PEMANFAATAN MIKROALGA SEBAGAI BAHAN BAKU BIOFUEL

PEMANFAATAN MIKROALGA SEBAGAI BAHAN BAKU BIOFUEL

Oleh: R. Haryo Bimo Setiarto

            Indonesia memiliki keanekaragaman hayati yang sangat berlimpah, termasuk di dalamnya adalah keanekaragaman hayati mikroalga. Mikroalga merupakan tanaman yang paling efisien dalam menangkap dan memanfaatkan energi matahari dan CO₂ untuk keperluan fotosintesis. Selain itu, CO₂ dimanfaatkan untuk meningkatkan produktivitas. Terdapat empat kelompok mikroalga yang sejauh ini dikenal di dunia, yakni diatom (Bacillariophyceae), ganggang hijau (Chlorophyceae), ganggang emas (Chrysophyceae), dan ganggang biru (Cyanophyceae). Keempat kelompok mikroalga tersebut bisa dimanfaatkan sebagai bahan baku bioenergi. Di Indonesia sendiri ada ratusan jenis mikroalga. Keberadaan mikroalga sangat membantu dalam pencegahan terjadinya pemanasan global.

Beberapa penelitian yang telah dilakukan sebelumnya menyatakan bahwa mikroalga dapat menghasilkan biodiesel yang bersumber dari kandungan asam lemak biomassanya. Hal ini membuka lahirnya sumber bahan bakar alternatif baru untuk mengatasi dampak krisis energi. Chlorella misalnya, memiliki kandungan asam lemak 14-22% (Miyamoto, 1997) dari berat sel pada kondisi tanam yang biasa. Diketahui dengan memanipulasi media tanam dan pergantian kondisi fisiologis daur hidupnya dari autotrof menjadi heterotrof secara drastis serta manipulasi pencahayaan, kedua jenis mikroalga hijau ini dapat ditingkatkan kandungan lipid/ lemaknya hingga 60% dari berat keringnya (Wei Xiong, 2008). Dalam penelitian lain diketahui bahwa minyak mentah mikroalga (crude alga oil) ternyata mengandung isochrysis galbana (20-35 persen) dan nannochloropsis oculata (31-68 persen). Karena tingginya kandungan senyawa nannochloropsis oculata tersebut akan meningkatkan jumlah asam lemak yang mampu dikonversi menjadi senyawa hidrokarbon.

Jenis mikroalga ini sebenarnya sangat mudah ditemukan pada perairan kaya nitrogen dan fosfat, pada perairan payau dan asin, serta dapat dikulturkan menggunakan teknologi sederhana. Faktor keberhasilan dalam pengkulturan masal mikroalga dari laut tergantung kepada medium yang mensyaratkan nitrogen yang tinggi, pH 6-8, pengaturan cahaya, pengadukan yang merata dan pemanenan melalui proses separasi (Whitton and Potts, 2000).

Proses pembuatan mikroalga menjadi bioenergi tak terlalu sulit. Langkah awal yang dilakukan adalah identifikasi dan isolasi mikroalga, kemudian mikroalga dikembangbiakkan (dikultivasi) selama 7 sampai 10 hari. Setelah itu mikroalga ini bisa dipanen, proses selanjutnya adalah mikroalga disaring, dikeringkan, dan diekstraksi (pemisahan) menggunakan pelarut heksana atau dietil eter. Metode ekstraksi juga bisa dipilih menurut kebutuhan dan produk yang ingin diperoleh. Tahap berikutnya dilakukan pemurnian (dekolorisasi dan deodorisasi) dan esterifikasi untuk mengurai lemak menjadi hidrokarbon.

Pengembangan global mikroalga sebagai sumber bahan biofuel dengan julukan Biofuel Generasi Ketiga atau Blue Energy sedang marak dan mendekati produksi komersial. Kini muncul trend baru memanfaatkan mikroalga sebagai pengendali polusi cair khususnya logam berat dan polusi udara khususnya gas rumah kaca CO₂. Kedua arah kegiatan tersebut bisa terkait dengan upaya meningkatkan produksi mikroalga. Limbah biofuel mikroalga bisa dimanfaatkan antara lain untuk pakan. Sedangkan massa mikroalga hasil samping pengendalian emisi gas CO₂ bisa digunakan untuk keperluan yang lebih luas termasuk biofuel. Pada tahap sekarang, kegiatan produksi mikroalga yang dibutuhkan pada kedua upaya yang sedang dikembangkan tersebut lebih memilih sistem budidaya mikroalga dalam fotobioreaktor.

 

Fotobioreaktor untuk kultivasi (pembiakkan) mikroalga pada proses produksi biofuel

Fotobioreaktor adalah bioreaktor yang digabung dengan sumber cahaya tertentu untuk asupan energi cahaya ke dalam reaktor. Pada budidaya mikroalga, energi sinar matahari diperlukan untuk proses fotosintesis. Gas CO₂ yang diserap dalam khlorofil diolah menjadi karbohidrat yang dibutuhkan tanaman dan oksigen yang dilepas ke udara. Pada dasarnya kolam terbuka untuk pemeliharaan mikroalga sama dengan fotobioreaktor. Bedanya antara lain fotobioreaktor merupakan sistem tertutup yang lebih mudah dikontrol dan disesuaikan desainnya dengan lokasi pemasangan, lebih bisa mencegah kontaminasi, mencegah penguapan air dan CO₂, dan tidak memerlukan areal yang luas (R. Haryo Bimo Setiarto).