen   menjadi   gas  metan dan  karbon  dioksida.  Pada  penelitian  ini,  analisis  penyisihan  TAV  sepanjang  reaktor  dalam HRT  yang  ditentukan  dilakukan  dengan  menghitung  perubahan  konsentrasi  dalam  satuan  waktu (dTAV/dt).
Etanol  (C2H5OH)  sebagai  salah  satu  alkohol  diukur  sebagai  salah  satu  parameter  dalam pengoperasian  reaktor  dengan  menggunakan  refraktometer.  Senyawa  organik  yang  diubah  menjadi bentuk  lebih  sederhana  kemudian  akan  dikonversi  menjadi  etanol.  Pada  penelitian  ini,  analisis pembentukan  etanol  sepanjang  reaktor  dalam  waktu  detensi  tertentu  dilakukan  dengan  menghitung perubahan konsentrasi dalam satuan waktu (dC/dt).
1. Hydraulic Retention Time 96 jam
Gambar 3. Hubungan  COD terlarut, TAV, dan etanol pada HRT 96 jam
Konsentrasi COD terlarut, TAV, dan etanol sepanjang reaktor pada HRT 96 jam ditunjukkan pada Gambar  3 .  Pada  kompartemen  pertama  (waktu  9,6  jam),  COD  yang tersisihkan sebagian diubah menjadi etanol, hal ini terlihat dari produksi etanol yang meningkat dari influen sebesar 1,455 mg/L (waktu 0 jam) menjadi 1,564 mg/L. Produksi etanol tertinggi pada waktu detensi 96 jam adalah pada jam ke-48 yakni pada kompartemen tiga (K3). Hal ini menunjukkan bahwa pada kompartemen pertama,  terdapat  bakteri  asidogenik  yang  mengubah  substrat  organik  menjadi  asam-asam  organik. Namun,  pada  kompartemen  kedua  dan  ketiga  aktivitas  bakteri  asidogenik  dalam  transformasi substrat  organik  menjadi  asam  organik  dalam  bentuk  etanol  juga  mengalami  peningkatan.  Selain ditransformasi  menjadi  etanol,  COD  yang  tersisihkan  ini  juga  dapat  pula  terkonversi  menjadi senyawa asam organik lainnya seperti butirat, propionat, dan format serta gas CO2  dan H2. Setelah kompartemen  empat  (K4) dan  seterusnya, terlihat  bahwa  terjadi  penurunan  produksi  etanol  yang menunjukkan    bahwa    pada    tahapan  tersebut telah mencapai  tahapan lain  pada  proses  pengolahan anaerob.
Pembentukan   TAV   tertinggi   terjadi   pada   jam   ke-48   atau   pada   titik   sampling Kompartemen  Tiga  (K3).  Nilai  TAV  yang  tinggi  disebabkan  oleh  reaksi  yang  terjadi  di  dalam reaktor  adalah  proses  asidogenesis,  sesuai  dengan  pH  reaktor  pada  variasi  ini  yang  masih  berada pada kisaran pH 4-6,3 dan belum mencapai pH netral atau proses metanogenesis yang optimal.

## 2. Hydraulic Retention Time 72 Jam
Konsentrasi COD terlarut, TAV, dan etanol sepanjang reaktor pada HRT 72 jam ditunjukkan pada Gambar 4 . Konversi COD menjadi etanol sudah terlihat sejak pada kompartemen kedua. Produksi etanol terus meningkat sepanjang kompartemen dengan produksi etanol tertinggi dicapai pada jam ke-36  yakni  pada  kompartemen  tiga  (K3)  sebesar  2,091  mg/L.  Setelah  itu  cenderung  terjadi penurunan konsentrasi etanol. Hal ini menunjukkan bahwa bakteri asidogenik yang mengkonversi
substrat  organik  menjadi  asam-asam  organik  terdapat  sepanjang  reaktor  pada  kompartemen  satu hingga  kompartemen  tiga.  Pada  kompartemen  lima  (K5),  terlihat  bahwa  terjadi  penurunan produksi etanol yang menunjukkan bahwa pada kompartemen tersebut telah mencapai tahapan lain pada proses pengolahan anaerob.
Gambar 4. Hubungan  COD terlarut, TAV, dan etanol pada HRT 72 jam
Pembentukan TAV tertinggi terjadi pada jam ke-50,4 atau pada titik sampling kompartemen lima (K5). Nilai TAV pada HRT 72 jam cukup meningkat dengan konstan hingga kompartemen lima (K5) dan disisihkan pada kompartemen lima (K5) hingga efluen. Penurunan nilai TAV pada efluen menunjukkan konsumsi TAV oleh bakteri metanogen.
Sama  seperti  halnya  pada  HRT  96  jam,  konsentrasi  COD  dan  konsentrasi  TAV  yang cenderung berbanding terbalik menunjukkan bahwa senyawa organik sebagai COD diubah menjadi TAV. Hal ini khususnya terjadi sepanjang K1, K2, K3, K4, dan K5.

## Perbandingan kinerja pada jam operasi tertentu
Dengan mengetahui proses yang terjadi di dalam reaktor, maka dapat diketahui produk yang dihasilkan  pada  kondisi  operasi  tertentu.  Oleh  karena  itu,  pemanfaatan  produk  anaerob  yang diinginkan  dapat  dilakukan  dengan  mengoperasikan  reaktor  pada  jam  operasi  optimal  dari  proses produksi  suatu  produk.  Perhitungan  konsentrasi  pada  waktu  operasi  tertentu  dilakukan  dengan perhitungan perubahan konsentrasi terhadap waktu (dC/dt).

## COD Terlarut
Pada Gambar  5 ,  terlihat  proses  degradasi  senyawa  organik  pada  waktu  pengoperasian reaktor.  Pada  HRT  72  jam,  terlihat  bahwa  pada  awal  pengoperasian  HRT  72  jam,  penyisihan lebih  baik  daripada  pada  HRT  96  jam.  Namun  pada  jam  ke-48,  terlihat  bahwa  penyisihan  organik dengan HRT 96 jam lebih cepat daripada disusul oleh HRT 72 jam.
Gambar 5. Konsentrasi  COD pada Jam Operasi Tertentu
Berdasarkan  penelitian  Manariotis  (2002),  stabilisasi  materi  organik  terjadi  pada  dua kompartemen  awal.  Pada  penelitian  ini,  pernyataan  ini  hanya  sesuai  untuk  HRT  72  jam  yang menyisihkan secara optimum pada kompartemen dua (K2).

## Total Asam Volatil
Total Asam Volatil yang terukur sebagai asetat pada penelitian ini meliputi asam asetat, asam propionat, dan asam butirat .
Gambar 6. Konsentrasi  TAV pada Jam Operasi Tertentu
Kandungan  TAV  dalam  bentuk  asetat  pada  penelitian  ini  ( Gambar  6) cenderung  naik seiring  dengan  bertambahnya  waktu  operasi,  dengan  pembentukan  TAV  tertinggi  pada  jam  ke- 48.   Sedangkan   pembentukan   TAV   terendah   saat   HRT   96   jam   terjadi   pada   jam   ke-24.
Pembentukan  TAV  terendah  saat  HRT  72  jam  adalah  pada  efluen.  Apabila  dibandingkan  dengan HRT, maka pada penelitian ini HRT yang lebih besar (96 jam) akan memproduksi TAV lebih besar pula.

## Etanol
Etanol merupakan salah satu alkohol yang dapat digunakan menjadi bahan bakar yang secara teknis  dan  ekonomis  cocok  untuk  pembakaran  pada  mesin.    (Demirbas,  2007).  Gambar  7 menunjukkan bahwa pembentukan etanol sepanjang waktu operasi berfluktuasi, dengan etanol tinggi pada  influen  saat  HRT  72  jam,  namun  produksi  etanol  yang  cukup  signifikan  selama  proses pengoperasian  reaktor  terjadi  pada  jam  ke  36-60  waktu  operasi.  Sedangkan  pada  HRT  96  jam, produksi etanol tertinggi dicapai pada jam ke-60. Setelah itu produksi etanol cenderung turun, hal ini disebabkan  oleh  dimulainya  proses  metanogenesis  dengan  transformasi  menjadi  biogas.  Hal  ini sesuai pula dengan meningkatnya pH sepanjang reaktor.

## Gambar 7 Konsentrasi  Etanol pada Jam Operasi Tertentu

## Acetate Yield
Koefisien  hasil  (yield  coefficient)  adalah  suatu  nilai  yang  menyatakan  jumlah  penggunaan suatu  materi.  Akumulasi  asam-asam  volatil  pada  reaktor  menghambat  keberlangsungan  proses metanogenesis. Secara stoikiometri, 1 mg COD akan menghasilkan 5,82 mg asetat  (Syafila, 2003). Berdasarkan  Tabel  2,  diperoleh  nilai  acetate  yield  untuk  HRT  96  jam  sebesar  0,25  dan  0,64  pada HRT  72  jam.  Pada  variasi  HRT  yang  semakin  rendah  maka  semakin  besar  nilai  produksi  asam volatil.  Hal  ini  menyebabkan  adanya  akumulasi  asam-asam  volatil  pada  reaktor  sehingga  proses metanogenesis akan membutuhkan waktu yang lebih lama.
Tabel 2 . Koefisien hasil pembentukan asam volatile Variasi COD terlarut (mg/L) dC (mg) TAV (mg/L asetat) dTAV (mg) Acetate Yield (mg TAV/mg COD) Influen Efluen Influen Efluen HRT 96 jam 8.400 4.718 129.422 1.869 2.800 32.718 0,25 HRT 72 jam 8.426 6.700 60.688 2.885 3.988 38.768 0,64

## Potensi Pembentukan Gas Metan
Pada  proses  anaerob,  potensi  pembentukan  gas  metan  dapat  dibentuk  berdasarkan  nilai methane yield adalah sebesar 0,34 m 3 CH4/kg COD (McCarty dalam Grady dkk., 2005).
Tabel 3 . Koefisien hasil pembentukan gas metan Variasi COD terlarut (mg/L) Penyisihan COD (g/hari) CH 4 Teoritis kondisi STP (L/hari) CH 4 Teoritis kondisi saat itu (L/hari) Influen Efluen HRT 96 jam 8.400 4.718 32,36 11,32 12,36 HRT 72 jam 8.426 6.700 20,83 7,08 7,73
Pada Tabel  3 ,  disajikan  hasil  perhitungan  koefisien  hasil  pembentukan  gas  metan.  Proses metanogenesis berkaitan erat dengan proses pembentukan asam volatil. emakin banyak asam volatil di dalam reaktor, waktu yang dibutuhkan untuk proses metanogenesis lebih lama.
Penyisihan  organik  pada  HRT  96 jam  yang  lebih  tinggi  daripada  penyisihan  pada  HRT  72 jam,  memiliki  potensi  pembentukan  metan  teoritis  yang  lebih  besar  daripada  pada  HRT  72  jam, yakni sebesar 12,36 L/hari.
Pembentukan CH 4 aktual pada dasarnya dapat dihitung apabila diketahui volume harian gas yang terbentuk. Namun demikian, pada penelitian ini alat penampung gas sederhana tidak berfungsi dengan  baik,  sehingga  volume  gas  yang  terbentuk  tidak  tertampung  pada  botol  penampung volumetrik.  Hal  ini  disebabkan  aquadest  pada  botol  penampung  yang  belum  dalam  keadaan  jenuh sehingga gaya tekan belum terpenuhi.

## Produksi Biogas
Analisis  gas  CO2,  H2,  N2    dan  CH4    dengan  menggunakan  gas  chromatograph  dilakukan pada  saat  kondisi  tunak  sudah  tercapai  selama  dua  hari.  Pada  HRT  96  jam,  hasil  analisis  gas (Gambar 8) menunjukkan bahwa komposisi biogas terbesar didominasi oleh gas CO2  yakni sebesar 73,4867%v/v  dan  71,7508%v/v  diikuti  dengan  produksi  gas  metan  sebesar  14,6128%v/v  dan 13,978%v/v. Reaktor yang didominasi oleh gas CO2 ini menunjukkan bahwa tahapan reaksi proses anaerob  yang  terjadi  adalah  tahap  fermentasi  atau  asidogenesis.  Tahap  metanogenesis  yang  terjadi pada HRT 96 jam masih sangat rendah ditunjukkan dengan komposisi gas metan yang sedikit.
Pada  HRT  72  jam,  hasil  analisis  gas  (Gambar  9)  menunjukkan  bahwa  komposisi  biogas terbesar adalah CO2, sama seperti pada HRT 96 jam. Namun demikian, pada HRT 72 jam, produksi gas metan sudah meningkat menjadi 29,0728 - 29.5802%v/v.  Produksi gas metan ini didukung pula oleh  nilai  pH  pada  HRT  72  jam  yang  sudah  meningkat  menjadi  pada  kisaran  pH  netral  yang menunjukkan  bahwa  bakteri  metanogenesis  sudah  dapat  tumbuh  dengan  lebih  baik  pada  kondisi reaktor tersebut. Keberadaan gas O2  sebesar 3,7621 – 4,1826%v/v juga terdeteksi saat analisis gas, hal  ini  menunjukkan  bahwa  reaktor  tidak  beroperasi  dalam  kondisi  strict  anaerob  melainkan fakultatif-anaerob.
Gambar  8. Produksi  biogas  HRT  96 jam Gambar  9. Produksi  biogas  HRT  72 jam

## Neraca Massa
Berdasarkan hasil analisis gas CO 2 , H 2 , O 2 , N 2 , dan CH 4 ditemukan konsentrasi gas metan dalam  jumlah  kecil,  maka  diasumsikan  bahwa  tahapan  reaksi  proses  anaerob  pada  penelitian  ini adalah  tahap  metanogenesis  namun  masih  dalam  tahap  awal.  Sehingga  tahap  asidogenesis  masih mendominasi proses yang terjadi di dalam reaktor. Pada tahap asidogenesis, terjadi proses degradasi senyawa organik kompleks menjadi glukosa, yang kemudian terkonversi menjadi asam asetat, CO2 dan  H2  maupun  terlebih  dahulu  menjadi  produk  antara  (intermediate)  etanol,  asam  laktat,  asam butirat, asam propionat, sebelum membentuk CO2 dan H2 (Widjajanti, 2008).
Perhitungan neraca massa dilakukan dalam satuan COD, dengan faktor konversi asam asetat menjadi  COD  adalah  sebesar  1,07  g  COD/g  asetat  (Lettinga,  1999).  Sedangkan  faktor  konversi etanol  menjadi  COD  adalah  sebesar  2,2326  g  COD/g  etanol.  Biogas  yang  diperhitungkan  dalam perhitungan neraca massa adalah CH 4 dan CO 2 , dengan faktor konversi CH4  0,35 m3  CH 4 /kg COD dan faktor konversi CO 2 sebesar 3,12 mol CO 2 /kg COD (van Haandel, 2007). Berdasarkan Tabel  4 ,  dapat  dilihat  bahwa  pada  angka  negatif  pada  kolom  tersisihkan menunjukkan pembentukan VSS, CO 2 , dan   CH 4 di dalam reaktor. Pada HRT 72 jam, angka negatif pada  TAV  menunjukkan  bahwa  terjadi  akumulasi  TAV  di  dalam  reaktor  akibat penyisihan asam volatil yang lebih kecil daripada pembentukan TAV berupa asam asetat, asam propionat, dan asam  butirat.  Senyawa  non-TAV  yang  terbentuk  merupakan  selisih  dari  COD  yang  masuk  dengan COD sebagai TAV, VSS, CH4, dan CO 2 . Senyawa non-TAV yang sebagian besar  tersisihkan  ini dapat  berupa  senyawa  suksinat,  fumarat,  laktat,  maupun  alkohol  yang lainnya (aseton, butanol, maupun propanol).
Senyawa non-TAV yang diproduksi di dalam reaktor memiliki potensi pemanfaatan. Asam suksinat yang berupa asam karboksilat dapat dimanfaatkan sebagai pemanis pada industri makanan dan minuman (Nattrass, 2010). Asam fumarat juga  merupakan salah satu pengasam  makanan yang banyak dimanfaatkan pada industri.
Tabel 4. Perhitungan  Neraca  Massa (sebagai  COD)
HRT Parameter 96 jam 72 jam Influen COD 295.260 296.176 TAV 121.256 108.492 VSS 14.223 10.460 Etanol 3,25 4,36 CH 4 - - CO 2 - - Non TAV 159.778 177.220 Efluen COD 165.838 235.487 TAV 105.301 149.974 VSS 16.187 18.687 Etanol 1,62 2,74 CH 4 0,466 1,108 CO 2 29.881 28.384 Non TAV 14.467 38.438 Tersisihkan COD 129.422 60.688 TAV 15.955 -41482 VSS -1963 -8228 Etanol 1,62 1,62 CH 4 -0,466 -1,108 CO 2 -29881 -28384 Non TAV 115.429 110.396

## KESIMPULAN
Pada  penelitian  ini,  proses  yang  berlangsung  di  dalam  reaktor  didominasi  dengan  proses asidogenesis. Produksi etanol optimum terjadi pada waktu operasi pada jam ke 36-48 pada HRT 72 jam dan pada waktu operasi jam ke-60 pada HRT 96 jam. Sedangkan produksi Total Asam Volatil tertinggi  dapat  ditemukan  pada  jam  ke-48  baik  pada  HRT  96  jam  maupun  72  jam.  Proses metanogenesis  sudah  mulai  terbentuk  dengan  adanya  produksi  gas  metan.  Selain  itu,  perhitungan neraca massa menunjukkan bahwa selisih nilai merupakan produksi senyawa non-TAV berupa asam- asam organik non-TAV dan alkohol lainnya, memiliki potensi untuk dimanfaatkan lebih lanjut.

## DAFTAR PUSTAKA
Barber, W.P. dan Stuckey, D.C. (2000) Effect of sulfate reduction on chemical oxygen demand removed in an anaerobic baffled reactor. Water Environment Research. ProQuest Science Journals, 72, 5:593.
Demirbas, A. (2007) Producing and using bioethanol as an automotive fuel. Energy Sources B;
2:391-401.
Gerardi,  M.H. (2003) Microbiology of Anaerobic Digesters. John Wiley & Sons: New Jersey. Grady, C.P.L., Daigger,  G.T.,  dan  Lim,  H.C.  (1999)  Biological  Wastewater  Treatment.  Marcel  Dekker,  Inc.:  New York.
Keputusan  Menteri  Lingkungan  Hidup  no.  51  Tahun  1995  tentang  Baku  Mutu  Limbah  Cair  bagi  Kegiatan Industri.
Lettinga, G., Rebac, S., Parshina, S., Nozhevnikova, A., van Lier, J.B., dan Stams, J.M. (1999) High-Rata  Anaerobic  Treatment  of  Wastewater  at  Low  Temperatures.  Applied  Environmental Microbiology Journal. April; 65(4): 1696-1702.
Liu, R., Tian, Q. dan Chen, J. (2009) The Developments of anaerobic baffled reactor for wastewater treatment: A review. Afican Journal of Biotechnology, Vol 9(11), Maret 2010: 1535-1542. Manariotis, I.D. (2002) Low-strength wastewater treatment using an anaerobic baffled reactor.
Water  Environment  Research.    ProQuest  Science  Journals,  74,  2:170.  Nattrass,  L.  dan  Higson,  A. (2010) NNFCC Renewable Chemical Factsheet.
Romli,  M.  dan  Suprihatin.  (2009)  Beban  Pencemaran  Limbah  Cair  Industri  Tahu  dan  Analisis  Alternatif Strategi Pengelolaannya. Jurnal Purifikasi, 10: 2, 141–154.
Syafila, M., Djajadiningrat, A.H., dan Handajani, M. (2003) Kinerja Bioreaktor Hibrid Anaerob dengan Media Batu  untuk  Pengolahan  Air  Buangan  yang  Mengandung  Molase.  Prosiding  ITB  Sains  &  Teknologi, 35A, 1 : 19-31.
Van Haandel, A. dan van der Lubbe, J. (2007) “Sludge Treatment” http://www.wastewaterhandbook.com/documents/sludge_treatment/SD_example_84.pdf.  Tanggal  akses:  1 Juni 2012.
Zhu, G., Li, J., Wu, P., Jin, H. dan Wang, Z. (2008) The Performance and Phase Separated Characteristics of an Anaerobic Baffled Reactor Treating Soybean Protein Processing Wastewater. Bioresource Technology Journal 99: 8027-8033.