PENGARUH PERBEDAAN ASAL INOKULUM TERHADAP PRODUKSI HIDROGEN DARI LIMBAH BUAH MELON (Cucumis melo L.) PADA FERMENTOR BATCH

YUMECHRIS AMEKAN, Dr. Ir. Muhammad Nur Cahyanto, M.Sc.

2014 | Tesis | S2 Bioteknologi

Konsorsium mikrobia alami dari berbagai sumber banyak dimanfaatkan untuk produksi hidrogen. Jenis substrat dan kondisi operasional yang diterapkan pada biodigester asal konsorsium berpengaruh terhadap variasi spesies dan jumlah mikrobia yang menginduksi pembentukan biogas, sehingga diduga terdapat perbedaan kinerja produksi hidrogen antar konsorsium. Penelitian ini menguji pengaruh perbedaan asal inokulum dan kombinasinya terhadap produksi hidrogen. Penelitian dilakukan dalam 3 tahap, yaitu pretreatment inokulum (pH 3; ± 24 jam), pengkayaan bakteri penghasil hidrogen, dan uji fermentasi hidrogen dari limbah melon. Inokulum asal digester limbah buah (DBLB), kotoran sapi (DBKS), dan limbah tahu (DBLT) dikayakan pada kondisi anaerob, 37 oC dan glukosa sebagai sumber karbon. Inokulum asal 3 digester bebeda (DBLB, DBKS dan DBLT) dan kombinasinya (DBLB-DBKS, DBKS-DBLT, DBLT-DBLB dan DBLB-DBKS-DBLT) digunakan untuk uji produksi hidrogen dari limbah melon dengan konsentrasi VS 9,65 g.L-1, 37 oC dan pH awal 7,05 ± 0,05. Inokulum asal digester berbeda dan kombinasinya menghasilkan gas yang terdiri dari hidrogen dan karbon dioksida, sedangkan methana tidak ditemukan selama fermentasi. Inokulum asal DBLB menghasilkan hidrogen tertinggi (743 mL.L-1; yield 207,56 mL.g-1) dibandingkan DBKS (428 mL.L-1; yield 129,74 mL.g-1) dan DBLT (323 mL.L-1; yield 92,39 mL.g-1). Kombinasi inokulum mampu meningkatkan produksi hidrogen total hingga 1,74 – 3,50 kali dibandingkan inokulum tunggal. Kombinasi inokulum DBLB-DBKS-DBLT (1.132 mL; yield 231,02 mL.g-1) memiliki kinerja produksi hidrogen terbaik dibandingkan DBLBDBKS, DBKS-DBLT, DBLT-DBLB dan inokulum tunggalnya. Volatile fatty acid (VFA) dihasilkan selama fermentasi, yaitu butirat, asetat, format dan propionat. Bukti eksperimental menunjukkan bahwa kombinasi inokulum bisa menjadi strategi baru untuk meningkatkan produksi hidrogen dari limbah organik. Kata kunci: Inokulum, Hidrogen, Limbah melon, VFA

The effect of individual and combined mixed culture on dark fermentative hydrogen production performance was investigated. Mixed cultures from fruit waste digester (DBLB), cow dung digester (DBKS), and tofu waste digester (DBLT) were enriched under strict anaerobic conditions at 37 oC with glucose as the sole carbon source. Biochemical hydrogen production test using melon waste as substrate was performed for individual mixed cultures (DLB, DBKS and DBLT) and their combinations (DBLB-DBKS, DBKS-DBLT, DBLTDBLB and DBLB-DBKS-DBLT) with volatile solid concentrations 9.65 g.L-1, 37 oC and initial pH 7,05 ± 0,05. The results showed that individual and combined mixed cultures produced gas comprising hydrogen and carbon dioxide without any detectable methane. Among the individual mixed cultures and combined mixed cultures, the highest cumulative hydrogen production of 743 mL.L-1 (yield 207,56 mL.g-1) and 1.132 mL (yield 231,02 mL.g-1) was shown by mixed cultures from fruit waste digester and combination of mixed culture from fruit waste-cow dung-tofu waste digester. Butyric, acetate, formic and propionic were the major soluble metabolites produced by all the cultures, and the result prove that higher production of propionic acid can decrease hydrogen yield. Experimental evidence suggests that hydrogen fermentation by mixed culture combination could be a novel strategy to improve hydrogen production performance from organic waste. Kata kunci: Inoculum, Hydrogen, Melon waste

Kata Kunci : Inokulum, Hidrogen, Limbah melon, VFA; Inoculum, Hydrogen, Melon waste