Potensi Ganggang Mikro sebagai Etanol

25 merupakan ide baru, namun kini merupakan salah satu solusi seiring dengan meningkatnya harga dan berkurangnya cadangan fosil fuel. Ganggang mikro adalah mikroorganisme fotosintetik, potensi ganggang mikro sebagai bahan kebutuhan pangan atau industri saat ini masih terus diteliti, ganggang mikro dapat bersaing dengan tumbuhan pertanian dikarenakan produksi biomassanya. Keuntungan lain dari ganggang mikro adalah dapat dipanen sepanjang musim, pemanfaatan air tidak sebesar tanaman teresterial, budidaya ganggang mikro tidak memerlukan herbisida atau aplikasi pestisida Brennan dan Owende 2010. Beberapa jenis ganggang mikro memiliki kemampuan menghasilkan karbohidrat tingkat tinggi sebagai polimer cadangan. Spesies tersebut yang menjadi kandidat ideal untuk produksi bio-etanol. Karbohidrat dari ganggang mikro dapat diekstraksi untuk menghasilkan gula yang dapat difermentasi. Kandungan karbohidrat ganggang mikro tergantung pada spesies dan kondisi lingkungan hidupnya Basmal 2008. Karbohidrat pada ganggang mikro di dinding sel dan sitoplasma. Sekitar 4 – 7 dalam bentuk selulosa dan sekitar 51 – 60 dalam bentuk gula netral non selulosa. Keunggulan ganggang mikro sebagai bahan baku etanol dari bahan baku lain yaitu keberlanjutan bahan baku ganggang mikro lebih terjamin dikarenakan kecepatan produksi biomassa yang tinggi, dapat dibudidayakan tanpa lahan. Ada sekitar 38 jenis ganggang mikro beberapa jenis ganggang mikro telah diteliti dan diprediksi memilki kandungan karbohidrat yang cukup potensial sebagai sumber bahan baku etanol Jhon et al. 2011. Parmar et al. 2011, menambahkan bahwa ganggang mikro divisi Cyanophyta dapat digunakan sebagai bahan baku produksi, biodiesel, etanol, biomethane disamping pemanfaatannya sebagai produk farmasi dan pangan. Kegiatan pembiakan tumbuhan produsen primer ini sangat menghemat ruang save space, dapat memanfaatkan ruang terbuka luas atau ruang terbatas, memiliki efisiensi dan efektivitas tinggi. Ganggang mikro dapat menghasilkan produk minimal 30 kali lebih banyak dibandingkan tumbuhan darat persatuan luas lahan dan waktu yang sama Tabel 6. Pengembangan etanol dari kelompok cyanobacter telah banyak dikembangkan. Cyanobacter mampu mensekresikan glukosa dan sukrosa yang Confidential 26 mampu dimanfaatkan sebagai substrat dalam fermentasi etanol, hal tersebut diharapkan dapat memberikan alternatif dalam kebutuhan energi yang terus meningkat Parmar et al. 2011. Hasil penelitian Rodjaroen et al 2007, 14 jenis ganggang mikro kelompok green ganggang dan 11 ganggang mikro kelompok cyanobacter yang memiliki potensi sebagai biomassa penghasil karbohidrat. Tabel 6. Perbandingan produksi minyak, penggunaan lahan dan produksi biodiesel ganggang mikro dengan sumber produk pertanian lain Sumber Tanaman Kandungan minyak biji minyakbrt dlm biomass Hasil minyak L minyaklha tahun Penggunaan lahan m 2 thnkg biodiesel Produksi biodiesel kg biodieselha tahun Jagung 44 172 66 152 Rami 33 363 31 321 Kedelai 18 636 18 562 Jarak 28 741 15 656 CanolaRapeseed 41 974 12 809 Bunga matahari 40 1070 11 946 Kelapa sawit 36 5366 2 4747 Ganggang mikro low oil content 30 58.700 0,2 51.927 Ganggang mikro medium oil cont 50 97800 0,1 86.515 Ganggang mikro high oil content 70 136.900 0,1 121.104 Sumber : Oilgae 2008. Penelitian yang dilakukan oleh Harun et al. 2009 menunjukkan bahwa ganggang mikro jenis Chlorococum sp. dapat digunakan sebagai substrat untuk produksi etanol dengan Saccharomyces bayanus. Konsentrasi etanolyang dihasilkan sebesar 3,83 gLyang didapatkan dari 10 gL ganggang mikro yang sudah diekstrak minyaknya.

2.8. M

etode Produksi Biomassa Ganggang Mikro pada Skala Lapang Untuk produksi biomassa maksimum pada skala lapang dapat dilakukan dengan sistem terbuka kolam kanal dan sistem tertutup fotobioreaktor Chisti 2007. Pengembangan konsep kolam kanal pertama kali dikenalkan oleh Jerman setelah perang dunia ke-2 awal tahun 1970, kemudian diikuti israel dan jepang. Awal pengembangannya, ganggang mikro selama beberapa periode, lebih Confidential 27 dikembangkan sebagai makanan sehat dan ditumbuhkan di kolam terbuka Ugwu et al. 2008. Kolam kanal dibuat dari saluran resirkulasi rangkaian tertutup, yang biasanya mempunyai kedalaman 0,3 m. Pencampuran dan sirkulasi diperoleh dari suatu roda penggerak seperti turbin. Aliran diarahkan di sekitar cekungan, yang ditempatkan di saluran aliran. Roda penggerak beroperasi sepanjang waktu untuk mencegah sedimentasi pengendapan. Desain tampak depan sebuah kolam kolam kanal disajikan pada Gambar 2. Gambar 2. Desain kolam raceways di skala lapang Sumber: Jonathan 2010 Pada kolam kolam kanal pendinginan diperoleh melalui penguapan. Suhu berfluktuasi seiring dengan siklus harian dan musiman. Sistem kolam kanal dapat memanfaatkan karbon dioksida lebih efisien daripada fotobioreaktor. Kelemahan dari metode ini adalah produktivitas ganggang mikro bisa dipengaruhi oleh kontaminasi dan mikroorganisme pemakan ganggang. Konsentrasi biomassa masih rendah karena campuran nutrisi pada sistem kolam kanal sedikit dan tidak dapat bertahan pada zona optik yang gelap. Namun, kelebihan dari metode kultivasi kolam dianggap lebih ekonomis serta membutuhkan sedikit biaya untuk membangun dan mengoperasikannya. Kultivasi ganggang mikro dapat berlangsung pada sistem fotobioreaktor, untuk jangka waktu yang lama bisa dikembangkan skala laboratorium maupun industri, tergantung tujuan yang dinginkan. Kultivasi ganggang mikro dengan metode ini mempunyai beberapa kelebihan antara lain: lebih mudah dikontrol, biomassa yang dihasilkan tinggi serta kemungkinan terjadinya kontaminasi oleh Confidential