7 Dari persamaan kimia Gambar 1 memperlihatkan bahwa banyak produk sampingan yang
dihasilkan selama proses fermentasi dalam kondisi yang anaerobik sebelum akhirnya metana diproduksi. menurut Wahyuni 2009 banyak faktor yang memfasilitasi dan menghambat telah
memainkan peranan dalam proses, antara lain; a nilai pH, b suhu, c laju pengumpanan, d waktu retensi, e toxicity dan f sludge.
Nilai pH
Produksi biogas secara optimum dapat dicapai bila nilai pH dari campuran di dalam digester berada pada kisaran 6 dan 7. Derajat keasaman pH dalam digester juga merupakan fungsi dari waktu
di dalam digester tersebut. Pada tahap awal proses fermentasi, asam organik dalam jumlah besar diproduksi oleh bakteri pembentuk asam, pH dalam digester dapat mencapai di bawah 5. Keadaan ini
cenderung menghentikan proses pencernaan atau proses fermentasi. Bakteri-bakteri metaorganik sangat peka terhadap pH dan tidak dapat bertahan hidup di bawah pH 6,6. Kemudian proses
pencernaan berlangsung, konsentrasi NH
4
bertambah pencernaan nitrogen dapat meningkatkan nilai pH di atas 8. Ketika produksi metana dalam kondisi stabil, kisaran nilai pH adalah 7,2 – 8,2.
Suhu
Pada prinsipnya dalam pembentukan biogas diperoleh melalui proses anaerobik. Didalam proses pembentukan biogas ini terdapat 4 mikroba yang berperan penting, yaitu: bakteri hisrolik, bakteri
fermentatif, mikroorganisma asidogenik dan bakteri methanogenik yang menghasilkan biogas dari asam asetik, hidrogen dan karbondioksida.
Menurut House 1981, bakteri-bakteri ini sangat sensitif terhadap perubahan suhu, sehingga suhu biodigester harus diatur diatas 20
o
C untuk mendapatkan biogas yang baik. Umumnya pada suhu yang lebih tinggi maka proses pencernaan akan lebih singkat dan kebutuhan tangki digester akan lebih
kecil. Berdasarkan suhu, bakteri anaerobik dapat dikelompokkan menjadi bakteri psychrophylic 25
o
C, mesophylic 32-38
o
C, dan thermophylic 42-55
o
C. Laju pengumpanan
Laju pengumpanan adalah jumlah bahan yang dimasukkan ke dalam digester per unit kapasitas per hari. Pada umumnya, 6 kg kotoran sapi per m
3
volume digester adalah direkomendasikan pada suatu jaringan pengolah kotoran sapi. Apabila terjadi pemasukkan bahan yang berlebihan, akan terjadi
akumulasi asam dan produksi metana akan terganggu. Sebaliknya, bila pengumpanan kurang dari kapasitas digester, produksi gas juga menjadi rendah.
Waktu tinggal dalam digester
Waktu tinggal dalam digester adalah rata-rata periode waktu saat input masih berada dalam digester
dan proses fermentasi oleh bakteri metanogen. Dalam jaringan dari digester dengan kotoran sapi, waktu tinggal dihitung dengan pembagian volume total dari digester oleh volume input yang
ditambah setiap hari. Waktu tinggal juga tergantung pada suhu. Di atas suhu 35
o
C atau suhu lebih tinggi, waktu tinggal semakin singkat.
Toxicity
Ion mineral, logam berat, dan detergen adalah beberapa material racun yang mempengaruhi pertumbuhan normal bakteri patogen di dalam digester. Ion mineral dalam jumlah kecil sodium,
potasium, kalsium, amonium dan belerang juga mempengaruhi pertumbuhan bakteri. Namun, bila
8 ion-ion ini dalam konsentrasi yang tinggi akan berakibat meracuni. Sebagai contoh, NH
4
pada konsentrasi 50 hingga 200 mgl, dapat merangsang pertumbuhan mikroba. Namun, bila konsentrasinya
di atas 1500 mgl, akan mengakibatkan keracunan.
Sludge
Sludge adalah limbah keluaran berupa lumpur dari lubang pengeluaran digester setelah
mengalami proses fermentasi oleh bakteri metana dalam kondisi anaerobik. Setelah ekstraksi biogas energi, sludge dari digester sebagai produk samping dari sistem pencernaan secara aerobik. Kondisi
ini, dapat dikatakan manur dalam keadaaan stabil dan bebas patogen serta dapat dipergunakan untuk memperbaiki kesuburan tanah dan meningkatkan produksi tanaman.
C.2. Kandungan biogas dari berbagai bahan baku
Pada Tabel 3 dapat dilihat kadar biogas yang dapat dihasilkan dari berbagai macam bahan baku Tabel 3. Hasil biogas dari beberapa bahan baku
Bahan baku Hasil Biogas
m
3
ton padatan Kandungan metana
Kotoran ternak Feses sapi
260-280 50-60
Feses babi 561
Feses kuda 200-300
Limbah pertanian Rumput segar
630 70
Batang stalk 369
Jerami gandum 432
59 Dedaunan hijau
210-294 58
Batang padi 615
Limbah sewage 640
50 Limbah cair pabrik bir
300-600 58
Senyawa-senyawa Karbohidrat
750 49
Lemak 1440
72 Protein
980 50
Sumber : Yani, 1991
Tabel 4. Produksi biogas dari beberapa kotoran Jenis kotoran feses
Biogas per kg feses liter Peternakan sapi dan banteng
22-40 Babi
40-60 Peternakan ayam
65.5-115 Manusia
20-28 orang pengguna toilet Limbah perkebunan yang diberikan perlakuan pendahuluan
34-40 Eceng gondok
40-50
Sumber : Yani, 1991
9
D. Sistem Penyimpanan Biogas
