Evaluation of Volatile Fatty Acids in the First Stage of the Two-stage Anaerobic Digestion of Food Waste

YULI KARTIKA DEWI, Dr. Ria Millati, S.T., M.T.; Dr. Ir. Muhammad Nur Cahyanto, M.Sc.

2016 | Skripsi | S1 TEKNOLOGI PANGAN DAN HASIL PERTANIAN

Sampah makanan merupakan bahan yang berpotensi sebagai substrat untuk produksi biogas. Akan tetapi, keberadaan bahan anorganik dalam sampah makanan menyebabkan penumpukan padatan dalam digester anaerob satu tahap. Salah satu cara untuk menangani permasalahan tersebut adalah dengan menggunakan digester anaerob dua tahap. Pada tahap pertama, digesti fokus pada produksi VFAs yang kemudian dilanjutkan dengan produksi methana pada tahap kedua dengan menggunakan substrat dari tahap pertama. Pada penelitian ini sampah makanan dijadikan sebagai substrat. Penelitian yang dilakukan secara batch ini dilakukan dengan menggunakan digester berupa botol kaca 500 ml dengan volume kerja 250 ml dan diinkubasi pada suhu 55 derajat C selama 4 hari. Tiga kondisi operasi digunakan untuk mengetahui efek keberadaan oksigen dalam digester, kondisi tersebut : anaerobik, semi-aerobik, and pasif-aerobik. Produksi gula total pada kondisi anaerobik,semi-aerobik, dan pasif-aerobik berurutan sebesar 49,21 g/l, 38,47 g/l, dan 14,09 g/l. Pada akhir digesti, produksi VFAs pada kondisi anaerobik sebesar 2,34 g/l sedangkan produksi VFAs pada kondisi semi-aerobik dan pasif-aerobik sebesar 2,13 g/l and 2,21 g/l. Redox potensial pada digester meningkat dari negatif menjadi positif di semua kondisi operasi yang menunjukkan adanya reduksi dalam digester.

Food waste is a potential feedstock for biogas production. However, anorganic materials sometimes are present in food waste. Therefore, the presence of anorganic materials in the food waste can cause solid accumulation in one-stage anaerobic digester. One way to solve this problem is by conducting anaerobic digestion into two stages. In first stage digestion, the digestion was focused on VFAs production then continued by methane production in the second stage by using VFAs from first stage digestion. In this work, study of 1st stage of digestion of food waste was conducted. The 1st stage of digestion was carried out in batch system and incubated in 500 ml glass bottle digester with 250 ml working volume at 55 C degree for four days. The digestion was performed in three different operation conditions, i.e. anaerobic, semi-aerobic, and passive-aerobic to evaluate the effect of the presence of oxygen in the digester. Maximum total sugar production of food waste digestion under anaerobic, semi-aerobic, and passive-aerobic condition was 49.21 g/l, 38.47 g/l, and 14.09 g/l, respectively. On the last day of digestion, VFAs production of food waste digestion under anaerobic condition was 2.34 g/l, while the production of food waste digestion under semi-aerobic and passive-aerobic condition was 2.13 g/l and 2.21 g/l, respectively. Redox potential of food waste digestion under anaerobic, semi-aerobic, and passive-aerobic condition increased from negative value to positive value that showed the reduction occured.

Kata Kunci : Anaerobic digestion, food waste, VFAs, first stage, two-stage