Mohon tunggu...
I Nyoman  Tika
I Nyoman Tika Mohon Tunggu... Dosen - Dosen
Akun Diblokir

Akun ini diblokir karena melanggar Syarat dan Ketentuan Kompasiana.
Untuk informasi lebih lanjut Anda dapat menghubungi kami melalui fitur bantuan.

menulis sebagai pelayanan. Jurusan Kimia Undiksha, www.biokimiaedu.com, email: nyomanntika@gmail.com

Selanjutnya

Tutup

Ilmu Alam & Tekno Pilihan

Aplikasi Biologi Molekuler untuk Meningkatkan Produksi Biogas

15 Juni 2023   15:01 Diperbarui: 9 Agustus 2023   23:15 320
+
Laporkan Konten
Laporkan Akun
Kompasiana adalah platform blog. Konten ini menjadi tanggung jawab bloger dan tidak mewakili pandangan redaksi Kompas.

Adakah manfaat lain, tanya mahasiswa saya yang kebetulan menjadi field worker, Ya, jawab saya, banyak keuntungan yang bisa diraih, sebab,  Produksi biogas juga memberikan manfaat ekonomi bagi petani melalui produksi pupuk organik, pengurangan mikroorganisme patogen dan penghilangan bau yang dapat  menimbulkan polusi udara.

Saya jelaskan , bahwa dengan  menghidangkan kopi dengan produk biogas ini,

Evaluasi baru-baru ini menunjukkan bahwa pencernaan anaerobik (AD=anaerobic digestion) adalah teknologi alternatif yang efisien yang menggabungkan produksi biogas dengan pengelolaan limbah berkelanjutan. AD adalah bioproses di mana bahan organik kompleks terurai tanpa adanya oksigen melalui fase berikut: hidrolisis, acidogenesis, acetogenesis, dan metanogenesis.

 Pencernaan biomassa organik kompleks tersebut menjadi sumber energi bersih dan terbarukan mengurangi efek rumah kaca dan menghasilkan produksi dua produk yang sangat berharga: biogas dan digestate. Biogas terdiri dari CH4, CO2, H2S, NH3, N2 dan jejak uap air. Digestate adalah residu (bahan baku organik terdekomposisi) dari produksi biogas yang mengandung nutrisi makro dan mikro yang berbeda. Ini dapat digunakan sebagai pupuk tanah karena rasio C/N dan homogenitasnya yang baik, ketersediaan unsur hara, dan bau yang berkurang secara signifikan.

Langkah-langkah degradasi biomassa individu dilakukan oleh konsorsium mikroorganisme yang berbeda. Pada langkah pertama AD, bahan organik kompleks, kaya akan karbohidrat, protein dan lemak, dihidrolisis oleh enzim ekstraseluler bakteri hidrolitik menjadi senyawa yang lebih sederhana: mono- dan oligomer, asam amino dan asam lemak. Senyawa ini diubah menjadi asam lemak rantai pendek (SCFA), alkohol, H2S, CO2 dan H2 dalam tahap acidogenesis (fermentatif). Pada langkah selanjutnya, acetogenesis, SCFA dan alkohol dioksidasi menjadi substrat metanogenik seperti asam asetat, H2, CO2 dan air.

 Langkah terakhir adalah metano genesis dimana produk dari asetogenesis diubah menjadi CH4 dan CO2. Esis metanogen dapat dilakukan melalui hidrogenotropik, autoklastik atau metilotrof jalur. Ini adalah langkah pembatasan kecepatan karena anggota domain Archaea sangat sensitif terhadap perubahan apa pun di lingkungan mereka. Mereka dapat dengan mudah dipengaruhi oleh banyak faktor termasuk komposisi bahan baku, kecepatan pemecahan, konsentrasi asam lemak volatil (VFA)atau perubahan suhu dan nilai pH yang cepat, yang mengakibatkan penghentian produksi metana dan penghambatan proses. Kondisi proses yang diperlukan untuk sistem AD satu tahap yang stabil harus sebagai berikut: pH=6,50--7,50, alkalinitas sebagai CaCO3 1,5--4,0 g/L, padatan volatil/total padatan >45 %, total ammonia nitrogen <1500 mg/L, rasio C: N 20--30 dan rasio C: N:P 100-- 120:5:1 Biaya rendah dan berbagai bahan baku meningkatkan potensi biogas untuk digunakan

Aplikasi Teknologi Biomolekuler 

Karena AD adalah proses mikrobial yang kompleks, baru-baru ini dilakukan berbagai penelitian untuk memahami hubungan antara struktur komunitas mikroba, kondisi operasi dan kinerja bioproses

Komunitas archaeal methanogens (atau metanogen) memiliki peran penting dalam langkah terakhir degradasi bahan organik anaerob, yaitu metanogenesis. Pemahaman mendetail tentang bagaimana metanogen berinteraksi dengan organisme lain di lingkungannya masih menjadi kotak hitam bagi ahli mikrobiologi dan insinyur. Populasi mikroba paling melimpah yang ada di bioreaktor dapat diidentifikasi dengan teknologi biologi molekuler tradisional. Baru-baru ini, penentuan populasi yang paling melimpah dan minor dapat dilakukan dengan teknik pengurutan yang baru dikembangkan. Teknik pengurutan ini memberikan alat yang berharga untuk memahami sistem mikrobiologi dan fungsinya bersama dengan berbagai aspek degradasi anaerobik dan optimalisasi proses biogas.

Mereka didasarkan pada deteksi dan pengurutan molekul DNA yang diekstraksi langsung dari sel mikroba. Sebagian besar menggunakan amplifikasi urutan gen 16S rRNA, yang telah dispesifikasikan untuk setiap mikroorganisme dan dianggap sebagai standar emas untuk identifikasi dan keberadaan bakteri dan archaea di lingkungan.

Pilihan standar penanda genetik spesifik metanogen adalah gen mcrA untuk populasi mikroba metanogenik. Teknik yang paling umum, cepat dan hemat biaya yang digunakan untuk deteksi yang tepat dari populasi metanogenik adalah polimorfisme panjang fragmen restriksi terminal (TRFLP), elektroforesis gel gradien denaturasi (DGGE), reaksi berantai polimerase real- time kuantitatif ( qPCR) dan teknik ion torrent PGM (personal genome machine). Untuk karakterisasi yang lebih lengkap dari struktur komunitas mikroba, pendekatan saat ini lebih menyukai metagenomik, juga disebut teknik pengurutan generasi berikutnya (NGS). Saat ini, beberapa platform NGS tersedia dan digunakan untuk meningkatkan optimalisasi biogas: 454 pyrosequencing (Qiagen), Illumina MiSeq dan HiSeq (Illumina Inc.), SOLiD (Life Technologies),

HALAMAN :
  1. 1
  2. 2
  3. 3
Mohon tunggu...

Lihat Konten Ilmu Alam & Tekno Selengkapnya
Lihat Ilmu Alam & Tekno Selengkapnya
Beri Komentar
Berkomentarlah secara bijaksana dan bertanggung jawab. Komentar sepenuhnya menjadi tanggung jawab komentator seperti diatur dalam UU ITE

Belum ada komentar. Jadilah yang pertama untuk memberikan komentar!
LAPORKAN KONTEN
Alasan
Laporkan Konten
Laporkan Akun