biogas (4)

Temperatur operasi optimal untuk proses digester adalah 30-35oC dimana pertumbuhan bakteri dan produksi CH4 umumnya optimum. Namun begitu, dengan rancangan tanpa memperhitungkan tahanan termal bahan dinding, akan diperoleh temperatur digester sebesar 19-20oC. Dengan kondisi ini, kemampuan bakteri untuk mencerna bahan bio akan berkurang dua kali lipat.

Selain temperatur, supaya bakteri dapat tumbuh dengan baik juga memerlukan makanan (unsur hara). Makanan dari bakteri terutama mengandung unsur nitrogen, fosfor, magnesium, sodium, mangan, kalsium dan kobalt. Konsentrasi optimum dan batas penghambat proses digestion dari berbagai unsur tersebut dapat dilihat pada Tabel berikut.

Tabel. Batas optimum dan penghambat proses digestion dari berbagai unsur [1].


Selain nitrogen dalam bahan bio, gas nitrogen umumnya juga terdapat dalam gas NH3. Konsentrasi NH3 yang baik dalam digester adalah 200-1500 mg/l [1]. Pada konsentrasi 1500-3000 mg/l, proses pertumbuhan bakteri akan terhambat pada pH 7,4. Pada konsentrasi NH3 diatas 3000 mg/l dapat menyebabkan racun pada digester pada pH manapun [1]. Sedangkan total perbandingan C/H pada digester yang optimum umumnya dicapai pada nilai 30.

Selain, temperatur dan makanan untuk bakteri, faktor lain yang perlu diperhatikan adalah derajat keasaman. Derajat keasaman (pH) dari digester yang baik berada pada kisaran 7-8,5. Sementara, derajat keasaman pada kebanyakan bahan bio adalah pada kisaran 5-9. Pada bahan bio kotoran sapi yang baru dimasukkan umumnya mempunyai pH 7,7. Kemudian setelah dimasukkan ke dalam digester dan dicampur dengan air, keasamannya turun hingga 6,58.

Lama proses suatu bahan bio dapat menghasilkan gas CH4 yang optimum sangat tergantung pada temperatur dan lama proses digestion. Untuk bahan kotoran sapi misalnya pada temperatur 30-35oC, produksi CH4 optimum terjadi pada hari ke-10. Setelah hari ke-10, produksi gas CH4 akan menurun.

Hasil proses digester kotoran sapi dapat menghasilkan volatil solid (VS) sekitar 34%. Prosentase ini dibawah rata-rata pemrosesan bahan bio yang umumnya berada pada kisaran 28-70%. Penyebab rendahnya prosesntasi VS yang dihasilkan dari digester kotoran sapi adalah jerami. Dimana diketahui bahwa jerami mengandung lignoselulose yang sulit dicerna oleh bakteri [1]. Hal yang menarik lainnya adalah bahwa dari pengalaman digester kapasitas 8,8 m3 (untuk 5 ekor sapi) dengan tekanan 0.8 cm H2O dapat dihasilkan gas bio sebesar 1,44 m3/hari (16,4%). Komposisi gas yang dihasilkan teridir dari CH4 (50,5%) dan CO2 (22,4%). Dengan VS sebesar 34%, laju produksi gas bio yang terjadi sebesar 0,16 m3/kg VS.

Dengan kapasitas yang lebih besar dari sebelumnya, yaitu 18 m3, mampu menampung kotoran 10-12 ekor sapi. Biaya investisasi sekitar 18,5 jt rupiah. Total solid = 4,2 kg/ekor/hari. VS = 3,8 kg/ekor/hari (90%). Kadar air kotoran sapi sebesar 13,6%. Gas yang dihasilkan sebesar 6 m3/hari yang mengandung CH4 sebesar 77%, CO2 sebesar 20,9%, H2S seebsar 1544,5 mikrogram/m3 dan NH3 sebesar 40,1 mikro gram/m3. Temperatur dalam digester juga masih rendah sekitar 25-27oC dengan pH 7-8,6. Lumpur yang dihasilkan menunjukkan penurunan COD sebesar 90% (19800 mg/l menjadi 1960 mg/l) dari kondisi bahan awal dan perbandingan BOD/COD sebesar 0,37 (awalnya 0,06). Harga ini lebih kecil dari kondisi normal limbah cair dimana BOD/COD sebesar 0,5. Analisa kandungan N = 1,82%, P = 0,73% dan K = 0,41% dari lumpur menunjukkan hasil yang hampir sama dengan pupuk kompos. Harga C/N dari bahan dalam digester sebesar 1:17 [2].

Ref:

1. Khasristya Amaru, 2004, Rancang Bangun dan Uji Kinerja Biodigester Plastik Polyethilene Skala Kecil (Studi Kasus Ds. Cidatar Kec. Cisurupan, Kab. garut), Tugas Akhir, Fakultas Pertanian, UNPAD, Indonesia.
2. Widodo, T.W., Asari, A., Ana, N., Elita, R., 2006, Rekayasa dan Pengujian Reaktor Biogas Skala Kelompok Tani Ternak, Jurnal Enjiniring Pertanian, Vol. IV, No. 1, April 2006.