IJALISME

Walau Patah Sayap Rajawali Bertongkat Juga Aku ke Sini

Membuat Biodiesel dari Tumbuhan Alga

A. Habitat Hidup Alga

Alga adalah salah satu organisme yang dapat tumbuh pada rentang kondisi
yang luas di permukaan bumi. Alga biasanya ditemukan pada tempat-tempat
yang lembab atau benda-benda yang sering terkena air dan banyak hidup
pada lingkungan berair di permukaan bumi. Alga dapat hidup hampir di
semua tempat yang memiliki cukup sinar matahari, air dan
karbon-dioksida.

B. Potensi Alga Menghasilkan Biodiesel

Secara teoritis, produksi biodiesel dari alga dapat menjadi solusi yang
realistik untuk mengganti solar. Hal ini karena tidak ada feedstock lain yang cukup memiliki banyak minyak sehingga mampu digunakan untuk memproduksi minyak dalam volume yang besar.

<!–
google_ad_client = “pub-3026534164374522″;
//300×250, created 11/17/07
google_ad_slot = “1613381625”;
google_ad_width = 300;
google_ad_height = 250;
google_language = “en”;
//–>

Tumbuhan seperti kelapa sawit dan kacang-kacangan membutuhkan lahan
yang sangat luas untuk dapat menghasilkan minyak supaya dapat mengganti
kebutuhan solar dalam suatu negara. Hal ini tidak realistik dan akan
mengalami kendala apabila diimplementasikan pada negara dengan luas
wilayah yang kecil.

Berdasarkan perhitungan, pengolahan alga pada lahan seluas 10 juta acre
(1 acre = 0.4646 ha) mampu menghasilkan biodiesel yang akan dapat
mengganti seluruh kebutuhan solar di Amerika Serikat (Oilgae.com,
26/12/2006). Luas lahan ini hanya 1% dari total lahan yang sekarang
digunakan untuk lahan pertanian dan padang rumput (sekitar 1 milliar
acre). Diperkirakan alga mampu menghasilkan minyak 200 kali lebih
banyak dibandingkan dengan tumbuhan penghasil minyak (kelapa sawit,
jarak pagar, dll) pada kondisi terbaiknya.

Semua jenis alga memiliki komposisi kimia sel yang terdiri dari protein, karbohidrat, lemak (fatty acids) dan nucleic acids. Prosentase keempat komponen tersebut bervariasi tergantung jenis alga. Ada jenis alga yang memiliki komponen fatty acids lebih dari 40%. Dari komponen fatty acids
inilah yang akan diekstraksi dan diubah menjadi biodiesel. Dapat
dilihat pada Tabel 1, komposisi kimia sel pada beberapa jenis alga:

Table 1 � Komposisi Kimia Alga Ditunjukkan dalam Zat Kering (%)

 

Komposisi Kimia

Protein

Karbohidrat

Lemak

Nucleic Acid

Scenedesmus obliquus

50-56

10-17

12-14

3-6

Scenedesmus quadricauda

47

-

1.9

-

Scenedesmus dimorphus

8-18

21-52

16-40

-

Chlamydomonas rheinhardii

48

17

21

-

Chlorella vulgaris

51-58

12-17

14-22

4-5

Chlorella pyrenoidosa

57

26

2

-

Spirogyra sp.

6-20

33-64

11-21

-

Dunaliella bioculata

49

4

8

-

Dunaliella salina

57

32

6

-

Euglena gracilis

39-61

14-18

14-20

-

Prymnesium parvum

28-45

25-33

22-38

1-2

Tetraselmis maculata

52

15

3

-

Porphyridium cruentum

28-39

40-57

9-14

-

Spirulina platensis

46-63

8-14

4–9

2-5

Spirulina maxima

60-71

13-16

6-7

3-4.5

Synechoccus sp.

63

15

11

5

Anabaena cylindrica

43-56

25-30

4-7

-

Sumber: Becker, (1994)

Biodiesel dari alga hampir mirip dengan biodiesel
yang diproduksi dari tumbuhan penghasil minyak (jarak pagar, sawit,
dll) sebab semua biodiesel diproduksi menggunakan triglycerides (biasa disebut lemak) dari minyak nabati/alga.

Alga memproduksi banyak polyunsaturates, dimana semakin tinggi kandungan lemak asam polyunsaturates akan mengurangi kestabilan biodiesel yang dihasilkan. Di lain pihak, polyunsaturates memiliki titik cair yang lebih rendah dibandingkan monounsaturates sehingga biodiesel alga akan lebih baik pada cuaca dingin dibandingkan jenis bio-feedstock
yang lain. Diketahui kekurangan biodiesel adalah buruknya kinerja pada
temperatur yang dingin sehingga biodiesel alga mungkin akan dapat
mengatasi masalah ini.

C. Cara Penanaman Alga untuk Biodiesel

Sama seperti tumbuhan lainnya, alga juga memerlukan tiga komponen
penting untuk tumbuh, yaitu sinar matahari, karbon dioksida dan air.
Alga menggunakan sinar matahari untuk menjalankan proses fotosintesis.
Fotosintesis merupakan proses biokimia penting pada tumbuhan, alga, dan
beberapa bakteri untuk mengubah energi matahari menjadi energi kimia.
Energi kimia ini akan digunakan untuk menjalankan reaksi kimia,
misalnya pembentukan senyawa gula, fiksasi nitrogen menjadi asam amino,
dll. Alga menangkap energi dari sinar matahari selama proses
fotosintesis dan menggunakaannya untuk mengubah substansi inorganik
menjadi senyawa gula sederhana.

Penanaman alga untuk menghasilkan biodiesel mungkin akan sedikit lebih
sulit karena alga membutuhkan perawatan yang sangat baik dan mudah
terkontaminasi oleh spesies lain yang tidak diinginkan.

Alga dapat ditanam di kolam terbuka dan danau. Penggunaan sistem
terbuka ini dapat membuat alga mudah diserang oleh kontaminasi spesies
alga lain dan bakteri. Akan tetapi, saat ini telah berhasil
dikembangkan beberapa spesies alga yang mampu ditanam pada lahan
terbuka dan meminimalisir adanya kontaminasi spesies lain. Misalnya
penanaman spirulina
(salah satu jenis alga) pada suatu kolam terbuka dapat menghilangkan
kemungkinan kontaminasi spesies lain secara luas karena spirulina
bersifat agresif dan tumbuh pada lingkungan dengan pH yang sangat
tinggi. Sistem terbuka juga memiliki sistem kontrol yang lemah,
misalnya dalam mengatur temperatur air, konsentrasi karbon dioksida
& kondisi pencahayaan. Sedangkan keuntungan penggunaan sistem
terbuka adalah metode ini merupakan cara yang murah untuk memproduksi
alga karena hanya perlu dibuatkan sirkuit parit atau kolam.

Kolam tempat pembudidayaan alga biasanya disebut “kolam sirkuit”. Dalam
kolam ini, alga, air dan nutrisi disebarkan dalam kolam yang berbentuk
seperti sirkuit. Aliran air dalam kolam sirkuit dibuat dengan pompa
air. Kolam biasanya dibuat dangkal supaya alga tetap dapat memperoleh
sinar matahari karena sinar matahari hanya dapat masuk pada kedalaman
air yang terbatas.

kolam-terbuka.jpg

Gambar 1. Kolam Sirkuit pada Sistem Terbuka

Sebuah variasi kolam terbuka adalah dengan memberikan atap transparan (greenhouse)
diatasnya untuk melindungi kerusakan alga dari percikan air hujan.
Namun begitu, cara ini hanya dapat diaplikasikan pada kolam terbuka
yang berukuran kecil dan tidak dapat mengatasi banyak masalah yang
terjadi pada sistem terbuka.

Alternatif lain cara pembudidayaan alga adalah dengan menanamnya pada struktur tertutup yang disebut photobioreactor, dimana kondisi lingkungan akan lebih terkontrol dibandingkan kolam terbuka. Sebuah photobioreactor adalah sebuah bioreactor dengan beberapa tipe sumber cahaya, seperti sinar matahari, lampu fluorescent, led. Quasi-closed systems (sebuah kolam yang ditutupi dengan bahan transparan (greenhouse) di semua bagian) dapat digolongkan sebagai photobioreactor. Photobioreactor
juga memungkinkan dilakukannya peningkatan konsentrasi karbon dioksida
di dalam sistem sehingga akan mempercepat pertumbuhan alga. Meskipun
biaya investasi awal dan biaya operasional dari sebuah photobioreactor akan lebih tinggi dibandingkan kolam terbuka, akan tetapi efisiensi dan kemampuan menghasilkan minyak dari photobioreactor
akan lebih tinggi dibandingkan dengan kolam terbuka. Hal ini akan
membuat pengembalian biaya modal dan biaya operasional dengan cepat.

D. Cara Ekstraksi Minyak dari Alga

Pengambilan minyak dari alga masih merupakan proses yang mahal sehingga
masih harus dipertimbangkan untuk menggunakan alga sebagai sumber
biodiesel. Terdapat beberapa metode terkenal untuk mengambil minyak
dari alga, antara lain:

  1. Pengepresan (Expeller/Press)

    Pada metode ini alga yang sudah siap panen dipanaskan dulu untuk
    menghilangkan air yang masih terkandung di dalamnya. Kemudian alga
    dipres dengan alat pengepres untuk mengekstraksi minyak yang terkandung
    dalam alga. Dengan menggunakan alat pengepres ini, dapat diekstrasi
    sekitar 70 – 75% minyak yang terkandung dalam alga.

  2. Hexane solvent oil extraction

    Minyak dari alga dapat diambil dengan menggunakan larutan kimia, misalnya dengan menggunakan benzena dan eter. Namum begitu, penggunaan larutan kimia heksana lebih banyak digunakan sebab harganya yang tidak terlalu mahal.

    Larutan heksana
    dapat digunakan langsung untuk mengekstaksi minyak dari alga atau
    dikombinasikan dengan alat pengepres. Cara kerjanya sebagai berikut:
    setelah minyak berhasil dikeluarkan dari alga dengan menggunakan alat
    pengepres, kemudian ampas (pulp) alga dicampur dengan larutan cyclo-hexane untuk mengambil sisa minyak alga. Proses selanjutnya, ampas alga disaring dari larutan yang berisi minyak dan cyclo-hexane. Untuk memisahkan minyak dan cyclo-hexane
    dapat dilakukan proses distilasi. Kombinasi metode pengepresan dan
    larutan kimia dapat mengekstraksi lebih dari 95% minyak yang terkandung
    dalam alga.

    Sebagai catatan, penggunaan larutan kimia untuk mengekstraksi minyak dari tumbuhan sangat beresiko. Misalnya larutan benzena dapat menyebabkan penyakit kanker, dan beberapa larutan kimia juga mudah meledak.

  3. Supercritical Fluid Extraction

    Pada metode ini, CO2 dicairkan dibawah tekanan normal kemudian
    dipanaskan sampai mencapai titik kesetimbangan antara fase cair dan
    gas. Pencairan fluida inilah yang bertindak sebagai larutan yang akan
    mengekstraksi minyak dari alga.

    Metode ini dapat mengekstraksi hampir 100% minyak yang terkandung dalam
    alga. Namun begitu, metode ini memerlukan peralatan khusus untuk
    penahanan tekanan.

Beberapa metode yang kurang terkenal:

  1. Osmotic Shock

    Dengan menggunakan osmotic shock maka tekanan osmotik dalam sel akan berkurang sehingga akan membuat sel pecah dan komponen di dalam sel akan keluar. Metode osmotic shock memang banyak digunakan untuk mengeluarkan komponen-komponen dalam sel, seperti minyak alga ini.

  2. Ultrasonic Extraction

    Pada reaktor ultrasonik, gelombang ultrasonik digunakan untuk membuat gelembung kavitasi (cavitation bubbles)
    pada material larutan. Ketika gelembung pecah dekat dengan dinding sel
    maka akan terbentuk gelombang kejut dan pancaran cairan (liquid jets) yang akan membuat dinding sel pecah. Pecahnya dinding sel akan membuat komponen di dalam sel keluar bercampur dengan larutan.

E. Kesimpulan

Secara umum, potensi alga untuk menghasilkan biodiesel sangat besar dan
jauh lebih besar dibandingkan tumbuhan penghasil minyak (kelapa sawit,
jarak pagar, dll). Hal ini akan memberikan peluang yang besar untuk
dapat mengganti kebutuhan solar dalam suatu negara.
F. Referensi

Penulis: Thomas, http://www.kamase.com

About these ads

Juni 28, 2008 - Posted by | 1

6 Komentar »

  1. Aku juga terkesima dengan potensi alga. lalu aku mulai mencobanya. ternyata tidak segampang membuat biodiesel dari minyak nabati lain. Biomassa alga sendiri sangat susah didapat. dengan penanaman biasa cm didapat 2 gr/liter.. bayangin….

    belum lagi klo alga yang kita pake jenis yang unisel… alamat dak bisa di saring pake plankton net, terus mesti pake tawas n NaOH biar menggumpal… so kalo pake NaOH, alamat penyabunan banyak terjadi.

    Dari 1 gr biomassa paling dapet o,1 gr minyaknya. Dipress?.. dak bisa sepertinya. minyak alga terdapat dalam selnya, yang ukurannya cm 0,5-2 mikron. Ekstraksi cara yang baik, dengan catatan kita tetap harus memecah selnya dulu, another problems.

    Terlepas dari semua itu, penelitian tentang alga harus terus berjalan.. jika orang luar bisa kenapa kita tidak…
    maju terus kawan.. Allah dah kasih anugerah besar di laut, kita mesti gali

    Komentar oleh Fitri | Oktober 29, 2008 | Balas

  2. wah mantap nih artikelnya, lagi nyari2 artikel ini buat temen. Thanks :)

    Komentar oleh Bikin Duit | Januari 2, 2009 | Balas

  3. maz Syarat tumbuh alga tuh p Z????

    Komentar oleh baity | Maret 1, 2009 | Balas

  4. alga memang masih mengandung zat2 yang bisa dimanfaatkan.
    bisa minta tolong minta metodologi dalam ekstraksi alga g mas?

    Komentar oleh aji purnomo | April 3, 2009 | Balas

  5. makasih atas infonya….

    Komentar oleh nunu | Maret 3, 2010 | Balas

  6. makasi buat artikelnya, tolong dunk kasih tambahan tentang alga yang bisa buat makan (mengandung karbohidrat).

    Komentar oleh getsmile | April 17, 2010 | Balas


Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d blogger menyukai ini: