## Pengaruh ph dan Rasio COD:N Terhadap Produksi Biogas dengan Bahan Baku Limbah Industri
Alkohol (Ninasse)

## Budiyono, Gita Khaerunnisa dan Ika Rahmawati
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jln. Prof. H. Soedarto, S.H., Tembalang, Semarang, 50239, Telp/Fax: (024)7460058 e-mail: budiyono.1966@gmail.com

## Abstrak
Limbah  industri  etanol,  yaitu  vinasse  merupakan  salah  satu  sumber  yang  berpotensi  untuk  diolah  menjadi  biogas. Penelitian  ini  dilakukan  untuk  mengkaji  potensi  limbah  vinasse  dan  perbandingan  nutrisi  yang  dibutuhkan  untuk mendapatkan biogas dengan hasil yang optimum. Percobaan dilakukan dalam digester volume 5L, dioperasikan pada suhu kamar dan pH netral dengan memvariasikan perbandingan COD:N 800:7, 900:7, 1000:7 pada campuran vinasse, rumen,  urea  dan  juga  campuran  vinasse,  rumen,  serta  NH 4 HCO 3 dalam  waktu  30hari.  Respon  yang  diambil  pada penelitian ini adalah pengaruh pH, perbandingan COD:N dan penggunaan nutrisi terhadap produksi biogas. Kondisi pH yang optimum dalam menghasikan biogas adalah pada pH 7 atau hanya dilakukan penetralan di awal. Produksi biogas optimum dihasilkan pada perbandingan COD:N 800:7 yaitu sebesar 280 ml (0,96 ml biogas/mg TS COD) pada campuran vinasse, rumen, urea dan 3839 ml (13,17 ml biogas/mg TS COD) pada campuran vinasse, rumen, NH 4 HCO 3 . Sementara campuran vinasse, rumen, serta NH 4 HCO 3 menghasilkan biogas lebih banyak dibanding campuran vinasse, rumen dan urea.
Kata kunci: biogas; COD:N; vinasse; urea; NH 4 HCO 3

## Abstract
Industrial waste ethanol, which vinasse is one potential source to be processed into biogas. This study was conducted to assess  the  potential  of  vinasse  waste  and  comparison  nutrients  needed  to  obtain  biogas  with  optimum  results. Experiments conducted in the digester volume 5L, operated at room temperature and neutral pH by varying the ratio of COD: N: P 800:7, 900:7, 1000:7 on vinasse mixture, rumen, urea and vinasse mixture , rumen, and NH 4 HCO 3 within 30  days.  Respons  which  taken  from  this  research  are  influence  of  pH,  ratio  of  COD:N  and  nutrition  to  biogas production. The optimum condition of pH in producing biogas is at 7. Production of biogas produced at the optimum ratio of COD: N: P 800:7 is equal to 280 ml (0,96 ml biogas/mg TS COD) in a mixture of vinasse, rumen, urea and 3839  ml  (13,73  ml  biogas/mg  TS  COD)    in  a  mixture  of  vinasse,  rumen,  NH 4 HCO 3 due  to  the  comparison  easier bacteria  decompose  organic  compounds.  While  vinasse  mixture,  rumen,  and  NH 4 HCO 3 produces  more  biogas  than vinasse mixture, rumen, urea may be due NH 4 HCO 3 to maintain the pH range so that the bacteria can survive.
Key Words: biogas; COD:N; vinasse; urea; NH 4 HCO 3

## I. Pendahuluan.
Seiring  dengan  krisis  energi  di  dunia,  banyak  penelitian dilakukan  untuk  mencari  energi  alternatif  yang  dapat terbarukan  ( renewable  resources ).  Indonesia  memiliki banyak keanekaragaman hayati, di antaranya adalah tebu (sugar  cane)  yang  mendorong  cukup  banyaknya  industri gula  dan  industri  etanol.  Industri-industri  ini  cukup berkembang  di  Indonesia.  Namun,  yang  menjadi permasalahan  baru  adalah  limbah  yang  dihasilkan  dari produksi etanol.
Limbah  vinasse  merupakan  limbah  hasil  penyulingan yang  memiliki  daya  polusi  tinggi  dan  nilai  pemupukan yang tinggi. Kekuatan polusinya mencapai 100 kali lebih kuat  daripada  limbah  domestik,  kaya  bahan  organik  dan memiliki  BOD  ( Biological  Oxygen  Demand )  dan  COD
( Chemical Oxygen Demand ) yang tinggi. Oleh karena itu, limbah  vinasse  ini  tidak  dapat  langsung  dibuang  ke lingkungan karena rendahnya kemampuan degradasi atau pengurangan  kadar  logam  dan  nonorganik  pada  limbah vinasse  tersebut.  Beberapa  peneliti  terdahulu  telah melakukan  penelitian  yang  berkaitan  dengan  pembuatan biogas,  di  antaranya  Cortella  dan  da  Porto  (2002) melakukan penelitian pemurnian etanol dengan mengaplikasikan  McCabe-Thiele  pada  kolom  distilasi yang  dirancang  dengan  menggunakan  10  tray  untuk mendapatkan  etanol  80%  berat.  Stampe  dkk.  (1983) melakukan  penelitian  yang  mempelajari  konsumsi  energi pada  farm-scale  distillation,  dengan  cara  menghitung suhu, pada kolom bagian stripping pada 94,4 o C, 95 o C dan 95,6 o C  serta  menghitung  energi  yang  dibutuhkan. Soeprijanto  dkk.  (2010)  melakukan  penelitian  yang
bertujuan  untuk  mempelajari  performa  dari  bioreaktor UASB  (Upflow  Anaerobic  Sludge  Blanket)  untuk mengkonversi  limbah  cair  vinasse  menjadi  biogas  dan material-material  sederhana.  Bioreaktor  diinokulasi dengan  4  L  lumpur  aktif  dari  bioreaktor  UASB. Bioreaktor  ini  dioperasikan  pada  volume  9  L.  Dari penelitian terdahulu, metode yang digunakan memerlukan investasi  yang  besar.  Oleh  karena  itu  diperlukan kombinasi  metode  yang  efektif  dan  murah  untuk menangani  limbaah vinasse dengan  terlebih  dahulu mempelajari karakteristik dari limbah tersebut. Penelitian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  pH  dan perbandingan  nutrisi  terbaik  untuk  menghasilkan  biogas optimum  serta  untuk  mengetahui  biogas  yang  dihasilkan setiap harinya.

## II. Bahan dan Metode Penelitian.
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah vinasse,  rumen,  urea,  NH 4 HCO 3 ,  NaOH,  dan  aquades. Vinasse  didapatkan  dari  Desa  bekonang,  Solo,  Jawa Tengah.
Alat  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  dapat digambarkan secara umum seperti pada gambar berikut:
Gambar 1. Gambar Rangkaian Alat
Percobaan  dilakukan  dalam  digester  volume  5L  dan dioperasikan  pada  suhu  kamar  dengan  memvariasikan perbandingan  COD:N  yang  dilakukan  pada  12  tangki. Tangki  1,  2,  3  berisi  vinasse,  rumen,  dan  urea  dengan perbandingan  COD:N  sebesar  800:7,  900:7,  serta  1000:7 dengan  pH  awal  7.  Tangki  4,  5,  6  berisi  vinasse,  rumen, dan  urea  dengan  perbandingan  COD:N  sebesar  800:7, 900:7,  serta  1000:7  dengan  pH  awal  7  dan  setiap  empat hari sekali digester tersebut akan dibuka untuk dilakukan penetralan pH. Tangki 7, 8, 9 berisi vinasse, rumen, serta buffer  NH 4 HCO 3 dengan  perbandingan  COD:N  sebesar 800:7, 900:7, serta 1000:7 dengan pH awal 7. Sedangkan tangki  10,  11,  12  berisi  vinasse,  rumen,  serta  buffer NH 4 HCO 3 dengan  perbandingan  COD:N  sebesar  800:7, 900:7,  serta  1000:7  dengan  pH  awal  7  dan  setiap  empat
hari sekali digester tersebut akan dibuka untuk dilakukan penetralan pH.
Penetralan pH dilakukan dengan menambahkan larutan NaOH  1N  dan  pengukuran  pH  dilakukan  dengan menggunakan  pH  meter  elektrik.  Pengukuran  biogas dilakukan setiap 2 hari sekali.
III. Hasil dan Pembahasan
3.1 Pengaruh pH  terhadap Produksi Biogas
Gambar 2. Grafik pengaruh pH terhadap produksi biogas pada campuran vinasse ,  rumen dan urea
Gambar  2  menunjukkan  pengaruh  pH  terhadap  produksi biogas  pada  campuran vinasse dan  rumen  dengan tambahan sumber nitrogen dari urea. Volume biogas yang dihasilkan  dari  campuran vinasse ,  rumen  dan  urea  yang tidak dinetralkan lebih banyak kuantitasnya dibandingkan biogas  dari  campuran  yang  dinetralkan.  Volume  biogas meningkat  drastis  pada  hari  ke-8  dan  ke-10,  namun setelah  itu  akumulasinya  konstan  karena  sudah  tidak terbentuk biogas.
Gambar  2  menunjukkan  akumulasi  produksi  biogas dalam waktu 30 hari. Pada gambar dapat  dilihat, bahwa biogas  paling  banyak  diproduksi  apabila  menggunakan pH  yang  dinetralkan  hanya  pada  awal  reaksi  saja. Sedangkan  produksi  biogas  terendah  yang  ditunjukkan dengan  gradien  garis  yang  paling  kecil  adalah  pada  pH yang dinetralkan tiap empat hari. Biogas yang dihasilkan pada  kondisi  COD:N  800:7  dan  pH  7  adalah  0,96  ml biogas/mg TS COD
Penjepit Bio digester Selang Aliran biogas Gelas ukur terbalik Gelembung CH 4 + CO 2 Karet penutup
Gambar 3. Grafik pengaruh pH terhadap produksi biogas pada campura vinasse , rumen, dan NH 4 HCO 3
Gambar  3  menunjukkan  pengaruh  pH  terhadap produksi biogas pada campuran vinasse dan rumen dengan tambahan  sumber  nitrogen  dari  NH 4 HCO 3 .  Dari  gambar dapat  diketahui  bahwa  volume  biogas  dengan  pH  7, akumulasi volumenya lebih banyak daripada biogas yang dihasilkan  dari  campuran  yang  dinetralkan  setiap  empat hari  sekali.  Biogas  yang  dihasilkan  pada  kondisi  COD:N 800:7  dan  pH  7  adalah  13,17  ml  biogas/mg  TS  COD. Derajat  keasaman  (pH)  menunjukan  sifat  asam  atau  basa pada  suatu  bahan.  Derajat  keasaman  merupakan  suatu ekspresi  dari  konsentrasi  ion  hidrogen,  [H+]  yang besarannya  dinyatakan  dalam  minus  logaritma  dari konsentrasi ion hidrogen, yaitu:
pH = - log [H+]                                                              (1)
Sebagaimana  diketahui  bahwa  salah  satu  tahap  dalam dekomposisi  bahan  organik  anaerobik  adalah  tahap asidogenesis  dan  asetogenesis.  Pada  tahap  ini  terbentuk asam  lemak  volatil  yang  akan  menurunkan  pH  dalam reaktor.  Keseluruhan  proses  anaerobik  terjadi  pada  pH antara 6 – 8. Walaupun bakteri pembentuk metana sangat peka  terhadap  pH,  tetapi  pH  dalam  reaktor  tidak  harus dikendalikan secara ketat.
Pengaturan  pH  dapat  dilakukan  dengan  menjaga umpan  tidak  terlalu  asam  serta  mengendalikan  jumlah pencampuran agar  kesetimbangan  reaksi  antara  tahap asidogenik  dan  metanogenik  terjaga  dengan  baik.  Pada kondisi tanpa bantuan penyeimbang pH, maka pada nilai pH  dibawah  6  aktivitas  bakteri  metan  akan  mulai terganggu  dan  bila  mencapai  5,5  aktivitas  bakterial  akan terhenti  sama  sekali.  Konsetrasi  pH  di  dalam  reaktor  ini sangat  dipengaruhi  oleh  jumlah  asam  lemak  volatil (VFA),  ammonia,  CO 2 dan  kandungan  alkalinitas bikarbonat yang dihasilkan.
Faktor  pH  sangat  berperan  pada  dekomposisi  anaerob karena pada rentang pH yang tidak sesuai, mikroba tidak dapat  tumbuh  dengan  maksimum  dan  bahkan  apat menyebabkan  kematian.  Pada  akhirnya  kondisi  ini  dapat menghambat  perolehan  gas  metana.  Derajat  keasaman
yang  optimum  bagi  kehidupan  mikroorganisme  adalah 6,8-7,8 (Simamora dkk, 2006).
Pertumbuhan  bakteri  penghasil  gas  metana  akan  baik bila  pH  bahan  berada  pada  keadaan  (basa)  yaitu  6,5 sampai  7.  Nilai  pH  terbaik  untuk  suatu  digester  yaitu sekitar 7,0. Apabila nilai pH di bawah 6,5, maka aktivitas bakteri metanogen akan menurun dan apabila nilai pH di bawah  5,0,  maka  fermentasi  akan  terhenti  (Yani  dan Darwis, 1990). Bila proses fermentasi berlangsung dalam keadaan  normal  dan  anaerobik,  maka  pH  akan  secara otomatis berkisar antara 7 – 8,5.  Jika pH lebih tinggi dari 8,5  akan  mengakibatkan  pengaruh  yang  negatif  pada populasi bakteri metanogen, sehingga akan mempengaruhi laju pembentukan biogas dalam reaktor. Pada  botol  4,  5,  6,  10,  11,  dan  12,  campuran dinetralkan mencapai pH 7 dan akan dinetralkan kembali setiap  empat  hari  sekali.  Sedangkan  6  botol  yang  lain, campuran  dinetralkan  pada  awal  proses  dan  tidak dilakukan penetralan pH selama penelitian.
Pengolahan limbah secara biologis dibedakan menjadi dua  proses,  yaitu  proses  aerobik  dan  proses  anaerobik. Pada  proses  aerobik,  berlangsungnya  proses  sangat tergantung  dari  adanya  oksigen,  sedangkan  dalam  proses anaerobik  justru  sebaliknya  karena  oksigen  akan menghambat jalannya proses.
Di  dalam  reaktor  biogas,  terdapat  dua  jenis  bakteri yang  sangat  berperan,  yakni  bakteri  asidogenik  dan bakteri  metanogenik.  Kedua  jenis  bakteri  ini  perlu  eksis dalam  jumlah  yang  berimbang.  Bakteri-bakteri  ini memanfaatkan  bahan  organik  dan  memproduksi  metan dan  gas  lainnya  dalam  siklus  hidupnya  pada  kondisi anaerob. Mereka memerlukan kondisi tertentu dan sensitif terhadap  lingkungan  mikro  dalam  reaktor  seperti temperatur,  keasaman  dan  jumlah  material  organik  yang akan  dicerna.  Terdapat  beberapa  spesies  metanogenik dengan  berbagai  karateristik.  Bakteri  ini  mempunyai beberapa  sifat  fisiologi  yang  umum,  tetapi  mempunyai morfologi  yang  beragam  seperti Methanomicrobium , Methanosarcina , Metanococcu , dan Methanothrix (Haryati, 2006).
Pada  tahap  pembentukan  gas  metana,  bakteri  yang berperan adalah bakteri metanogenesis. Bakteri metanogenesis akan memanfaatkan hasil dari tahap kedua yaitu asetat, format, karbondioksida, dan hidrogen sebagai substrat  untuk  menghasilkan  metana,  karbondioksida, sisa-sisa  gas  seperti  H 2 S  dan  air.  Bakteri  ini  merupakan bakteri  obligat  anaerobik  dan  sangat  sensitif  terhadap perubahan lingkungan. Berbeda dangan bakteri asidogenesis  dan  asetogenesis,  bakteri  metanogenesis termasuk  dalam  genus Archaebacter yaitu  kelompok bakteri  yang  mempunyai  struktur  morfologi  yang  sangat berbeda-beda (heterogen), sifat biokimia yang umum, dan sifat biologi molekul yang berbeda dengan bakteri lain. Produksi  biogas  akan  lebih  optimum  jika  fermentasi anaerobik yang dilakukan benar-benar pada kondisi tanpa oksigen (O 2 ). Sehingga pada penelitian dengan pH kontrol yang  dilakukan  tiap  empat  hari  sekali  tidak  dapat menghasilkan  biogas  dengan  optimum.  Kondisi  yang
memungkinkan  masuknya  oksigen  pada  reaktor  adalah ketika  dilakukannya  pengambilan  sampel  bahan  dari dalam reaktor. Sampel bahan diambil dari lubang sampel yang  terdapat  pada  reaktor.  Solusi  yang  mungkin  bisa dilakukan  adalah  dengan  memperbaiki  desain  sistem reaktor  ketika  pengambilan  sampel,  agar  kemungkinan masuknya  oksigen  dikurangi,  yaitu  dengan  sistem  buka- tutup otomatis pada lubang sampel.
Pada hasil terlihat bahwa setelah hari ke 13 sudah tidak dihasilkan biogas. Hal itu karena pH pada botol 1 hingga 6 sudah mengalami penurunan hingga di bawah 6,5, yang menyebabkan  aktivitas  bakteri  metanogen  akan  menurun dan  di  saat  nilai  pH  mencapai  di  bawah  5,0,  maka fermentasi  terhenti  sehingga  biogas  tidak  dihasilkan kembali. Penurunan pH dapat dilihat pada gambar berikut ini:
Ga
mbar  4. Grafik  pH  harian  campuran vinasse ,        rumen, dan urea
Gambar 5. Grafik pH harian campuran vinasse , rumen, dan NH 4 NCO 3
Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa pada hari ke- 13,  pH  campuran  mencapai  nilai  di  bawah  5  sehingga fermentasi  terhenti  dan  tidak  dapat  dihasilkan  biogas. Nilai  pH  yang  terlalu  asam  dapat  menghambat  aktivitas mikroorganisme  penghasil  metana.  Sedangkan  pada campuran vinasse ,  rumen,  dan  NH 4 HCO 3 biogas  masih dapat  terbentuk  pada  hari  ke-13  karena  NH 4 HCO 3 merupakan  buffer  yang  yang  digunakan  untuk  menjaga
pH  tetap  pada  kondisi  netral.  Seperti  diketahui  bahwa bakteri  metanogenik  memiliki  karakteristik  antara  lain membutuhkan  kondisi  anaerob,  menghasilkan  enzim Silanase  actinobacteria dan  hanya  dapat  hidup  pada kisaran  pH  yang  sempit  yaitu  5-7  (Weimer  et  al.,  1999; Peres et al., 2002).
3.2 Pengaruh  Perbandingan  COD:N  Terhadap Produksi Biogas
Chemical  Oxygen  Demand (COD)  atau  kebutuhan oksigen  kimiawi  merupakan  jumlah  oksigen  yang dibutuhkan  oleh  oksidator  (misal  kalium  dikhromat) untuk  mengoksidasi  seluruh  material  baik  organik maupun  anorganik  yang  terdapat  dalam  air  (MetCalf  & Eddy,  2003).  Mikroba  membutuhkan  udara  dalam mendegradasi  substrat,  dimana  protein  dihidrolisis menjadi  asam-asam  amino,  karbohidrat  dihidolisis menjadi  gula-gula  sederhana,  dan  lemak  dihidrolisis menjadi  asam-asam  berantai  pendek.  Jika  kandungan senyawa  organik  dan  anorganik  cukup  besar,  maka oksigen terlarut di dalam air dapat mencapai nol sehingga tumbuhan  air,  ikan-ikan  dan  hewan  air  lainnya  yang membutuhkan oksigen tidak memungkinkan hidup. Dari  hasil  terlihat  bahwa  pada  perbandingan  COD:N 800:7 produksi biogas mampu mencapai optimum sebesar 280  ml  (0,96  ml  biogas/mg  TS  COD),  sementara  pada perbandingan COD:N 900:7 dan 1000:7 biogas optimum hanya diperoleh sebesar 250 ml (0,857 ml biogas/mg TS COD)  dan  208  ml  (0,713  ml  biogas/mg  TS  COD).  Dari gambar 3,  produksi biogas optimum yang diperoleh juga terdapat  pada  perbandingan  COD:N  800:7  yaitu  sebesar 3839 ml (13,17 ml biogas/mg TS COD), sementara pada perbandingan COD:N 900:7 dan 1000:7 biogas optimum hanya  diperoleh  sebesar  3088  ml  (10,589  ml  biogas/mg TS  COD),  dan  1586  ml  (5,44  ml  biogas/mg  TS  COD). Perbandingan  COD:N  800:7  menghasilkan  biogas  yang optimum, karena pada perbandingan tersebut bakteri lebih mudah menguraikan senyawa-senyawa organik. Sedangkan  pada  perbandingan  COD:N  1000:7  diperoleh hasil  biogas  yang  paling  kecil  yang  menandakan  bahwa penurunan  COD  juga  kecil  pula.  Sedikitnya  penyisihan COD karena oleh beberapa hal, yaitu bahan organik pada tahap asidifikasi dirombak menjadi asam yang selanjutnya dirombak menjadi metana pada tahap metanasi. Semakin besar bahan organik yang dirombak menjadi asam (VFA) dan  melebihi  kemampuan  bakteri  metanogen  untuk merombak  mengakibatkan  akumulasi  asam  sehingga proses  metanasi  terhambat  dan  penyisihan  COD  kurang maksimal (Tyas dan Wardhani, 2010).

## 3.3 Pengaruh Penambahan Nutrisi terhadap Volume
Biogas
Gambar 6. Grafik Penambahan Urea dan NH 4 HCO 3 terhadap Volume Biogas
Bahan organik yang diuraikan oleh mikroorganisme tanpa oksigen,  akan  menghasilkan  beberapa  jumlah  metana. Kurangnya  elemen  khusus  yang  diperlukan  untuk pertumbuhan  mikroorganisme  akan  membatasi  produksi biogas. Nutrisi ditandai dengan rasio karbon dan nitrogen (perkiraan  20-30:1)  (Anunputtikul,  2004).  Oleh  karena itu,  perlu  dilakukan  penambahan  nutrisi,  dalam  hal  ini urea dan NH 4 HCO 3 sebagai suplai nutrisi. Kuantitas urea dan  NH 4 HCO 3 yang  ditambahkan  disesuaikan  dengan nilai COD bahan dan perbandingan variabel COD:N yang diinginkan.
Gambar  6  di  atas  menunjukkan  pengaruh  dari penggunaan  sumber  nitrogen  terhadap  volume  biogas yang  dihasilkan.  Dari  gambar  tersebut,  dapat  dijelaskan bahwa  produksi  biogas  dengan  menggunakan  NH 4 HCO 3 jauh lebih banyak daripada menggunakan urea.
Urea  dipilih  sebagai  sumber  nitrogen  karena  mudah dicerna  oleh  berbagai  mikroorganisme.  Selain  itu,  urea yang  berisi  nitrogen  menjadi  sumber  nutrisi  bagi pertumbuhan  mikroorganisme.  Akan  tetapi,  kekurangan urea  dapat  menghambat  produksi  metana  (Anunputtikul, 2004).
Dari hasil penelitian yang dapat dilihat pada gambar 6 didapatkan  bahwa vinasse yang  diberi  tambahan  urea menunjukkan  hasil  yang  tidak  maksimal.  Hal  ini  karena rasio C/N pada limbah sudah berada pada komposisi yang bagus  untuk  pertumbuhan  mikroorganisme  sehingga penambahan  urea  menyebabkan  kadar  N  dalam  umpan semakin besar, sehingga kadar C/N semakin kecil. Kadar C/N  yang  relatif  kecil  tidak  baik  untuk  proses pembentukan  biogas  karena  akan  meningkatkan  emisi nitrogen  sebagai  amonium  yang  dapat  menghalangi perkembangan  bakteri.  Oleh  karena  itu,  perlu  ada alternatif  lain  yang  digunakan  sebagai  nutrisi  sumber nitrogen.
Pada  proses  pembentukan  biogas  sering  terjadi penurunan  pH  yang  cukup  drastis  di  awal  proses  yang disebabkan  oleh  pembentukan  asam  yang  terlalu  cepat. Selain  pembentukan  asam  juga  karena  pembentukan  gas
hidrogen,  karbondioksida,  dan  beberapa  VFA  seperti asam  propionate  dan  butirat.  pH  yang  rendah  mampu menyebabkan  mikroorganisme  pembentuk  biogas  yaitu bakteri  metanogenesis  (bakteri  rumen)  berada  dalam kondisi inaktif (Vicenta et al., 1984)
Di  samping  itu,  agar  bakteri  metanogenik  mampu tumbuh  dan  berkembang  dengan  baik  diperlukan penambahan buffer ke dalam digester untuk meningkatkan  alkalinitasnya.  Oleh  karena  itu  digunakan NH 4 HCO 3 yang  juga  berfungsi  sebagai buffer untuk meningkatkan  alkalinitas  selama  proses  fermentasi berlangsung.
Tingkat keasaman maupun basa pada froses fermentasi dinyatakan dengan pH.
Kebanyakan bakteri metanogenesis mempunyai pH optimum mendekati netral (Jones  et  al.,  1987).  pH  optimum  dalam  produksi  biogas berada  dalam  rentang  6,8-7,2  dengan  batasan  rentang operasi  tanpa  hambatan  yang  signifikan  sekitar  6,5-7,6 (Anglo  1t  al.,  1987;  Bunchueydee,  1984;  Haga  et  al., 1979).  Bakteri  metanogenesis  terkadang  dapat  tumbuh pada rentang pH antara 6,5-8,2 (Buyukkamaci dan filibeli, 2004).
Pembentukan  biogas  yang  lebih  besar  pada  proses fermentasi  2  tahap disebabkan  karena  adanya  proses hidrolisa  terlebih  dahulu  yang  merupakan proses degradasi  senyawa  kompleks  yaitu  polisakarida  menjadi senyawa  yang lebih  sederhana  yaitu  disakarida  dan monosakarida  sehingga  akan mempermudah  proses pembentukan  asam  oleh  bakteri  asetogenik  dan  juga proses  pembentukan  metan  oleh  bakteri  metanogenesis. Proses  tersebut  tidak akan  dijumpai  pada  fermentasi  1 tahap,  sehingga  akan  terjadi  pembentukan asam  yang terlalu  cepat.  Pembentukan  asam  yang  terlalu  cepat  ini menyebabkan  banyaknya  bakteri  metanogenesis  yang mati karena tidak tahan dengan suasana asam. Terjadinya penurunan  pH  ini  diatasi  dengan  penambahan  NH 4 HCO 3 yang  bertujuan  untuk  mempertahankan range pH  agar bakteri dapat bertahan.

## IV. Kesimpulan
Hasil penelitian di atas menunjukkan bahwa pH yang baik untuk  produksi  biogas  adalah  pH  7  atau  pH  yang dinetralkan  di  awal  tanpa  penetralan  harian.  Sedangkan diantara  variabel  perbandingan  COD:N  yaitu  800:7, 900:7,  dan  1000:7,  yang  dapat  menghasilkan  biogas dengan optimal adalah variabel 800:7.
Biogas  yang  dihasilkan  pada  kondisi  COD:N  800:7 dan  pH  7  adalah  13,73  ml  biogas/mg  COD  selama  30 hari. Selain itu, dari penelitian ini dapat diketahui bahwa nutrisi  yang  baik  sebagai  sumber  nitrogen  adalah NH 4 HCO 3 ,  juga  sekaligus  berperan  sebagai buffer yang dapat mengatasi penurunan pH pada awal proses.
V.Daftar Pustaka.
Anunputtikul,  W.,  Rodtong,  S., Investigation  of  The Potential  Production  of  Biogas  from  Cassava
Tuber , Abstracts of the 15th Annual Meeting of The  Thai  Society  for  Biotechnology  and  JSPS- NRCT Symposium, Thailand, 2004, p. 70.
Ayu,  Audra  and  Vinsencia  Dyan.  2010.  Biogas Production  Using  Anaerobic  Biodigester  From Cassava Starch Effluent With Ruminant Bacteria as  Biocatalyst. Thesis. Chemical  Engineering Department,  Technical  Faculty,  Diponegoro University. Semarang.
Cortella, Giovanni and Carla Da Porto. 2003. Design of a Continuous Distillation Plant for The Production of  Spirits  Originating From Fermented Grape .
Journal Of Food  Engineering 58: 379.
Padmono,  Djoko.  2007. Kemampuan  Alkalinitas Kapasitas  Penyangga  (Buffer  Capacity)  dalam Sistem  Anaerobik  Fixed  Bed. Pusat  Teknologi Lingkungan. Jakarta.
Soeprijanto,dkk.  2010. Pengolahan  Vinasse  dari  Air
Limbah Industri Alkohol menjadi Biogas dengan Menggunakan Bioreaktor UASB. Jurnal Purifikasi, Vol.11 No. 1 hal.11-20.
Stampe.  S  ,  dkk.  1983. Energy  Consumption  of  a  Farm- Scale  Ethanol  Distillation  System .  Energy  in Agriculture 2: 355.
Tyas, Dwi Ratna Ning dan Galih Setyo Wardhani. 2010. Pengaruh  COD  Influent  Terhadap  Produksi Biogas  dari  Limbah  Cair  Pabrik  Etanol  dengan Bioreaktor  5000L. Skripsi .  Institut  Teknologi Sepuluh November, Surabaya.
Yani M dan Darwis AA. 1990. Diktat Teknologi Biogas. Pusat  Antar  Universitas  Bioteknologi-IPB. Bogor