Fathul Bari
Â
Pendahuluan
Adanya peningkatan permintaan kebutuhan energi dunia telah mendorong ditemukannya sebuah solusi sebagai alternatif untuk keberlanjutan. Mikroalha dapat menjadi solusi sebagai sumber energi terbarukan karena memiliki kemampuan menhasilkan lipid yang dapat dikonversi menjadi biofuel. Salah satu tantangan utama dalam pengembangan biofuel dari mikroalga yakni meningkatkan produktivitas lipid secara efisien. Sebuah kombinasi penggunaan teknik bioreaktor modern dan proses hydrothermal liquefaction (HTL) menjadi strategi yang menjanjikan untuk mencapai tujuan tersebut. Artikel ini membahas potensi kolaborasi kedua teknologi tersebut dalam meningkatkan produksi lipid mikroalga tropis untuk menghasilkan energi hijau.
Produksi biofuel dari mikroalga dapat memberikan beberapa keuntungan yang berbeda di bidang keberlanjutan dengan tingkat pertumbuhan yang cepat karena memiliki sifat pertumbuhan yang singkat, emisi karbon dioksida nol, dan sifatnya yang bersatu dengan alam. Parameter pertumbuhan mikroalga juga dapat diubah untuk menghasilkan mikroalga tertentu dengan komposisi kimia biofuel yang berbeda. Mikroalga menghasilkan metabolit primer, yaitu lipid dan karbohidrat yang tergantung pada spesies dan kondisi pertumbuhan. Karbohidrat dapat difermentasi untuk menghasilkan ethanol sementara lipid dapat diekstraksi menjadi biofuel dalam bentuk etilena dan propilena yang merupakan bahan baku industri energi dan petrokimia. Mikroalga adalah organisme fotosistensis air yang mampu memproduksi minyak dan bahan biokimia lainnya (Widjaja, 2021).
Mikroalga Sebagai Sumber Energi Hijau
Mikroalga adalah organisme fotosintetik yang memiliki kemampuan tinggi dalam menyerap karbon dioksida dan memproduksi biomassa dalam waktu singkat. Pada kondisi tertentu, mikroalga dapat mengakumulasi lipid yang kemudian diubah menjadi biofuel. Mikroalga tropis memiliki keunggulan kompetitif dibandingkan mikroalga di daerah beriklim lain, karena dapat tumbuh sepanjang tahun tanpa membutuhkan kondisi lingkungan yang ekstrem.
Keunggulan mikroalga dapat dijadikan sebagai sumber energi terbarukan mencakup efisiensi penggunaan lahan yang jauh lebih tinggi dibandingkan tanaman bioenergi lainnya, serta kemampuannya untuk berkembang pada lahan yang tidak subur atau di air asin. Selain itu, mikroalga dapat menghasilkan lebih banyak minyak per unit area dibandingkan tanaman bioenergi tradisional seperti kedelai dan sawit.
Sisem kultivasi terbuka dianggap lebih baik karena kemampuannya menerima sinar matahari yang kuat dan menangkap karbon dioksida di atmosfer. Dua sistem kultivasi terbuka untuk menghasilkan alga yang dievaluasi disini adalah Algal Turf Scrubber (ATS) dan Open Raceway Ponds (ORP). Kombinasi hydrothermal liquefaction (HTL) dan catalytic dari mikroalga setelah dibandingkan dengan metode lain (pirolisis penekanan mekanik, ekstraksi pelarut kimia, dan ekstraksi superkritis) karena efisiensi energi yang tertinggi (85-90%). HTI dapat memulihkan lebih dari 70% kandungan karbon dari bahan baku yang dapat digunakan untuk prosedur penangkapan karbon. Keunggulan teknis lainnya dari proses ini adalah biocrude mentah yang diperoleh dari proses ini tidak memerlukan banyak prosedur perawatan/peningkatan untuk pemanfaatan komersial (Widjaja, 2021).
Teknologi Bioreaktor dalam Produksi Lipid Mikroalga
Bioreaktor adalah alat penting dalam produksi mikroalga yang memungkinkan pengendalian kondisi lingkungan seperti cahaya, suhu, pH dan nutrisi. Teknik bioreaktor tertutup sangat berguna untuk mengoptimalkan produktivitas lipid karena lingkungan yang terkontrol dapat memaksimalkan pertumbuhan dan akumulasi lipid.
Khusus Pada skala industri, pengembangan bioreaktor yang lebih efisien, seperti bioreaktor fotobiologi atau bioreaktor tubular, memungkinkan penggunaan intensitas cahaya yang tepat serta meminimalkan kontaminasi. Peningkatan produktivitas lipid melalui bioreaktor memerlukan optimasi kondisi pertumbuhan mikroalga, termasuk pemilihan spesies mikroalga tropis yang tepat, penyesuaian konsentrasi nutrisi, dan pengaturan rasio karbon/nitrogen yang ideal. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa penggunaan bioreaktor fotobiologi dengan cahaya LED dapat meningkatkan akumulasi lipid hingga 30%.
