Mengenal Sifat-sifat Komponen Biogas

Seperti disebutkan di atas, siloksan yang ada dalam biogas mentah adalah kotoran yang bermasalah. Karena hal ini mempengaruhi kinerja biogas sebagai sumber energi, hal ini juga mempengaruhi peralatan yang digunakan selama produksi energi. Sedangkan selama proses pembakaran biogas, oksigen bereaksi dengan VMS pada suhu dan tekanan tinggi, endapan SiO2 putih terbentuk dalam bentuk morfologi yang berbeda (endapan putih, kaca, kristal, mikrokristalin, dan amorf). 

Dalam beberapa kasus, endapan ini diasosiasikan dengan komponen lain seperti kalsium atau belerang. Endapan ini dapat menghasilkan sifat isolasi abrasif dan termal, yang dapat menyebabkan kerusakan pada turbin, mengurangi masa pakai dan efisiensi mesin, serta menyebabkan kerusakan pada asesorisnya seperti katup, kepala mesin, dan busi. Selain itu, endapan ini dapat menyebabkan ledakan di ruang bakar, keracunan katalis, dan dapat menyumbat pipa. Untuk itu, dalam biogas mentah, batas siloksan yang disarankan adalah 0,2 mg m3, dan di beberapa industri, aturan ketatnya adalah <0,1 mg/m3

Nitrogen, Amonia Nitrogen, dan Oksigen

Nitrogen dan oksigen umumnya tidak ada dalam reaktor karena kondisi anaerobik. Jika nitrogen terdeteksi dalam biogas mentah, itu merupakan tanda kuat denitrifikasi atau kebocoran udara di dalam reaktor. Selain itu, di antara penyebab senyawa nitrogen yang ada dalam biogas, penyebab utamanya adalah pelepasan senyawa nitrogen setelah bakteri mereduksi protein dalam media pereduksi yang selanjutnya diubah menjadi amonia. 

Biogas yang dihasilkan dari digester limbah organik atau pertanian umumnya mengandung proporsi nitrogen yang rendah (biasanya 0,1%) dibandingkan dengan yang dihasilkan dari tempat pembuangan akhir (kebanyakan dari 5% sampai 15%). Sebaliknya, amonia berair dapat digunakan untuk pemurnian dan peningkatan biogas dengan menyerap H2S dan CO2. Sebuah studi baru-baru ini menunjukkan efek positif yang signifikan dari nitrogen amonia pada peningkatan biogas. Dengan 5500 mg/L amonia nitrogen, kandungan CH4 dalam biogas mencapai 94,1%.

Sejumlah kecil oksigen terdapat dalam biogas mentah yang dihasilkan dari pencernaan anaerobik, karena oksigen akan bereaksi dengan H2S atau dikonsumsi oleh bakteri anaerob fakultatif pada awal proses pencernaan anaerobik, dan oksigen itu sendiri tidak akan terdeteksi. 

Demikian pula, ekstraksi gas TPA menyebabkan tekanan internal yang rendah, yang menyebabkan beberapa penyerapan udara. Oksigen dapat menyebabkan ledakan jika kandungan CH4 dalam biogas adalah 60% dan udara mencapai kisaran antara 8,5% dan 20,7% pada suhu 25 C. Selain itu, oksigen dapat menyebabkan pembentukan campuran yang mudah terbakar [20]. Oleh karena itu, rasio udara harus disesuaikan dengan hati-hati. Jumlah oksigen 1% sampai 2% dianggap ideal. Demikian pula, rasio nitrogen terhadap oksigen 4:1 dalam biogas mentah disebut ideal.

 SENYAWA ORGANIK YANG MUDAH MENGUAP

Senyawa organik volatil (VOC) ada dalam jumlah kecil di biogas. Mereka dibagi menjadi keluarga kimia yang berbeda seperti aromatik, alkana, alkohol, halogen, senyawa belerang (tidak termasuk hidrogen sulfida), karbonil, dan siloksan. Jenis dan konsentrasi senyawa ini dalam biogas bergantung pada asal substrat. 

Sebagai contoh, konsentrasi yang sangat rendah dari senyawa-senyawa ini tercatat dalam biogas pencerna peternakan. Sebaliknya, konsentrasi ini meningkat pada gas yang dihasilkan oleh air limbah, limbah rumah tangga, dan tempat pembuangan sampah. Bahan yang menghasilkan komponen tersebut antara lain senyawa pembersih, produk kosmetik, senyawa silikon, lak, bahan pembusa, obat-obatan, agregat, perekat, pelarut, pestisida, plastik sintetik, propelan, tekstil, pelapis, dll. 

Peningkatan konsentrasi senyawa ini dalam biogas dikaitkan dengan emisi langsung dari substrat atau penguapan setelah degradasi senyawa (molekul kompleks) dan transformasi mereka menjadi massa molekul rendah. Akibatnya, VOC yang diukur dalam biogas pada awal pencernaan pada dasarnya berasal dari volatilisasi langsung, sedangkan konsentrasi yang diukur setelah durasi tertentu pencernaan dalam biogas ditentukan oleh laju biodegradasi substrat