Potensi Minyak Berbasis Mikroba Oleaginous sebagai Bahan Baku Biodiesel

Gambar 1. Proyeksi kebutuhan bahan bakar Indonesia berdasarkan roadmap “Indonesia Energy Mix 2025” (Sumber: Azahari, 2012)

JATINANGOR, 2017 – Dewasa ini, isu pencemaran lingkungan, pemanasan global, dan perubahan iklim akibat emisi gas rumah kaca terkhusus dari pembakaran mesin berbasis baban bakar fosil, semakin menjadi perhatian dunia, termasuk Indoensia. Melalui kementrian ESDM, pemerintah Indonesia menerbitkan roadmap “Indonesia Energy Mix 2025” (Gambar 1) dalam UU no.5 tahun 2006 yang meregulasi penggunaan energi alternatif berbasis biomassa (jasad renik hayati) sebagai upaya diversifikasi energi dan minimalisasi dampak buruk penggunaan BBM berbasis fosil terhadap lingkungan. Berdasarkan regulasi tersebut, pada tahun 2025 angka konsumsi bahan bakar Indunesia, khususnya biodiesel diperkirakan akan mencapai 10,22 juta kL/tahun untuk berbagai sektor termasuk industri serta transportasi. Dengan demikian, perlu adanya pasokan biodisesel yang memadai guna mendukung program pemerintah RI sebagai upaya mewujudkan pembangunan berkelanjutan yang ramah lingkungan. Hal ini menjadi suatu peluang besar bagi para ilmuan dan teknokrat dari berbagai disiplin ilmu untuk mencari cara dalam memenuhi kebutuhan tersebut.

Sekilas Mengenai Biodiesel

Biodiesel merupakan suatu jenis bahan bakar cair dalam bentuk Fatty Acid Methyl Ester (FAME) atau senyawa metil ester dengan rantai asam lemak yang pangjang (Saluja dkk, 2016). Bahan bakar tersebut biasanya diperoleh dari reaksi transesterifikasi antara minyak nabati dengan alkohol (metanol atau etanol) yang dikatalisis oleh senyawa basa alkali (KOH atau NaOH). Biodiesel umumnya digunakan sebagai bahan bakar untuk kendaraan dengan spesifikasi mesin diesel atau setara dengan solar. Kualitas dari biodiesel ditunjukkan oleh beberapa parameter utama, di antaranya adalah angka setana (cetane number), angka penyabunan (saponification number), angka iodin (iod number), dan angka asam (acid nubmer). Hingga kini, standar untuk masing-masing parameter kualitas biodiesel telah dikodifikasi ke dalam berbagai bentuk dokumen, mulai dari standar ISO, ASTM, hingga SNI. Salah satu keunggulan bahan bakar tersebut adalah ramah lingkungan, karena bersumber dari bahan baku hayati yang terbarukan serta tidak menambah emisi gas CO2 ke atmosfer akibat adanya mekanisme resirkulasi karbon.

Biodiesel pada umumnya bersumber dari berbagai jenis minyak nabati. Beberapa sumber minyak yang paling sering digunakan sebagai bahan baku, di antaranya adalah minyak kelapa sawit, minyak kedelai, minyak kanola, minyak biji jarak pagar (jathropa), dan minyak biji bunga matahari (Leung dkk, 2010). Namun, Seiring dengan meningkatkanya populasi manusia dan jumlah lahan yang tidak akan bertambah luas, isu persaingan antara lahan pertanian dengan energi mulai diperdebatkan, sehingga penggunaan lahan untuk tanaman energi kian menuai kontroversi. Namun di tengah maraknya isu lahan pangan verseus energi, pemanfaatan minyak berbasis mikroalga semakin gencar dikembangkan sebagai alternatif dalam menengahi isu tersebut. Pasalnya orgaisme fotosintetik mungil tersebut dapat mengakumulasi minyak dalam taraf yang tinggi di dalam biomassanya serta mampu mereduksi jumlah karbon di udara secara bersamaan, ditambah lagi efektivitasnya dalam penggunaan lahan. Selain itu, baru-baru ini perhatian para ahli di bidang energi berbasis biomassa telah terpikat pula pada minyak berbasis mikroba oleaginous (MO) atau mikroba pengakumulasi minyak. Beberapa jenis mikroba telah terbukti mampu memproduksi minyak yang kemudian dapat diekstrak dan dimanfaatkan. Hingga kini, secara umum sumber bahan baku biodiesel telah sedemikian beragamnya, mulai dari minyak nabati berbasis tumbuhan, mikroalga, hingga mikroba oleaginous (MO).

Potensi Minyak Berbasis Mikroba

Gambar 2. Ragi Y. lypolytica strain YL-ad9 (Sumber: Qiao dkk, 2015)

Minyak berbasis MO biasanya didapatkan dari berbagai jenis mikroorganisme seperti bakteri, ragi, dan jamur (fungi). Beberapa contoh mikroba yang telah terbukti dapat menghasilkan minyak atau MO, di antaranya adalah Candida sp., Rhodosporium torulides, Cunninghamella echinulata, dan Yarrowiya lypolytica (Dong dkk, 2016). Satu di antara sekian banyak spesies MO yang masyhur diteliti serta dikembangkan adalah Yarrowiya lypolytica, suatu mikroba dari golongan ragi atau yeast. Sampai saat ini telah ditemukan jenis ragi dengan produktivitas lipid paling tinggi dari spesies Y. lypolytica, yaitu strain YL-ad9 (Gambar 2) yang dikembangkan oleh Qiao, dkk (2015). Strain ragi tersebut mampu mengakumulasi lemak hingga 55 g/L dengan produltivitas mencapai ±1 g/jam.liter atau setara dengan 24 g/hari.liter bioreaktor. Sehingga jika dikonversi dalam hitungan tahun, produktivitasnya akan berada pada kisaran 8.760 gram minyak per tahun per liter biorekator. Kapasitas total produksinya akan bergantung kepada volume total bioreaktor yang hendak diinstalasi.

Gambar 3. Perbandingan produktivitas minyak dari tumbuhan dan mikroalga (Sumber: http://www.microbiologysociety.org/)

Minyak berbasis MO menjadi salah satu alternatif baru yang unggul sebagai bahan baku biodiesel. Berdasarkan ulasan komperhensif yang dipaparkan oleh Qiao dkk, (2015) penggunaan MO sebagai agen penghasil minyak untuk bahan baku biodiesel memiliki berbagai keuntungan, di antaranya adalah pertumbuhan mikroba yang sangat cepat, kemampuan mengkonversi sumber karbon dengan efisien, proses ektraksi lebih mudah, dan yang paling penting adalah produktivitasnya yang sangat tinggi. Hal ini sangat kentara terlihat jika dibandingkan dengan penggunaan minyak nabati sebagai bahan baku biodiesel yang terbatasi oleh kebutuhan lahan yang tinggi, waktu pertumbuhan yang lama, serta produktivitas yang relatif jauh lebih rendah dibandingkan dengan minyak dari sumber lain (Gambar 3). Sementara penggunaan mikroalga, sebenarnya hanya terbatas oleh tingginya suplai air serta biaya proses pengeringan biomassa. Melalui penjelasan tersebut, dapat disimpulkan bahwa penggunaan minyak berbasis MO sangat berpotensi besar untuk dijadikan alternatif bahan baku biodiesel. Berbagai elemen penting di negara Indonesia, sudah saatnya untuk membuka ruang dalam memanfaatkan minyak berbasis MO sebagai bahan baku biodiesel, guna mendukung program diversifikasi energi pemerintah RI serta terwujudnya pengembangan berkelanjutan.  (MF)


Oleh: Mochamad Firmansyah

Referensi:

Anonim, http://www.microbiologysociety.org/

Azahari, H.L., 2012. New and Renewable Energy Policies. Confrence and exhibition EBTKE 2012.

Dong, T., Knoshaug, E.P., Pienkos, P.T. and Laurens, L.M., 2016. Lipid recovery from wet oleaginous microbial biomass for biofuel production: A critical review. Applied Energy, 177, pp.879-895.

Leung, D.Y., Wu, X. and Leung, M.K.H., 2010. A review on biodiesel production using catalyzed transesterification. Applied energy, 87(4), pp.1083-1095.

Qiao, K., Abidi, S.H.I., Liu, H., Zhang, H., Chakraborty, S., Watson, N., Ajikumar, P.K. and Stephanopoulos, G., 2015. Engineering lipid overproduction in the oleaginous yeast Yarrowia lipolytica. Metabolic engineering, 29, pp.56-65.

Saluja, R.K., Kumar, V. and Sham, R., 2016. Stability of biodiesel–A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 62, pp.866-881.

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *