मुर्गी के गोबर से बायोगैस उत्पादन

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मुर्गी के गोबर एक उत्तम कार्बनिक खाद है; इसमें शुद्ध नाइट्रोजन, फॉस्फोरस (P2O5) एवं पोटैशियम (K2O) की मात्रा क्रमशः लगभग 1.63%, 1.54% एवं 0.085% है। मुर्गी के गोबर का उपयोग करने से पहले इसे अच्छी तरह से सड़ने देना आवश्यक है। ऐसा करने से मुर्गी के गोबर में मौजूद परजीवी, उनके अंडे, एवं संक्रामक रोगजनक बैक्टीरिया नष्ट हो जाते हैं। चूँकि मुर्गी के गोबर के अपघटन के दौरान उच्च तापमान उत्पन्न होता है, इसलिए नाइट्रोजन का नुकसान आसानी से हो जाता है। अतः, किण्वन से पहले उचित मात्रा में पानी डालें, एवं 5% फॉस्फेट खाद भी मिलाएं; इससे खाद का प्रभाव और भी बेहतर होगा। सड़ने की प्रक्रिया में, मुर्गी का गोबर गोबर-तालाबों में डालकर वहाँ ही सड़ाया जा सकता है; या फिर उसकी सतह पर मिट्टी डालकर भी उसे सड़ाया जा सकता है मुर्गी का गोबर, पूरी तरह सड़ने के बाद, फसलें उगाने हेतु एक उत्कृष्ट खाद बन जाता है; या फिर फलदार पेड़ लगाते समय, इसे सर्दियों में दिया जाता है, ताकि यह पूरे साल उपयोग में आ सके। 　　मुर्गियों की शारीरिक विशेषताओं को देखते हुए, मुर्गियाँ जो चारा खाती हैं, उसका पूरी तरह से पाचन नहीं हो पाता; लगभग 40%–70% पोषक तत्व शरीर से बाहर निकल जाते हैं। इसी कारण, मुर्गियों का गोबर, सभी पशुओं/पक्षियों के गोबरों में सबसे अधिक पोषक तत्वों वाला होता है। लेकिन, यदि मुर्गी के गोबर को किसी प्रक्रिया से संसाधित या पकने दिए बिना ही फसलों पर डाल दिया जाए, तो इससे कई नुकसान एवं खतरे हो सकते हैं। मिट्टी में ऐसा करने पर, उपयुक्त परिस्थितियों में यह गोबर किण्वित होकर बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न करता है; इससे फसलों की जड़ें नष्ट हो सकती हैं। साथ ही, मुर्गी का गोबर खुद में ही बहुत सारे रोगाणुओं का कारण बनता है, जिससे फसलों में रोग उत्पन्न होने का खतरा रहता है। इसलिए, मुर्गी के गोबर को हानिरहित बनाकर, पूरी तरह सड़ने देने के बाद ही फसलों में उपयोग में लाया जा सकता है। 　 　　पारंपरिक विधि में, मुर्गी के गोबर को सीलबंद करके अवायवीय किण्वन की प्रक्रिया से पचाया जाता है; इसमें 3-4 महीने लगते हैं। लेकिन अब जैविक तकनीकों के उपयोग से वायवीय किण्वन की प्रक्रिया अपनाई जा रही है, जिससे गोबर के पचने की गति पारंपरिक विधि की तुलना में 10-20 गुना तेज हो गई है। इस प्रक्रिया में मुर्गी के गोबर में मौजूद प्रोटीन जैसे बड़े अणु छोटे अणुओं में विघटित हो जाते हैं, जिन्हें फसलें आसानी से अवशोषित कर सकती हैं। पूरी तरह सड़ चुके मुर्गी के गोबर से लगभग कोई दुर्गंध नहीं आती। बायोगैस का मुख्य घटक मीथेन है। बायोगैस, 50% से 80% मीथेन (CH4), 20% से 40% कार्बन डाइऑक्साइड (CO2), 0% से 5% नाइट्रोजन (N2), 1% से कम हाइड्रोजन (H2), 0.4% से कम ऑक्सीजन (O2), एवं 0.1% से 3% हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S) जैसी गैसों से मिलकर बनती है। चूँकि बायोगैस में थोड़ी मात्रा में हाइड्रोजन सल्फाइड होता है, इसलिए इसमें हल्की बदबू होती है इसके गुण प्राकृतिक गैस के समान ही हैं। जब वायु में 8.6 से 20.8% (आयतन के हिसाब से) बायोगैस होती है, तो वहाँ विस्फोटक मिश्रण बन जाता है। 1. बायोगैस उत्पादन हेतु उपयोगी सूक्ष्मजीव (बैक्टीरिया के बीच के संबंध: प्रोत्साहन, निरोध, प्रतिस्पर्धा आदि)
बायोगैस उत्पादन हेतु उपयोगी सूक्ष्मजीव, वास्तव में एक सामान्य शब्द है; इसमें किण्वक बैक्टीरिया, हाइड्रोजन/एसिटिक एसिड उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया, हाइड्रोजन खाकर मीथेन उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया, एसिटिक एसिड खाकर मीथेन उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया आदि शामिल हैं। पाँच प्रमुख बैक्टीरिया-समूह, एक भोजन-श्रृंखला का निर्माण करते हैं। विभिन्न बैक्टीरिया-समूहों द्वारा उत्पन्न चयापचय उत्पादों, या उनकी गतिविधियों के कारण खमीरी द्रव के pH में होने वाले परिवर्तनों के आधार पर, गैस उत्पादन की प्रक्रिया को “जलविघटन”, “अम्ल उत्पादन” एवं “मीथेन उत्पादन” नामक चरणों में विभाजित किया जा सकता है। पहले तीन श्रेणियों के बैक्टीरिया, कार्बनिक पदार्थों से विभिन्न प्रकार के कार्बनिक अम्ल बनाने में सक्षम होते हैं; इसलिए, इन्हें “मीथेन-रहित बैक्टीरिया” कहा जाता है। इन दोनों प्रकार के बैक्टीरियों की गतिविधियों के कारण विभिन्न कार्बनिक अम्ल मीथेन में परिवर्तित हो जाते हैं; इसलिए इन्हें सामूहिक रूप से “मीथेन-उत्पादक बैक्टीरिया” कहा जाता है। 　　(1) मीथेन उत्पन्न न करने वाले जीवाणु – मीथेन उत्पन्न न करने वाले जीवाणु, जटिल बड़े आकार के कार्बनिक पदार्थों को सरल, छोटे आकार के पदार्थों में बदल सकते हैं। इनकी कई प्रजातियाँ हैं। उनके कार्य-स्थल के आधार पर, इन्हें फाइबर-विघटनकारी बैक्टीरिया, अर्ध-फाइबर-विघटनकारी बैक्टीरिया, स्टार्च-विघटनकारी बैक्टीरिया, प्रोटीन-विघटनकारी बैक्टीरिया, वसा-विघटनकारी बैक्टीरिया आदि में वर्गीकृत किया जाता है। इसके अलावा, कुछ विशेष प्रकार के बैक्टीरिया भी हैं, जैसे हाइड्रोजन उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया 　　(2) मीथेन उत्पादक जीवाणु – मीथेन उत्पादक जीवाणु, बायोगैस उत्पादन की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं; ये ही मीथेन उत्पन्न करते हैं। ये, बायोगैस उत्पादन हेतु आवश्यक सूक्ष्मजीव हैं। ये पूरी तरह अवायवीय वातावरण में ही जीवित रह सकते हैं; ऑक्सीजन एवं ऑक्सीकारक पदार्थों के प्रति ये बहुत ही संवेदनशील होते हैं। इनके लिए सबसे उपयुक्त pH मान तो तटस्थ या थोड़ा क्षारी ये कार्बन डाइऑक्साइड एवं हाइड्रोजन पर निर्भर रहकर विकसित होते हैं; इस प्रक्रिया में ये मीथेन को अपशिष्ट के रूप में उत्सर्जित करते हैं। ये ऐसे सरलतम सूक्ष्मजीव हैं, जिन्हें विकास हेतु बहुत कम पदार्थों की आवश्यकता होती है। 　　2. बायोगैस उत्पादन की प्रक्रिया (सूक्ष्मजीवों की वृद्धि एवं चयापचय से संबंधित)
बायोगैस उत्पादन, जिसे अवायवीय पाचन भी कहा जाता है, ऐसी प्रक्रिया है जिसमें विभिन्न कार्बनिक पदार्थ, अवायवीय परिस्थितियों में, विभिन्न बायोगैस-उत्पादक सूक्ष्मजीवों द्वारा विघटित होकर बायोगैस में परिवर्तित हो जाते हैं। वर्तमान में, बायोगैस उत्पादन की प्रक्रिया को निम्नलिखित चित्र में दर्शाया गया है:
(टिप्पणी: ① I एवं II, तीन चरणों वाले सिद्धांत हैं; ② I, II, III, IV, चार श्रेणियों वाले सिद्धांत हैं।)
3. तीन चरणों वाला सिद्धांत
3.1 बायोगैस उत्पादन प्रक्रिया का तरलीकरण चरण
बायोगैस उत्पादन हेतु उपयोग में आने वाले कार्बनिक पदार्थों की कई किस्में हैं; जैसे कि पशुओं का मल, फसलों के अवशेष, खाद्य प्रसंस्करण से उत्पन्न अपशिष्ट एवं अपशिष्ट जल, तथा अल्कोहल से संबंधित अपशिष्ट आदि। इन पदार्थों के मुख्य रासायनिक घटक पॉलीसैकराइड, प्रोटीन एवं लिपिड हैं। इनमें, पॉलीसैकराइड्स फर्मेंटेशन के लिए आवश्यक सामग्रियों का मुख्य घटक हैं; इनमें स्टार्च, सेल्यूलोज, हाफ-सेल्यूलोज, पेक्टिन आदि शामिल हैं। इन जटिल कार्बनिक पदार्थों में से अधिकांश, पानी में घुल नहीं पाते। इन्हें पहले ही किण्वक बैक्टीरिया द्वारा स्रावित एक्सोट्रिक एंजाइमों की सहायता से घुलनशील शर्कराओं, पेप्टाइडों, अमीनो एसिडों एवं फैटी एसिडों में विघटित करना आवश्यक है; तभी ही सूक्ष्मजीव इन्हें अवशोषित करके उपयोग में ला सकते हैं। किण्वनकारी बैक्टीरिया, उपरोक्त घुलनशील पदार्थों को अपनी कोशिकाओं में अवशोषित कर लेते हैं; इसके बाद किण्वन प्रक्रिया के माध्यम से इन पदार्थों को एसिटिक एसिड, प्रोपियोनिक एसिड, ब्यूटिरिक एसिड जैसे फैटी एसिडों, अल्कोहलों, तथा निश्चित मात्रा में हाइड्रोजन एवं कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित कर देते हैं। बायोगैस अभिक्रिया के मापन की प्रक्रिया में, अभिक्रिया द्रव में मौजूद एसिटिक एसिड, प्रोपियोनिक एसिड एवं ब्यूटिरिक एसिड की कुल मात्रा को “मध्यम-वाष्पशील एसिड” (TVA) कहा जाता है। प्रोटीन जैसे पदार्थ, किण्वक बैक्टीरिया द्वारा अमीनो एसिडों में विघटित हो जाते हैं। इन अमीनो एसिडों का उपयोग बैक्टीरिया द्वारा कोशिका-सामग्री बनाने हेतु किया जा सकता है। जब ये अमीनो एसिड अतिरिक्त मात्रा में होते हैं, तो उन्हें आगे विघटित करके फैटी एसिड, अमोनिया एवं हाइड्रोजन सल्फाइड जैसे पदार्थ बनाए जा प्रोटीन की मात्रा, दलदली गैस में अमोनिया एवं हाइड्रोजन सल्फाइड की मात्रा को प्रभावित करती है। जब अमीनो एसिड विघटित होते हैं, तो उनसे ऑर्गेनिक एसिड बनते हैं; और ये ऑर्गेनिक एसिड आगे विघटित होकर मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड एवं पानी बनाते हैं। लिपिड पदार्थ, बैक्टीरियल लिपेज एंजाइमों की क्रिया से पहले ग्लिसरॉल एवं फैटी एसिड में विघटित हो जाते हैं। ग्लिसरॉल को आगे शर्करा चयापचय प्रक्रिया के माध्यम से विघटित किया जा सकता है, जबकि फैटी एसिडों को सूक्ष्मजीवों द्वारा आगे कई एसिटिक एसिडों में विघटित किया जाता है। 　　3.2 बायोगैस उत्पादन प्रक्रिया में अम्ल उत्पादन का चरण
3.2.1 हाइड्रोजन एवं एसिटिक अम्ल उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया
किण्वनशील बैक्टीरिया, जटिल कार्बनिक पदार्थों का विघटन करके कार्बनिक अम्ल एवं अल्कोहल उत्पन्न करते हैं। फॉर्मिक अम्ल, एसिटिक अम्ल एवं मेथनॉल को छोड़कर, अन्य सभी अम्लों/अल्कोहलों का उपयोग मीथेन उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया द्वारा नहीं किया जा सकता। इन अम्लों/अल्कोहलों को हाइड्रोजन एवं एसिटिक अम्ल एवं कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित करने का कार्य हाइड्रोजन एवं एसिटिक अम्ल उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया ही करते हैं। 　　3.2.2 हाइड्रोजन उपयोग करके एसिटिक एसिड उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया – हाइड्रोजन उपयोग करके एसिटिक एसिड उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया को “होमोलैक्टिक एसिड बैक्टीरिया” भी कहा जाता है। ये ऐसे बैक्टीरिया हैं जो एक ही समय में स्वपोषी एवं अपोषी दोनों तरीकों से जीवित रह स वे या तो Hz+c0z का उपयोग करके एसिटिक एसिड बना सकते हैं, या फिर चयापचय प्रक्रिया के माध्यम से भी एसिटिक एसिड उत्पन्न कर सकते हैं। उपरोक्त सूक्ष्मजीवों की गतिविधियों के कारण, विभिन्न जटिल कार्बनिक पदार्थ ऑर्गेनिक एसिड एवं Hz/c0z जैसे पदार्थों में परिवर्तित हो जाते हैं। 　　3.3 मीथेन उत्पादन की प्रक्रिया
3.3.1 मीथेन उत्पादक बैक्टीरिया के प्रकार
मीथेन उत्पादक बैक्टीरिया दो प्रमुख समूहों में विभाजित हैं – हाइड्रोजन-भक्षी मीथेन उत्पादक बैक्टीरिया एवं एसिटिक एसिड-भक्षी मीथेन उत्पादक बैक्टीरिया। बायोगैस उत्पादन की प्रक्रिया में, मीथेन का निर्माण ऐसे आर्किया द्वारा होता है, जो शारीरिक रूप से अत्यंत विशेषीकृत होते हैं; इन्हें “मीथेनोजेनिक बैक्टीरिया” कहा जाता है। इनमें हाइड्रोजन-भक्षी एवं एसिटिक एसिड-भक्षी मीथेनोजेनिक बैक्टीरिया भी शामिल हैं। ये अवायवीय पाचन प्रक्रिया में खाद्य शृंखला के अंतिम सदस्य हैं। यद्यपि इनके रूप विभिन्न होते हैं, लेकिन खाद्य शृंखला में उनकी स्थिति के कारण इनमें कुछ सामान्य शारीरिक विशेषताएँ होती हैं। वे अवायवीय परिस्थितियों में, पहले तीन समूहों के बैक्टीरिया द्वारा उत्पन्न होने वाले चयापचय उत्पादों को, किसी बाहरी हाइड्रोजन स्रोत के बिना, एसिटिक एसिड एवं H2/CO2 में परिवर्तित कर देते हैं। यह गैसों में परिवर्तित हो जाता है – CH4/CO2; इससे अवायवीय परिस्थितियों में कार्बनिक पदार्थों का विघटन सुचारू रूप से हो पाता है। वर्तमान में ज्ञात मीथेन उत्पन्न होने की प्रक्रिया, ऊपर बताए गए दो अलग-अलग प्रकार के मीथेन उत्पादक बैक्टीरियों द्वारा ही संपन्न होती है। 　　① CO₂ एवं H₂ से मीथेन उत्पन्न होने की अभिक्रिया इस प्रकार है:
CO₂ + 4H₂ → CH₄ + H₂O

② एसिटिक एसिड या इसके यौगिकों से मीथेन उत्पन्न होने की अभिक्रियाएँ इस प्रकार हैं:
CH₃COOH → CH₄ + CO₂;
CH₃COONH₄ + H₂O → CH₄ + NH₄HCO₃

3.3.2 मीथेन उत्पन्न करने वाले जीवों की शारीरिक विशेषताएँ
① मीथेन उत्पन्न करने वाले जीवों के विकास हेतु अत्यधिक अवायवीय वातावरण आवश्यक है।
मीथेन उत्पन्न करने वाले जीव, जलाशयों के तलछटों एवं जानवरों के पाचन तंत्र जैसे अत्यधिक अवायवीय वातावरणों में पाए जाते हैं। 　　② मीथेनोजेनिक बैक्टीरियों के लिए भोजन सरल होता है; ऐसे बैक्टीरिया केवल कुछ ही प्रकार के कार्बनयुक्त पदार्थों का उपयोग करके मीथेन उत्पन्न कर सकते हैं। 　　③ मीथेन उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया, pH मान संतुलित होने पर ही अच्छी तरह विकसित हो पाते हैं।
④ मीथेन उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया की वृद्धि धीमी होती है।
नीचे दिया गया चित्र, गैस उत्पादन की प्रक्रिया में ऊर्जा एवं अन्य पदार्थों के वितरण को दर्शाता है।
“चार समूहों का सिद्धांत” – कुछ लोग, जैव-रासायनिक परिवर्तन प्रक्रियाओं के आधार पर, किण्वन प्रक्रिया को निम्नलिखित श्रेणियों में विभाजित करते हैं:
① जलविघटन: बैक्टीरिया, कार्बोहाइड्रेट एवं प्रोटीन जैसे बड़े आकार के कार्बनिक पदार्थों को ग्लूकोज, अमीनो एसिड जैसे छोटे आकार के कार्बनिक यौगिकों में विघटित कर देते हैं। ； 　　②किण्वन प्रक्रिया: क्लोस्ट्रीडियम, बैक्टेरॉइड्स एवं अन्य बैक्टीरिया (जैसे लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया, प्रोपियोनिक एसिड बैक्टीरिया) द्वारा, जल-विघटित उत्पादों को और अधिक छोटे अणुओं में विघटित किया जाता है; जैसे कि अल्कोहल, कार्बनिक अम्ल, कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन, अमोनिया आदि। ； 　　③एसिटिक एसिड एवं हाइड्रोजन उत्पन्न करने की प्रक्रिया: किण्वन प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न होने वाले छोटे आकार के अल्कोहल एवं कुछ फैटी एसिडों को एसिटिक एसिड, फॉर्मिक एसिड, कार्बन डाइऑक्साइड एवं हाइड्रोजन में विघटित किया जाता है। ऐसे बैक्टीरिया के बारे में लोगों को अभी बहुत कम जानकारी है; इनकी प्रजातियाँ एवं वंश भी अभी तक निर्धारित नहीं किए गए हैं। लेकिन यह निश्चित है कि इस प्रकार के बैक्टीरिया द्वारा उत्पन्न हाइड्रोजन, उनके स्वयं के विकास एवं प्रजनन में बाधा डालती है। इसलिए, एसिटिक एसिड एवं हाइड्रोजन उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया को, हाइड्रोजन का उपयोग करने वाले बैक्टीरिया, जैसे मीथेन उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया एवं वुड्स एसिटोबैक्टर आदि के साथ ही रहना पड़ता है। ； 　　④मीथेन उत्पादन: मीथेन उत्पादक बैक्टीरिया, पहले 3 चरणों में उत्पन्न हुए हाइड्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, फॉर्मिक एसिड, एसिटिक एसिड, मेथनॉल एवं मीथानामाइन जैसे पदार्थों को मीथेन में परिवर्तित कर देते हैं। मीथेन उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया के आकार अलग-अलग होते हैं, लेकिन उनकी शारीरिक विशेषताएँ लगभग समान ही होती हैं। ऑक्सीजन की कमी वाली परिस्थितियों में, ये सभी बैक्टीरिया मीथेन को ही अपना मुख्य चयापच 　　बायोगैस उत्पादन प्रक्रिया में, मीथेन न उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया एवं मीथेन उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया आपस में एक-दूसरे पर निर्भर होते हैं। वे एक-दूसरे के लिए जीवन-गतिविधियों हेतु आवश्यक अनुकूल परिस्थितियाँ उत्पन्न करते हैं; लेकिन साथ ही वे एक-दूसरे पर प्रतिबंध भी लगाते हैं। इस प्रकार, उत्पादन प्रक्रिया में हमेशा संतुलन बना रहता है। इनके बीच का मुख्य संबंध निम्नलिखित पहलुओं में देखा जा सकता है:
① मीथेन न उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया, मीथेन उत्पन्न करने वाले बैक्टीरियों को उनकी वृद्धि एवं मीथेन उत्पादन हेतु आवश्यक पोषक तत्व प्रदान करते हैं।
② मीथेन न उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया, मीथेन उत्पन्न करने वाले बैक्टीरियों के लिए उपयुक्त ऑक्सीकरण-अपचयन विद्युत विभव की स्थितियाँ उपलब्ध कराते हैं।
③ मीथेन न उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया, मीथेन उत्पन्न करने वाले बैक्टीरियों के लिए हानिकारक पदार्थों को हटाने में मदद करते हैं।
④ मीथेन उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया, मीथेन न उत्पन्न करने वाले बैक्टीरियों की जैव-रासायनिक प्रक्रियाओं पर लगने वाले प्रतिबंधों को दूर करने में मदद करते हैं।
⑤ मीथेन न उत्पन्न करने वाले एवं मीथेन उत्पन्न करने वाले बैक्टीरिया मिलकर वातावरण में उपयुक्त pH मान बनाए रखने में मदद करते हैं।

5. किण्वन प्रक्रिया
किण्वन हेतु उपयोग की जाने वाली सामग्री एवं किण्वन की परिस्थितियों के आधार पर, किण्वन प्रक्रियाएँ भी विभिन्न होती हैं। 　　5.1 बायोगैस उत्पादन हेतु मूलभूत प्रक्रियाएँ
किसी भी आकार की बड़ी/मध्यम आकार की बायोगैस उत्पादन संयंत्र में, निम्नलिखित प्रक्रियाएँ अवश्य होती हैं – कच्चे माल (अपशिष्ट जल) का संग्रहण, उसकी पूर्व-प्रसंस्करण, डाइजेस्टर में उसका विघटन, उत्पन्न बायोगैस का शुद्धीकरण एवं भंडारण आदि। यह सब नीचे दिए गए चित्र में दर्शाया गया है।

5.2 बायोगैस उत्पादन हेतु मूलभूत शर्तें
(सूक्ष्मजीवों के प्रजनन हेतु आवश्यक शर्तें एवं कल्चर माध्यम की तैयारी)
(1) उपयुक्त किण्वन तापमान
बायोगैस उत्पादन हेतु आवश्यक तापमान स्थितियाँ निम्नलिखित हैं:
① सामान्य तापमान पर किण्वन (जिसे कम तापमान पर किण्वन भी कहा जाता है) – 10℃ से 30℃। इस तापमान पर बायोगैस उत्पादन दर 0.15 से 0.3 m3/m3•दिन होती है। ② मध्यम तापमान पर किण्वन – 30℃ से 45℃。 इस तापमान पर, टैंक की गैस उत्पादन क्षमता लगभग 1 मी³/मी³•दिन होती है। ③उच्च तापमान पर किण्वन 45℃ से 60℃ के बीच होता है; इस तापमान पर, टैंक में गैस उत्पन्न होने की दर लगभग 2–2.5 मीटर³/मीटर³•दिन होती है। बायोगैस उत्पादन हेतु सबसे अनुकूल तापमान 35°C है; अर्थात् मध्यम तापमान पर ही बायोगैस उत्पन्न होती है। 　　(2) उपयुक्त किण्वन द्रव की सांद्रता – किण्वन द्रव की सांद्रता 2 से 30% के बीच होती है। सांद्रता जितनी अधिक होगी, उतनी ही अधिक गैस उत्पन्न होगी। जब किण्वन द्रव की सांद्रता 20% से अधिक होती है, तो इसे “शुष्क किण्वन” कहा जाता है। ग्रामीण क्षेत्रों में घरेलू उपयोग हेतु बनाए गए सीवेज टैंकों में मौजूद किण्वन तरल की सांद्रता को, उपयोग होने वाली सामग्री की मात्रा, गैस की आवश्यकता, एवं मौसमी परिस्थितियों के अनुसार स गर्मियों में, वॉर्मिंग/पौष्टिक पदार्थों की सांद्रता 5–6% होनी च ； सर्दियों में, तापमान को बनाए रखने हेतु 10–12% अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकत 　　(3) किण्वन हेतु आवश्यक कार्बन एवं नाइट्रोजन का उचित अनुपात (C:N)
बायोगैस उत्पादन हेतु किण्वकों को सबसे अधिक कार्बन की आवश्यकता होती है; उसके बाद नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है। किण्वकों की कार्बन एवं नाइट्रोजन की आवश्यकताओं के अनुपात को “कार्बन-नाइट्रोजन अनुपात” कहा जाता है, एवं इसे C:N से दर्शाया जाता है। वर्तमान में आमतौर पर C:N अनुपात 25:1 ही अपनाया जाता है। लेकिन यह नियम इतना सख्त नहीं है; 20:1, 25:1, 30:1 जैसे अनुपातों पर भी सामान्य रूप से किण्वन हो सकता है। 　　(4) उपयुक्त अम्लता-क्षारता स्तर (pH मान) – बायोगैस उत्पादन हेतु उपयुक्त अम्लता-क्षारता स्तर pH = 6.5 से 7.5 होता है। pH मान, एंजाइमों की गतिविधि को प्रभावित करता है; इसलिए यह किण्वन की गति पर भी प्रभाव डालता है। 　　(5) पर्याप्त मात्रा में जीवाणु/बैक्टीरिया – गैस उत्पादन हेतु आवश्यक जीवाणुओं की संख्या एवं उनकी गुणवत्ता, गैस के उत्पादन एवं गुणवत्ता पर सीधा प्रभाव डालती है। आम तौर पर, सामान्य रूप से कार्य प्रक्रिया को सुचारू रूप से शुरू करने एवं पर्याप्त मात्रा में गैस उत्पन्न करने हेतु, किण्वन हेतु उपयोग होने वाले तरल पदार्थ की मात्रा का 10–30% होना आवश्यक ह 　　(6) कम ऑक्सीकरण-अपचयन विभव (अवायवीय वातावरण): बायोगैस उत्पन्न करने वाले मीथेनोबैक्टीरिया को तभी ही विकसित होने के लिए ऐसी परिस्थितियों की आवश्यकता होती है, जहाँ ऑक्सीकरण-अपचयन विभव -330 मिलीवोल्ट से अधिक हो। यह शर्त है – कठोर अवायवीय वातावरण। इसलिए, गैस टैंक को सील करना आवश्यक है।