1. Pendahuluan
Mikroalga
adalah jenis tanaman ganggang yang memiliki ukuran mikro. Menurut pigmen yang
terkandung dalam tubuh mikroalga, ada empat kelompok mikroalga yang sejauh ini
dikenal di dunia,yakni diatom ( Bacillariophyceae), gang-gang hijau (Chlorophyceae),
ganggang emas (Chrysophyceae), dan ganggang biru(Cyanophyceae).
Keempat
kelompok mikroalga tersebut bisa dimanfaatkan sebagai bahan baku bioenergi. Di
perairan terdapat ratusan jenis mikroalga. Namun belum banyak yang dimanfaatkan
untuk bahan baku pembuatan bioenergi. Keberadaan mikroalga sangat membantu
dalam pencegahan terjadinya pemanasan global. Mikroalga mampu berfotosintesis
dan mereduksi jumlah karbondioksida yang berada di alam. Industri-industri yang
menghasilkan karbon dengan jumlah yang besar bisa menggunakan mikroalga ini
untuk mengurangi dampak pemanasan akibat karbondioksida buangan.
Beberapa
alasan mikroalga baik dikembangkan di Indonesia karena beberapahal, yaitu
keanekaragaman mikroalga yang tinggi di Indonesia, potensi geografis dengan
perairan laut tropis yang luas dan sinar matahari yang melimpah, kemampuan
untuk memfiksasi CO2 , berpotensi sebagai sumber bioenergi yang
ramah lingkungan dan berkelanjutan, tidak ada konflik dengan lahan untuk
pangan.
Kultivasi
merupakan suatu teknik untuk menumbuhkan mikroalga dalam lingkungan tertentu
yang terkontrol. Kultivasi bertujuan untuk menyediakan spesies tunggal pada
kultur masal mikroalga untuk tahap pemanenan. Teknologi bioproses adalah
teknologi yang berkaitan dengan segala operasi dan proses yang memanfaatkan
mikroorganisma baik dalam fasa hidupnya maupun produk-produk enzimnya.
Teknologi bioproses merupakan gabungan antara bioteknologi dan teknik kimia
(Lischer, 2009).
Pengembangan
kultivasi dan bioprosesdilakukan mulai dari skala laboratorium oleh mahasiswa
hingga penerapan yang dilakukan di industri sebagai wujud pemanfaatan CO2
buangan dari pabrik. Ada tahapan-tahapan penting yang harus dilakukan dalam
kultivasi dan bioproses untuk produksi miyak yang akan menunjang keberhasilan
kegiatan ini.
Tujuan
dari dari kultivasi dan bioproses mikroalga adalah untuk mendapatkan sumber
energi alternatif sebagai solusi dari berkurangnya cadangan bahan bakar fosil
yang sangat vital bagi kelangsungan kehidupan.
2. Alat dan Bahan untuk Kultivasi Mikroalga (skala Lab)
-
Autoclave
-
Galon
air mineral / botol untuk kultivasi
-
Media
walne
-
Aerator
-
Pupuk
pertanian (npk)
-
Mikroalga
nannocloropsis
-
Pipet
Tetes/Pipet Volume
-
Formalin
3. Kultivasi Mikroalga
Sebagian
besar mikroalga menggunakan cahaya dan karbon dioksida (CO2) sebagai sumber
energi dan sumber karbon (organisme photoautotrophic). Pertumbuhan optimum
mikroalga membutuhkan temperatur air berkisar 15 - 30˚C. Media pertumbuhan juga
harus mengandung elemen inorganik yang berfungsi dalam pembentukan sel, seperti
nitrogen, phospor, dan besi. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk
mengembangkan teknik, prosedur dan proses produksi mikroalga dalam jumlah
besar. Open ponds system dan photobioreactor system merupakan teknik budidaya
mikroalga yang paling sering digunakan.
Open ponds merupakan
sistem budidaya mikroalga tertua dan paling sederhana. Sistem tersebut sering
dioperasikan secara kontinyu. Umpan segar (mengandung nutrisi termasuk
nitrogen, phosphor, dan garam inorganic) ditambahkan di depan paddlewheel dan
setelah beredar melalui loop-loop mikroalga tersebut dapat dipanen di bagian
belakang dari paddlewheel. Paddlewheel digunakan untuk proses sirkulasi dan
proses pencampuran mikroalga dengan nutrisi. Beberapa sumber limbah cair dapat
digunakan sebagai kultur dalam budidaya mikroalga. Pemilihan sumber limbah cair
tersebut berdasarkan pemenuhan kebutuhan nutrisi dari mikroalga. Mikroalga laut
dapat menggunakan air laut atau air dengan tingkat salinitas tinggi sebagai
media kultur.
Biaya
operasional sistem open ponds lebih rendah dibandingkan dengan sistem
photobioreactor, namun sistem tersebut memiliki beberapa kelemahan. Open ponds
merupakan sistem kolam terbuka sehingga mengalami evaporasi akut, dan
penggunaan karbon dioksida (CO2) menjadi tidak efisien. Produktivitas mikroalga
juga dibatasi oleh kontaminasi dari alga atau mikroorganisme yang tidak
diinginkan. Gambar 2 menunjukkan sistem open ponds dengan photobioreactor.
Photobioreactor dikembangkan
untuk mengatasi permasalahan kontaminasi dan evaporasi yang sering terjadi
dalam sistem open pond. Sistem tersebut terbuat dari material tembus pandang
dan umumnya diletakkan di lapangan terbuka untuk mendapatkan cahaya matahari.
Pada dasarnya, photobioreactor terdapat dalam 2 jenis, plate dan tubular. Photobioreactor
tubular lebih sesuai digunakan di lapangan terbuka.
Pada
dasarnya, terdapat dua tipe photobioreactor, yaitu tipe flat plate dan tipe
tubular. Apabila dibandingkan, tipe tubular lebih cocok untuk aplikasi di luar
ruangan karena luasnya permukaan untuk proses iluminasi. Namun, flat plate
photobioreactor juga sering digunakan karena tipe ini dapat meratakan
intensitas penyinaran sehingga sel yang dihasilkan memiliki densitas yang lebih
tinggi.
Tipe
plate-flat photobioreactor lebih disukai karena: (i) konsumsi energi lebih
rendah dan kapasitas transfer massa tinggi; (ii) efesiensi fotosintetis tinggi;
dan (iii) tdak terdapat ruang yang tidak terkena cahaya. Desain dari tipe ini
juga beragam mulai dari tipe gelas hingga PVC transparan dan tebal.
Photobioreactor
memiliki rasio luas permukaan dan volume yang besar. Produktivitas mikroalga
menggunakan photobioreactor dapat mencapai 13 kali lipat total produksi dengan
menggunakan sistem open raceway pond.
4. Pembahasan
Mikroalga
adalah jenis tanaman ganggang yang memiliki ukuran mikro. Keberadaan mikroalga
sangat membantu dalam pencegahan terjadinya pemanasan global. Mikroalga mampu
berfotosintesis dan mereduksi jumlah karbondioksida yang berada di alam. Kultivasi
merupakan suatu teknik untuk menumbuhkan mikroalga dalam lingkungan tertentu
yang terkontrol. Kultivasi bertujuan untuk menyediakan spesies tunggal pada
kultur masal mikroalga untuk tahap pemanenan. Adapun tahapan-tahapannya ialah
sebagai berikut :
-
Penyiapan Media
tumbuh
: media yang digunakan dalam praktikum disini ialah media walne.
-
Sampling : sampling
dilakukan didaerah pantai kedonganan dengan menggunakan planktonnet yang berupa
seperti jaring hanya saja ukuran pori-porinya lebih kecil, berukuran ± 2
mikron.
-
Isolasi : Isolasi
mikroalga merupakan suatu teknik untuk memisahkan spesies mikroalga dari
sumbernya di alam. Tujuannya adalah untuk memperoleh satu spesies mikroalga
untuk tahap monokultur. Pengambilan sampel mikroalga diambil dari habitat
aslinya kemudian dilakukan perlakuan khusus di laboratorium. Ada beberapa
metode isolasi yang dapat digunakan, tapi kali ini digunakan metode pengenceran
bertingkat.
-
Kultivasi : Kultivasi
mikroalga merupakan suatu teknik untuk menumbuhkan mikroalga dalam lingkungan
tertentu yang terkontrol. Tujuannya adalah menyediakan spesies tunggal pada
kultur masal mikroalga untuk tahap pemanenan. Proses kultivasi ini dapat
dilakukan didalam ruangan (indoor) maupun di luar ruangan (outdoor). Kebutuhan
mikroalga selama proses kultivasi harus sangat diperhatikan diataranya:
1.
Cahaya
2.
Air
3.
Karbondoksida
4.
Mineral
dan Nutrien
Selama proses kultivasi terdapat fase
pertumbuhan mikroalga yaitu:
1.
Lag
or Induction Phase
2.
Exponensial
Phase
3.
Phase
of Declining Growth Rate
4.
Stationary
Phase
-
Pemanenan : pemanenan
mikroalga ini dilakukan dengan teknik flocculation
yaitu memisahkan mikroalga dengan media kultur cair dengan cara menggabungkan
dengan spesies mikroalga yang bersifat flukulan atau dapat juga disebut dengan
pengendapan. Setelah diendapkan kemudian dilakukan teknik filtration yaitu biomassa mikroalga dipisahkan dari media kultur
cair menggunakan kain/jarring penyaringan berdiameter kecil. Pemanenan
dilakukan pada saat akhir fase lag
DAFTAR PUSTAKA
ejournal.undip.ac.id/index.php/metana/article/download/3431/3078
Comments
Post a Comment
terima kasih atas kritik dan saran menbangunnya