Tel: (021) 75791355 Email: sekr-ptseik@bppt.go.id

Pengoperasian Biogas Plant ... (3/9)

 Pengoperasian Biogas Plant ... (3/9)

 Oleh: Ir. Rohmadi Ridlo, M.Eng.

 

2.6 Penentuan Konsentrasi Asam Organik

Asam organik merupakan produk perantara dalam pembentukan biogas. Asam berdisosiasi dalam larutan air, tergantung pada nilai pH. Konstituen dapat dihitung sebagai berikut:

 

 Persamaan 1.2: Perhitungan dissociation factor (f: dissociation factor, pKS: logaritma negatif konstanta keasaman, pH: nilai pH)

Dalam kondisi steady state tingkat pembentukan dan transformasi asam adalah identik, sehingga konsentrasi di digester adalah konstan. Jika ada tingkat lebih tinggi dari pembentukan asam dan / atau degradasi dihambat, asam menumpuk dan konsentrasi meningkat. Pertumbuhan bakteri tergantung pada konsentrasi substrat, seperti yang ditunjukkan oleh prinsip-prinsip yang dijelaskan oleh Monod, sehingga peningkatan konsentrasi asam, menghasilkan laju pertumbuhan yang lebih tinggi dan dalam batas-batas tertentu, proses menstabilkan sendiri. Namun, jika tingkat di mana asam terbentuk melebihi kapasitas mikroorganisme yang mendegradasi asam untuk periode waktu yang berkelanjutan, maka konsentrasi asam terus meningkat. Jika tidak ada intervensi berlangsung, asam menumpuk ke titik di mana kapasitas buffer substrat fermentasi dikonsumsi dan nilai pH nya turun. Degradasi asam terhambat ketika konsentrasi proporsi terurai dari asam berada pada tingkat yang lebih tinggi, dan efek ini diperkuat sebagai nilai pH jatuh.

Sulit untuk menentukan nilai batas untuk konsentrasi asam maksimum yang diizinkan dalam steady state karena konsentrasi yang menetapkan sendiri tergantung pada faktor-faktor seperti waktu tinggal, substrat yang digunakan dan adanya zat penghambat.

Sebagai panduan, beberapa gambaran dikutip dalam literatur tercantum pada Tabel 1.1.

Sejauh penilaian proses yang bersangkutan, sangat penting untuk konsentrasi asam tetap konstan.

Jika konsentrasi asam naik, adalah penting untuk berhati-hati. Model proses diperlukan dalam rangka untuk mengevaluasi proses pada kondisi yang dinamis, yaitu dengan mengubah konsentrasi asam.

Serta jumlah parameter asam, konsentrasi asam individu dapat memberikan informasi tambahan. Jika spektrum mengungkapkan bahwa asam rantai lebih pamjang meningkat lebih cepat dari asam asetat, transformasi asam ini menjadi asam asetat sedang terhambat. Transformasi asam rantai lebih panjang menjadi asam asetat adalah proses berasal atau bersumber internal, terjadi hanya ketika konsentrasi hidrogen rendah, dan tambahan lagi laju pertumbuhan mikroorganisme tersebut rendah. Karena situasi yang tidak menguntungkan, sub-proses ini dapat menjadi hambatan dalam proses keseluruhan.

Sejalan dengan itu, konsentrasi yang lebih tinggi dari asam propionat terdegradasi hanya perlahan-lahan.

Dalam beberapa referensi publik dibuat rasio asam asetat dan asam propionat sebagai parameter untuk menilai proses, tapi sampai saat ini belum memungkinkan untuk membentuk pola umum yang berlaku.

Ada berbagai metode untuk menentukan konsentrasi asam organik (saat ini untuk analisis perlu mengambil sampel untuk dianalisis di laboratorium):

- Jumlah parameter (mis distilasi uap sesuai)

- Spektrum (misalnya kromatografi gas) atau

- Dihitung berdasarkan parameter yang ditentukan secara empiris dari hasil titrasi (VOA - volatile organic acids /asam organik volatil)

Penentuan jumlah parameter telah menjadi langka karena semakin maraknya penggunaan nilai VOA. Metode ini lebih kompleks daripada penentuan nilai VOA karena kebutuhan untuk mendistilasi asam volatile, tetapi juga lebih tepat.

Tabel 1.1: Nilai batas maksimum konsentrasi asam yang diijinkan (dari berbagai sumber)

Nilai Batas Konsentrasi Acetic acid equivalents (mg/l)

Method, keterangan

200

undissociated acid

Continuous stirred-tank reactor (CSTR) dioperasikan pada kondisi thermophilic

300

undissociated acid

Continuous stirred-tank reactor (CSTR) dioperasikan pada kondisi thermophilic

30-60

undissociated acid

Continuous stirred-tank reactor (CSTR) dioperasikan pada kondisi mesophilic

80 

undissociated acid

No data

100-300

total acid

Fermentasi sewage sludge, kondisi proses normal

1,000-1,500

total acid

Fermentasi sewage sludge, kondisi proses normal, normal, selama fase start-up

1,500-2,000

total acid

Fermentasi sewage sludge, resiko kegagalan proses, loading dan penambahan alkali tidak kontinyu

4,000

total acid

Fermentasi sewage sludge, sedikit kesempatan pemulihan dalam jangka pendek

< 1,000

total acid

Fermentasi stabil

Penentuan spektrum asam dengan kromatografi gas (kromatografi cair kemungkinan lain) membutuhkan teknologi pengukuran yang kompleks dan pengalaman dengan substrat. Jumlah asam bukan satu-satunya hasil; itu juga mungkin untuk menentukan konsentrasi dari fraksi individual dari asam lemak yang lebih rendah. Ini adalah yang paling akurat dari metode tersebut di atas.

Dalam beberapa tahun terakhir nilai VOA telah ditetapkan sebagai parameter yang mudah untuk ditentukan.

Nilai VOA banyak digunakan dalam kombinasi dengan nilai TAC/buffering capacity (VOA / TAC).

Nilai VOA / TAC ditentukan oleh titrasi. Asal singkatan TAC tidak sepenuhnya jelas; berbagai sebutan diberikan dalam literatur, tetapi tidak ada yang benar-benar merupakan istilah yang akurat atau benar. Nilai TAC merupakan 'konsumsi A' 0,1 N asam sulfat selama titrasi sampel untuk pH 5. Jumlah asam yang dikonsumsi diubah menjadi konsentrasi karbonat yang sesuai (mg CaCO3 / l). Jika titrasi kemudian terus menjadi pH 4,4, konsentrasi asam organik dapat disimpulkan dari konsumsi asam B'. Rumus yang digunakan untuk menghitung konsentrasi asam bersifat empiris:

Jumlah sampel: 20 ml (disentrifugasi)

TAC: Konsumsi A x 250 [mg / l CaCO3]

VOA: ((konsumsi B x 1,66) - 0,15) x 500 [mg /ll HAc]

Rasio VOA / TAC sering digunakan untuk evaluasi proses.

Perlu dingat, bagaimanapun, bahwa karena rumus adalah empiris, hasil analisis dari proses yang berbeda tidak bisa dibandingkan. Pengalaman menunjukkan bahwa nilai VOA / TAC harus tidak lebih besar dari 0,8.

Statistik Pengunjung

4.png4.png9.png7.png1.png
Today68
Yesterday101
This week68
This month1141
1
Online

Hubungi Kami

Gedung Energi 625 Klaster V
Kawasan PUSPIPTEK Serpong, Tangerang Selatan 15314

Tel: (021) 75791355

Fax: (021) 75791355

Web: ptseik.bppt.go.id