Biodegradasi Senyawa Organik

Perkembangan industri pengolahan kelapa sawit di Indonesia pada era pembangunan ini sangat pesat. Selama proses pengolahan buah kelapa sawit menjadi minyak sawit diperoleh limbah baik berupa limbah cair maupun limbah padat. Limbah padat berupa jajangan, serat-serat dan cangkang dapat diolah menjadi bahan yang berguna. Janjangan dibakar dan abu hasil pembakaran dapat dimanfaatkan sebagai pupuk. Sedangkan serat-serat dan sebagian kulit dibakar dan panas yang dihasilkan digunakan sebagai sumber energi. Cangkang yang tersisa dapat digunakan sebagai bahan baku industri yang aktif maupun industri hard board. Limbah cair industri pengolahan kelapa sawit dapat mencemari lingkungan bila langsung dibuang ke badan air tanpa pengolahan lebih dahulu.

Limbah ini mengandung senyawa organik dan anorganik. Limbah yang mengandung senyawa organik dapat dirombak oleh mikroba dan dapat dikendalikan secara biologis.

Pengendalian secara biologis dapat dilakukan dengan proses aerob dan anaerob.

Pengolahan Limbah cair dengan proses Anaerobik

Proses pengolahan anaerobik adalah proses pengolahan senyawa – senyawa organik yang terkandung dalam limbah menjadi gas metana dan karbon dioksida tanapa memerlukan oksigen.

Mekanisme Rooksi Pengolahan Limbah Cair dengan Proses Anaerobik

Penguraian senyawa organik seperti karbohidrat, lemak dan protein yang terdapat dalam limbah cair dengan proses anaerobik akan menghasilkan biogas yang mengandung metana (50-70%), CO2 (25-45%) dan sejumlah kecil nitrogen, hidrogen dan hidrogen sulfida.

Reaksi sederhana penguraian senyawa organik secara aerob : 

                          

Sebenarnya penguraian bahan organik dengan proses anaerobik mempunyai reaksi yang begitu kompleks dan mungkin terdiri dari ratusan reaksi yang masing- masing mempunyai mikroorganisme dan enzim aktif yang berbeda.

Penguraian dengan proses anaerobik secara umum dapat disederhanakan menjadi 2 tahap:

- Tahap pembentukan asam

- Tahap pembentukan metana

Tahap 1 (Hidrolisa)
Dari tahap pembentukan asam adalah hidrolisa senyawa organik baik yang terlarut maupun yang tersuspensi dari berat molekul besar (polimer) menjadi senyawa organik sederhana (monomer) yang dilakukan oleh enzim-enzim ekstraseluler. Beberapa senyawa organik dan enzim pengurainya yaitu :

enzim	substrat	produk
Esterase: Lipase	Gliserida (fat)	Gliserol + Asam lemak
Phosphatase:Lecithinase	Lecitin	Choline + H3PO4 + fat
Carohydrase : Fructosidase	Sucrosa	Frukosa + Glukosa

Tahap 2 (Acidogenesis)

Pengubahan senyawa sederhana menjadi asam organik yang mudah menguap

seperti asam asetat, asam butirat, asam propionat dan lain-lain. Dengan terbentuknya asam organik maka pH akan terus menurun namun pada waktu yang bersamaan akan terbentuk buffer yang akan menetralisisr pH.

Tahap 3 ( Acetogenesis)

Pembentukan asam dari senyawa-senyawa organik sederhana (monmer) dilakukan oleh bakteri-bakteri penghasil asam yang terdiri dari sub divisi acids/farming bacteria dan acetogenic bacteria. Asam propionat dan butirat diuraikan oleh acetogenic bacteria menjadi asam asetat.

Tahap 4 (Metanogenesis)

Merupakan tahap dominasi perkembangan sel mikroorganisme dengan spesies tertentu yang menghasilkan metana.Pembentukan metana dilakukan oleh bakteri penghasil metana yang terdiri dari sub divisi acetocalstic methane bacteria yang menguraikan asam asetat menjadi metana dan karbon dioksida.Karbon dioksida dan hidrogen yang terbentuk dari reaksi penguraian di atas, disintesa oleh bakteri pembentuk metana menjadi metana dan air. Bakteri penghasil metana sangat sensitif terhadap perubahan pH. Rentang pH optimum untuk jenis bakteri penghasil metana antara 6,4 - 7,4.

Proses pembentukan asam dan gas metana dari suatu senyawa organik sederhana melibatkan banyak reaksi percabangan. Mosey (1983) yang menggunakan glukosa sebagai sampel untuk menjelaskan bagaimana peranan keempat kelompok bekteri tersebut menguraikan senyawa ini menjadi gas metana dan karbon tlioksida sebagai berikut :