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

Pengoperasian Biogas Plant ... (4/9)

 

Oleh: Ir. Rohmadi Ridlo M Eng

 

2.7 Nilai pH

Proses biologis sangat bergantung pada nilai pH. Kisaran pH optimum untuk menghasilkan metana adalah dalam nilai sempit antara sekitar 7 dan 7.5, meskipun gas juga dapat dihasilkan pada pH di atas dan/atau di bawah kisaran tersebut. Dalam proses satu tahap, sebagai suatu peraturan, nilai pH dalam kisaran optimum ditentukan secara otomatis, karena kelompok bakteri membentuk sistem mengatur diri sendiri. Dalam proses dua tahap nilai pH sangat rendah dalam tahap hidrolisis, biasanya antara 5 dan 6,5, karena itu adalah tempat bakteri pembentuk asam dalam kondisi optimal. Pada tahap metanogen nilai pH dinaikkan kembali ke kisaran netral lagi berkat kapasitas buffer medium dan kegiatan degradasi.

Nilai pH mengontrol kesetimbangan disosiasi produk metabolik penting seperti amonia, asam organik dan hidrogen sulfida. Kapasitas penyangga dari media (terutama hidrogen karbonat dan amonium) biasanya menjamin nilai pH yang stabil. Jika perubahan besar yang sebenarnya terjadi dan nilai pH bergeser dari kisaran optimal, ini biasanya merupakan tanda dari gangguan yang serius dan tindakan harus diambil segera.

 

2.8 Konsentrasi trace element (Mineral Mikro)

Trace elemen adalah zat mineral yang terjadi dalam konsentrasi yang sangat rendah. Pabrik yang dijalankan secara eksklusif dengan tanaman energy, rentan terhadap proses gangguan yang dapat diperbaiki dengan penambahan mineral mikro.

Penurunan produksi gas dan meningkatnya tingkat keasaman adalah indikasi dari gangguan ini. Fenomena ini tidak diamati pada pabrik yang dioperasikan berbasis slurry. Sejauh ini belum bisa mengidentifikasi mekanisme yang tepat dan zat yang benar-benar menyebabkan efek membatasi tersebut, tetapi konsentrasi elemen dalam tanaman energi secara signifikan di bawah yang telah terdeteksi dalam berbagai jenis kotoran hewan.

Sejumlah pemasok menawarkan campuran mineral mikro untuk tujuan optimasi proses. Ada indikasi bahwa penambahan ion besi dalam bentuk besi klorida atau besi hidroksida, seperti yang sering digunakan untuk desulfurisasi, dapat memiliki efek stabilisasi.  

 

Jika sulfida ini kebanyakan terikat oleh besi, ketersediaan logam lainnya naik. Tabel di bawah menunjukkan nilai-nilai panduan untuk berbagai elemen.

Ketika menambahkan elemen itu harus diingat bahwa ini adalah logam berat yang dapat memiliki efek penghambatan pada konsentrasi tinggi dan diklasifikasikan sebagai polutan. Apapun masalahnya, elemen harus ditambahkan sesuai dengan prinsip sebanyak yang diperlukan tetapi sesedikit mungkin.

 

Tabel 1.2: Nilai Panduan untuk Mineral Mikro

Unsur

Nilai Panduan

(mg/kg TS)

Nilai Panduan

Konsentrasi mg/l

Kobalt

0,4-10 (optimum 1,8)

0,06

Molybdenum

0,05-16 (optimum 4)

0,05

Nikel

4-30 (optimum 16)

0,006

Selenium

0,05-4 (optimum 0,5)

0,008

Tungsten

0,1-30 (optimum 0,6)

 

Seng

30-400 (optimum 200)

 

Mangan

100-150 (optimum 300)

0,005-50

Tembaga

10-80 (optimum 40)

 

Besi

750-5000 (optimum 2400)

1-10

 

 

 

 

 

2.9 Nitrogen, Ammonium, dan Ammonia

Ketika zat organik yang mengandung nitrogen dipecah, nitrogen diubah menjadi amonia (NH3). Amonia berdisosiasi dalam air, membentuk amonium.

Nitrogen diperlukan untuk struktur sel bangunan dan karena itu adalah nutrisi penting. Di sisi lain menunjukkan bahwa konsentrasi tinggi amonia / amonium di substrat memiliki efek penghambatan pada methanogenesis. Meskipun belum ada kesepakatan pendapat tentang mekanisme yang tepat yang menyebabkan penghambatan ini, tetapi jelas bahwa bakteri mampu beradaptasi dengan konsentrasi yang lebih tinggi. Hal ini membuat sulit untuk memberikan indikasi yang jelas tentang nilai-nilai batas, karena reaksi terhadap konsentrasi amonia / amonium tinggi adalah proses-spesifik.

Berdasarkan rangkuman berbagai publikasi berkaitan dengan topik penghambatan amonia / ammonium, terlihat bahwa angka bervariasi, yang menggarisbawahi fakta bahwa tidak ada pernyataan yang berlaku secara universal dapat dibuat tentang penghambatan ammonia / ammonium.

Apabila diberikan jangka waktu yang panjang untuk penyesuaian (sampai satu tahun), mikroorganisme mampu beradaptasi dengan konsentrasi amonia yang tinggi.  

Amonia / amonium dapat diukur dengan probe ion-selektif atau secara konvensional dengan distilasi dan titrasi. Penentuan kandungan amonium harus selalu disertai dengan penentuan nilai pH sehingga kadar amonia dapat diukur. Jika gangguan terjadi, ini dapat membantu untuk mengidentifikasi penyebabnya.

 

2.10 Lapisan Lumpur Mengambang

Pembentukan lapisan lumpur mengambang atau busa/buih dapat menimbulkan masalah pada biogas plant dengan substrat berserat. Lapisan lumpur terbentuk ketika bahan berserat mengapung dan menutupi permukaan, membentuk struktur yang solid. Jika lapisan tidak rusak oleh pengaduk, maka dapat tumbuh dengan ketebalan tertentu, dalam hal ini harus dihilangkan secara manual.

 

2.11 Busa

Berbusa adalah konsekuensi dari tegangan permukaan berkurang yang disebabkan oleh zat aktif permukaan. Penyebab pasti timbulnya busa dalam proses pembentukan biogas tidak diketahui.

Busa bisa menjadi masalah serius jika pipa gas tersumbat dan tekanan dalam digester memaksa busa keluar dari perangkat pelepas tekanan. Material penghilang busa berguna untuk perbaikan cepat, tetapi dalam jangka panjang penyebabnya harus diidentifikasi dan dihilangkan.

Dalam hal teknologi pengukuran, busa dapat dideteksi dengan kombinasi berbagai perangkat pengukuran tingkat keterisian. Sebuah sensor tekanan tidak akan menanggapi busa, sedangkan sensor ultrasonik mendeteksi busa sebagai perubahan permukaan. Perbedaan antara kedua sistem memberitahu kedalaman busa.

 


 

2.12 Evaluasi Proses

Evaluasi proses dilakukan dengan menganalisis dan menafsirkan nilai yang terukur. Neraca massa adalah metode yang paling diandalkan untuk menggambarkan proses. Dalam prakteknya, bagaimanapun, ini tidak ekonomis karena biaya dan kompleksitas. Selain itu berbagai kekhususan timbul dalam praktek sehubungan dalam pencatatan nilai yang terukur. Semua analisis laboratorium memerlukan sampel yang representatif untuk memiliki tempat yang diambil, setelah itu sampel harus diangkut ke laboratorium. Analisis jenis ini memakan waktu dan mahal, dan ada penundaan sebelum hasil tersedia. Sensor yang melakukan pengukuran langsung dalam proses, di sisi lain, memiliki kerapatan pengukuran jauh lebih tinggi, dan nilai yang diukur segera tersedia. Biaya per nilai yang diukur secara signifikan lebih rendah, dan data dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam otomatisasi proses. Sayangnya, saat ini variabel yang diukur yang diperlukan untuk neraca massa tidak dapat diukur dengan sensor online, sehingga analisis laboratorium tambahan masih diperlukan. Variabel yang diperlukan dan ketersediaan mereka dirangkum dalam tabel di bawah.

Memonitor semua variabel yang tercantum di sini terlalu mahal, dan dalam banyak biogas plant itu tidak perlu.

 

Table 1.3: variabel yang diukur dan ketersediaannya

Variabel yang diukur untuk neraca massa

Tersedia online

Komposisi masukan

Penentuan TS dalam pengembangan, semua parameter lainnya analisis laboratorium

produk antara (asam organik)

analisis laboratorium diperlukan

Kuantitas keluaran

Tersedia online

Komposisi residu fermentasi

Penentuan TS dalam pengembangan, semua parameter lainnya analisis laboratorium

Kuantitas gas yang dihasilkan

Tersedia online

Komposisi biogas

Tersedia online

 

Deteksi dini kondisi proses kritis (akumulasi asam, dengan penghambatan dan produksi gas dikurangi) adalah persyaratan minimum untuk setiap proses sistem monitoring agar dapat menghindari kerugian kinerja yang serius. Selanjutnya, pemantauan harus cukup akurat untuk memungkinkan kontrol loop tertutup dari produksi gas - pemanfaatan kapasitas unit PLT biogas harus dipastikan.

Tingkat otomatisasi yang diperlukan tergantung pada ukuran biogas plant: semakin besar biogas plant, maka otomatisasi menjadi penting. Otomatisasi mengurangi keperluan tenaga ahli, pemantauan jarak jauh dapat diimplementasikan dan kesalahan manusia dapat dikurangi.

Berkenaan dengan sifat proses, risiko overloading proses ini lebih mungkin terjadi pada biogas plant yang beroperasi dengan tingkat pembebanan organik tinggi dan / atau waktu tinggal pendek, memiliki konsentrasi tinggi zat penghambat atau penggunaan perubahan campuran substrat. Ini harus diatasi dengan investasi yang tepat dalam proses monitoring.

Estimasi pengeluaran yang diperlukan untuk memantau proses diberikan dalam Bagian 1.3.

 

 

Statistik Pengunjung

3.png8.png8.png5.png7.png
Today95
Yesterday91
This week186
This month1704
3
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