KARYA TULIS ILMIAH / PRODUKSI BIODIESEL DARI MIKROALGA BOTRYOCOCCUS BRAUNII UNTUK KETAHANAN ENERGI NASIONAL

 KARYA TULIS ILMIAH
PRODUKSI BIODIESEL DARI MIKROALGA BOTRYOCOCCUS
BRAUNII  UPAYA MENJAGA KETAHANAN ENERGI NASIONAL


  

Disusun oleh:





UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

PURWOKERTO










 
Endra Nugraha, Rapli Alpria Rakasiwi, Neneng Ade Mekah Sari Universitas Jenderal Soedirman

Abstrak

Kebutuhan  energi  yang  semakin  meningkat  menyebabkan  sumber  energi  semakin  berkurang. Hal  ini  mendorong  pencarian  sumber  energi  terbarukan  untuk  mengantisipasi  kelangkaan tersebut.  Pada saat ini bahan bakar nabati (BBN) yang tersedia mayoritas terdiri dari bioetanol yang dihasilkan dari molase atau pati jagung dan biodiesel yang dihasilkan dari tumbuhan penghasil minyak termasuk kedelai yang mampu mengurangi efek buruk pembakaran bahan bakar fosil. Penggunaan tumbuhan-tumbuhan tersebut untuk menghasilkan bahan bakar dikhawatirkan akan menimbulkan masalah ketahanan pangan.. Salah  satu  sumber  energi  baru  ialah  mikroalga yang diharapkan mampu menjadi pendekatan alternatif sumber bahan bakar nabati tanpa perlu mempengaruhi kestabilan pertanian dunia.  Mikroalga  memiliki  variasi  jenis  yang tinggi  dan  memiliki  potensi  besar  yang  dapat  dikembangkan  sebagai  bahan  pangan  dan  produk kimia  lainnya.  Mikroalga  sedang  dikembangkan  sebagai  penghasil  biodiesel  yang  dapat diandalkan  menggantikan  bahan  bakar  minyak  yang  bersumber  dari  fosil.  Beberapa  hasil penelitian  melaporkan  bahwa  spesies  mikroalga  seperti  Botryococcus  braunii  dapat menghasilkan  kandungan  minyak  sebesar  75%  berat  kering.  Langkah-langkah  dalam  menghasilkan  minyak  dari  B. braunii  yang  meliputi  metode  kultur walne, persiapan  biomassa mikroalga,  pemanenan  biomassa, ekstraksi  minyak dan transesterifikasi.  Kandungan  minyak  dari  B. braunii sebagian  besar terdiri  atas  hidrokarbon  (±15 - 76%  dari berat kering), yang  disebut botryococcene. Jenis  hidrokarbon  ini  sangat  potensial  sebagai  sumber  energi  biodiesel. Sehingga perkembangan biodiesel dapat menjaga ketahanan energi di Indonesia.

Kata Kunci : Biodiesel, Botryococcus Braunii, Hidrokarbon, Mikroalga



BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Beberapa  dekade  terakhir  permintaan  Bahan  Bakar  Minyak  (BBM) mengalami  peningkatan  Menurut  Agus  (2000)  total  suplai  BBM,  dikarenakan BBM  yang  berasal  dari  fosil  semakin  berkurang.  berdasarkan  data  Blueprint  Pengelolaan  Energi  Nasional  2005  –  2025  yang  dikeluarkan  oleh  Departemen  Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral  (DESDM)  pada  tahun  2005,  cadangan  minyak  bumi  di  Indonesia  pada  tahun  2004  diperkirakan  akan  habis  dalam  kurun  waktu  18  tahun  dengan  rasio cadangan/produksi  pada  tahun  tersebut.  Sedangkan  gas  diperkirakan  akan  habis  dalam  kurun  waktu  61  tahun  dan  batubara  147  tahun,  seperti  yang  diperlihatkan Tabel 1. di bawah ini.

Tabel 1 . Cadangan Energi Fosil


Isu perubahan iklim global telah melatarbelakangi negara-negara industri  maju  untuk melakukan upaya diversifikasi  energi  dengan  menciptakan  sumbersumber  energi  baru  dan  lebih  meningkatkan  penggunaan energi surya, air,  angin, serta sumber-sumber  energi  terbarukan  (renewable)  lain  yang  ramah lingkungan.   Salah satu bahan baku penghasil biodiesel yang  cukup  potensial  adalah  mikroalga.  Berbagai keuntungan untuk pengembangan mikroalga sebagai sumber energi alternatif telah dikemukaan oleh Verma et al., (2010) diantaranya  yaitu:  a). Memiliki struktur sel   yang  sederhana  dan  kemampuan  untuk mengendalikan  sel  tanpa mengurangi  produktifitasnya, b). Kemampuan  berfotosintesis  sangat tinggi, sekitar 3–8% sinar matahari  mampu  dikonversikan  menjadi  energi dibanding tanaman tingkat tinggi lainnya yang hanya sekitar  0,5%, c).  Memiliki siklus hidup yang pendek  (±1–10  hari),  d).  Kemam puan  untuk mensintesis  lemak  sangat  tinggi    40–86%  berat kering  biomassa),  e).  Kemampuan  bertahan  pada kondisi lingkungan yang ekstrim  (salinitas  tinggi atau lingkungan  yang  tercemar),  f).  Tidak  banyak membutuhkan  pupuk dan nutrisi, g). Tidak bersaing dengan produk pangan.
Banyak  penelitian  yang  mengkaji  keuntungan biodiesel  dibandingkan  dengan  bahan  bakar konvensional (fossil fuel). Menurut Hoffman (2003)  dalam Gao et al. (2009), perbedaan yang mendasar dalam penggunaan bahan  bakar  biodiesel dan fossil fuel  adalah  kemampuan  dalam  melumasi  mesin. Bahan bakar konvensional (fossil fuel)   membutuhkan sulfur untuk melumasi  mesin sedangkan biodiesel tidak  membutuhkan  kandungan  sulfur,  karena  itu biodiesel lebih ramah lingkungan.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan  latar  belakang  dan  permasalahan  di  atas,  dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :  
1.      Bagaimana  potensi  mikroalga Botryococcus Braunii sebagai bahan baku biodiesel?
2.      Bagaimana  proses media kultur mikroalga Botryococcus Braunii ?
3.      Bagaimana proses produksi biodiesel dari mikroalga Botryococcus Braunii?
4.      Bagaimana potensi biodiesel  mikroalga Botryococcus Braunii untuk menjaga ketahanan energi nasional?

1.3 Tujuan dan Manfaat

Tujuan dari penulisan ini adalah : 
1.      Mengetahui  potensi  mikroalga Botryococcus Braunii sebagai bahan baku biodiesel.
2.      Menjelaskan  penerapan  media kultur mikroalga Botryococcus Braunii yang efektif.
3.      Mengetahui  proses produksi biodiesel dari mikroalga Botryococcus Braunii.
4.      Mengetahui  potensi biodiesel  mikroalga Botryococcus Braunii untuk menjaga ketahanan energi nasional.

Manfaat yang ingin dicapai dalam penulisan ini adalah : 
1.      Bagi masyarakat 
Memberikan informasi kepada masyarakat mengenai potensi mikroalga botryococcus braunii sebagai bahan baku biodiesel dalam pencarian energi alternatif
2.      Bagi pemerintah 
Sebagai  rujukan  informasi  dan  referensi  bagi  pemerintah  dalam  upaya pengambilan kebijakan mengenai pengelolaan potensi mikroalga di Indonesia.
3.      Bagi Akademisi 
Memberikan  informasi  dan  referensi  terkait  potensi  mikroalga botryococcus braunii sebagai bahan baku biodiesel yang efektif untuk menjaga ketahanan energi nasional.
 


BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Mikroalga

Mikroalga  pada  umumnya  merupakan tumbuhan renik   berukuran   mikroskopik    (diameter  antara 3-30 μm)  yang  termasuk  dalam  kelas  alga  dan  hidup sebagai koloni maupun sel tunggal di seluruh perairan  tawar  maupun  laut.  Morfologi mikroalga berbentuk uniseluler  atau  multiseluler  tetapi  belum  ada pembagian  fungsi  organ  yang  jelas  pada  sel-sel komponennya.  Hal  itulah  yang  membedakan mikroalga  dari  tumbuhan  tingkat  tinggi  (Romimohtarto, 2004).
Mikroalga  diklasifikasikan  menjadi  em pat kelompok  antara lain: diatom  (Bacillariophyceae),  alga hijau  (Chlorophyceae),  alga emas (Chrysophyceae)  dan  alga  biru  (Cyanophyceae)  (Isnansetyo  & Kurniastuty,  1995).  Eryanto  et al. (2003) dalam Harsanto (2009)   menyatakan   bahwa  penyebaran habitat  mikroalga biasanya di air tawar (limpoplankton) dan air  laut (haloplankton).  Berdasarkan  distribusi vertikal di perairan,  mikroalga  dikelompokkan menjadi tiga yaitu hidup di zona euphotik (ephiplankton),  hidup di  zona  disphotik (mesoplankton),  hidup  di  zona aphotik (bathyplankton)  dan  yang  hidup  di  dasar perairan/ bentik  (hypoplankton).
 Mikroalga merupakan kelompok organisme yang sangat  beragam  dan  memiliki  berbagai  potensi  yang dapat dikembangkan sebagai  sumber  pakan, pangan, dan bahan kimia lainnya.  Kandungan senyawa pada mikroalga  bervariasi  tergantung  dari  jenisnya,  faktor lingkungan dan nutrisinya.  Pada Spirulina platensis yang dikultur dengan menggunakan media Walne kandungan  kadar  protein,  karbohidrat,  dan  lemak berturut-turut  adalah  50,05%;  15,48%;  0,5% (Widianingsih et al., 2008). Kandungan lemak ratarata sel mikroalga bervariasi antara 1–70% tetapi dapat mencapai 90%  berat kering  dalam kondisi tertentu (Spolaore et al., 2006). Beberapa  jar ingan  sel   mikroalga  dapat dipergunakan dalam pembedaan dan klasifikasi sesuai divisinya. Menurut  Graham  &  Wilcox  (2000),  ada empat  karakteristik  yang  digunakan  untuk membedakan  divisi  mikroalga  yaitu  tipe jaringan sel, ada tidaknya  flagella,  tipe komponen fotosintesa,  dan jenis  pigmen sel.  Selain itu, morfologi sel dan sifat sel  yang  menempel  baik  yang  berkoloni  ataupun filament  merupakan  informasi  yang  dapat  digunakan untuk  mengklasifikasikan  masing-masing kelompok mikroalga.
Selain dari  karakteristik  morfologi  (morphological characteristics),  komposisi  biokimia dan asam lemak pada  setiap  sel  mikroalga  dapat  juga  digunakan sebagai  pembeda  dari  masing-masing  spesies. Menurut  Li  &  Watanabe  (2001),  karakter-karakter taksonomi  seperti  wujud  filamen  dan  sel  akinete bersifat tidak mutlak untuk identifikasi karena akinete adakalanya tidak  ada dan wujud filamen mungkin bias berubah karena lingkungan  pada kondisi kultur. 
Mikroalga  sebagai  mikroorganisme  fotosintesis  telah  diteliti  menjadi  alternatif  sebagai  pengganti  komoditas  tanaman  darat  sebagai  sumber  penghasil  minyak  (Chisti,2007).  Dibandingkan  dengan  tanaman  darat  penghasil  minyak,  mikroalga  memiliki  produktivitas minyak yang lebih tinggi per satuan luas lahan yang digunakan (Gambar 1). 


Gambar 1. Yield  minyak  dari  tanaman  darat  dan  mikroalga  per  satuan  luas area  yang  digunakan

2.2 Botryococcus Brauni

Salah satu spesies  mikroalga yang cukup dikenal sebagai bahan biodiesel  adalah Botryococcus braunii. B. braunii  merupakan  tanaman  sel  tunggal  berwarna hijau,  banyak  dijumpai di  perairan danau,  tambak ataupun  perairan  payau  sampai  laut  (Metzger  & Largeau, 2005).  Kandungan klorofil (zat hijau daun)  B. braunii  mencapai  ±1,5–2,8%, terdiri dari klorofil a, b, dan c,  sehingga di permukaan  perairan tampak berwarna  hijau-coklat  kekuningan (Kabinawa, 2008). B. braunii memiliki inti sel dengan ukuran ±15–20 µm dan  berkoloni,  bersifat  non  motil  dan  setiap pergerakannya  sangat  dipengaruhi oleh arus perairan (Kabinawa, 2008).


Gambar 2. Botryococcus braunii (CFTRI-Bb1) (Dayananda et al., 2007).

2.3 Biodiesel

Biofuel adalah bahan bakar padat, cair, ataupun gas yang merupakan derivasi atau turunan dari biomassa organisme (Patil et al, 2008; Panggabean et al, 2010). Salah satu biofuel yang berasal dari biomassa organisme adalah biodiesel. Biodiesel adalah fatty acid methyl ester (FAME) yang berasal dari minyak nabati dan lemak/lipid hewani. Biodiesel yang berasal dari proses transesterifikasi ini dapat dipakai secara langsung ataupun dicampur dengan bahan bakar diesel lain untuk digunakan di dalam mesin diesel (Panggabean et al, 2010).
Biodiesel (metil ester) dapat dihasilkan melalui proses esterifikasi/transesterifikasi trigliserida. Transesterifikasi adalah penggantian gugus alkohol dari suatu ester dengan alkohol lain dalam suatu proses yang menyerupai hidrolisis menggunakan alkohol. Metanol lebih umum digunakan karena harganya lebih murah, walaupun tidak menutup kemungkinan untuk menggunakan jenis alkohol lainnya seperti etanol.
Transesterifikasi merupakan suatu reaksi kesetimbangan. Untuk mendorong reaksi agar bergerak ke kanan agar dihasilkan biodiesel (metil ester) maka perlu digunakan alkohol dalam jumlah berlebih atau salah satu produk yang dihasilkan harus dipisahkan. Reaksi transesterifikasi trigliserida dengan metanol untuk menghasilkan biodiesel (metil ester). Proses pembuatan biodiesel dari minyak kelapa sawit termasuk proses yang sederhana dengan komposisi minyak kelapa sawit 87%, katalis satu persen dan  alkohol 12%. Komposisi di atas akan menghasilkan biodiesel dari minyak kelapa sawit 86%, alkohol empat persen, gliserin sembilan persen dan endapan bahan anorganik 1% (Panggabean et al, 2010).

2.4 Ketahanan Energi Nasional

Indonesia  sendiri  saat  ini  mulai  dirisaukan  dengan  issu  habisnya  cadangan  minyak  bumi  dalam  20  tahun  mendatang.  Kondisi  ini  mendorong  Pemerintah  untuk  membuat energi roadmap untuk mengatasi krisis energi tersebut.  Dalam UU No 5/2006 disebutkan  bahwa  pemerintah  menargetkan  pada  tahun  2025  kebutuhan  energi  nasional  akan  disediakan  oleh  energy  baru  dan  terbarukan  (EBT)  sebanyak  17%,  sedangkan  sisianya  masih tergantung pada minyak 20%, gas 30% dan batubara 33%. Bahkan melihat potensi yang  ada  melalui  visi  25/25,  nilai  pemanfaatan  EBT  ini  ditingkatkan  menjadi  25%. Bioenergi termasuk energy dari biomasa diharapkan mampu memenuhi 5% dari EBT yang  telah  ditetapkan.  Pengembangan  energi  baru  dan  terbarukan  merupakan  salah  satu  kegiatan penunjang kebijakan energi nasional melalui intensifikasi dan diversifikasi energi.  Salah  sau  upaya  yang  dapat  dilakukan  adalah  dengan  mencari  sumber  energi  baru  selain energi fosil, tentunya energi yang dapat digunakan secara berkelanjutan.



BAB 3

METODE PENULISAN

3.1 Pendekatan Penulisan

Pendekatan karya tulis ini didasari dengan adanya permasalahan sebagai berikut:
1.      Potensi mikroalga botryococcus baraunii di Indonesia sangat melimpah.
2.      Kurangnya  informasi  dan  pengetahuan  masyarakat  mengenai pemanfaatan mikroalga sebagai bahan biodiesel.
3.      Kondisi energi di Indonesia semakin berkurang sehingga dibutuhkan energi terbarukan.

3.2 Sumber Penulisan

Jenis  data  yang  digunakan  dalam  penulisan  karya  tulis  ini  adalah  data primer dan data sekunder. Data primer  didapatkan dari hasil observasi di lapangan  dan  wawancara  dengan  pihak-pihak  terkait, yaitu peneliti dibidang pikologi dan dosen . Data sekunder bersumber dari jurnal ilmiah, makalah, skripsi  dan  media  internet  dengan  tetap  mencantumkan  sumber data.

1.3 Sasaran Penulisan 

Sasaran karya tulis ini yaitu untuk memberikan informasi kepada masyarakat Indonesia bahwa potensi mikkroalga terutama spesies botryococcus braunii sangat melimpah dan dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku biodiesel untuk menjaga ketahanan energi nasional.





BAB 4

PEMBAHASAN

4.1 Potensi Mikroalga Botryococcus Braunii  sebagai Bahan Baku Biodiesel

Spesies  B. braunii memiliki kandungan hirokarbon yang sangat tinggi yang mencapai ±15–76% dari berat kering (Metzger et al., 1985).  Hidrokarbon rantai  panjang dalam bentuk minyak atau triterpen tak bercabang dari spesies ini dikenal  dengan  nama  botryococcene  (Metzger  & Largeau, 2005;  Rao et al.,  2007)  sangat potensial sebagai  sumber  energi  atau  biodiesel (Tabel 2).  Menurut Dayananda et al. (2005)  produksi  hidrokarbon  dari B. braunii    berkisar  antara  2–8%  (berat  kering) tergantung  dari  kondisi  kultivasi  selama  proses pemeliharaannya. 

Tabel 2. Komposisi kandungan minyak pada beberapa spesies mikroalga


Sumber : Banerjee et al., 2002; Gouveia & Oliveira, 2009

4.2 Proses Kultur Mikroalga Botryococcus Braunii

Kultur biomassa B. braunii pada prinsipnya tidak berbeda  jauh  dengan  kegiatan  kultur  mikroalga spesies  lainnya.  Pada  kegiatan  kultur  mikroalga diperlukan beberapa tahapan  kultivasi  indoor  dan  semi outdoor sebelum dilakukan   kultur massal di system outdoor.  Kultivasi indoor  dapat  dilakukan  di media padat  (agar).  Tahapan selanjutnya adalah kultur di media cair  yang  diawali  dengan mengkultur mikroalga dalam   tabung  reaksi  steril  dan  diberi  pupuk. Selanjutnya  apabila  kepadatan  mikroalga  dalam tabung meningkat,  kultur dapat dipindahkan dalam media  dengan  volume  lebih  besar  (100–300  mL). Setelah  satu  minggu kultur dapat dipindahkan ke volume yang lebih besar  lagi (500–1000 mL). Demikian seterusnya  kultur   dilakukan   secara bertahap  dari  volume kecil ke volume  yang  lebih  besar  yaitu sampai 5000 mL.  Kultur  semi  outdoor menggunakan wadah  kultur  dengan  kapasitas  40  L  atau  100  L  dengan pencahayaan yang  tidak terlalu kuat.  Kultur dapat dilanjutkan  dengan  wadah yang kapasitasnya 1000 L. Selanjutnya  dengan volume yang  lebih besar  yaitu 10–1000 m3 yang dikenal  dengan kultur  skala massal. 
Mikroalga  B. braunii dapat  tumbuh  dalam  berbagai media yang  mengandung   cukup unsur  hara makro seperti N, P, K dan unsur  mikro lainnya dalam  jumlah relatif sedikit yaitu besi (Fe), tembaga (Cu), mangan (Mn),  seng (Zn),  silicon (Si), boron (B),  molybdenum (Mo), vanadium (V),  dan  kobalt (Co)  (Manahan,1984; Chumaidi  et al.,  1992).  Pupuk  sebagai  factor penunjang  pertumbuhan  sel  secara  normal memerlukan  minimal  16  unsur hara di dalamnya dan harus ada 3 unsur  mutlak,  yaitu nitrogen, fosfor, dan kalium  (Adhikari,  2004;  Higgins,  2004;  Manahan,1984).
Seperti  jenis  mikroalga  lainnya,  budidaya  B. braunii membutuhkan  air, cahaya, CO2 dan bahan-bahan  anorganik  sebagai  nutrisi.  Selain  itu, peningkatan  produktif itas  budidaya  B. braunii dipengaruhi  oleh  beberapa faktor antara lain pH, suhu, kadar  CO2,  cahaya,  dan  salinitas  yang  optimum (Banerjee et al., 2002). Salinitas merupakan factor lingkungan  yang  sangat  berpengaruh  terhadap pertumbuhan  dan  komponen biokimia  mikroalga  laut (Ghezelbesh  et al.,  2008).  Menurut  Susilowati  & Amini (2009),  B. braunii  dapat tumbuh  pada kisaran kadar garam 0–25 ppt dan tumbuh subur  pada 10 ppt. Dalam  penelitian  lebih  lanjut  dikemukakan  bahwa kelimpahan  dan laju  pertumbuhan B. braunii tertinggi terjadi  pada salinitas  5 ppt  yaitu dengan kelimpahan 6,9  log sel/mL  dan laju pertumbuhan 1,9/hari. Untuk memacu peningkatan  pertumbuhan sel dan kandungan minyaknya,  B. braunii  dikultur  didalam  bioreaktor dengan  penambahan  CO2  pada skala laboratorium.  Sedangkan kultur massal  B. braunii dilakukan  di  luar  ruangan  atau  ditambak  dengan penyinaran cahaya matahari langsung untuk proses sintesis.

Gambar 4. Media kultivasi biomassa mikroalga: (a) dengan bioreaktor  (Anon., 2007);  (b) kultur massal  mikroalga pada bak beton.

4.3 Produksi Biodiesel dari Mikroalga Botryococcus Braunii  

4.3.1 Biomassa B. Braunii

Pemanenan mikroalga seringkali masih menjadi kendala. Pada industri  komersial,  panen  biomassa yang   terbaik   dapat  dicapai  antara 0,3–0,5 g sel kering/L  atau 5 g sel kering/L; hal ini membuat panen mikroalga sangat sulit  dan mahal (Wang et al., 2008). Hulteberg et al. (2008),  mengemukakan  bahwa panen pada  mikroalga  spesies  B. braunii  paling  efisien menggunakan  flokulan  kimia  atau  modif ikasi penggunaan flokulan kimia,  karena  spesies  ini memiliki ukuran sel <10 µm.  Penggunaan flokulan  kimia  mampu mengendapkan biomassa sebanyak 80% (Andrews et al.,  2008).  Ludwig  (2006)  melaporkan  bahwa penggunaan flokulan mampu menghasilkan biomassa Sebesar 1–3%  dan  biaya  operasional  yang murah. Flokulan kimia dapat  digunakan  dengan menambah pH  pada  media  panen,  misalnya  penambahan potassium  hidroksida  yang mampu menambah pH sampai  mencapai  nilai  11  dan  natrium hidroksida menambah pH menjadi 9 (Hulteberg et al., 2008).
Pemanenan biomassa  B. braunii  dilakukan dengan modifikasi metode  flokulan  yaitu metode pengendapan dengan menggunakan bahan kimia  NaOH dengan perbandingan  1:1  (1 L mikroalga: 1 g NaOH)  (Amini, 2005b).  Pengendapan  dilakukan  selama  24  jam, kemudian baru dilakukan  pemisahan biomassa dan cairan jernihnya. Selanjutnya biomassa dapat dicuci dengan air  tawar  beberapa kali untuk menghilangkan kandungan garamnya,  kemudian  dilakukan  penirisan  menggunakan  kain  satin  selama  24  jam.  Pada metode ini  hasil  yang  diperoleh  berkisar  antara  3 g biomassa basah/L.  Pengeringan    biomassa  dilakukan dengan sinar matahari selama 3–4 hari  tergantung cuaca dan  selanjutnya biomassa bisa  disimpan di suhu  chilling  untuk  nantinya  dilakukan  proses ekstraksi.  Pada  Gambar  4  dapat  dilihat  panen  B. braunii  dengan menggunakan flokulan.



Gambar 5. Panen  biomassa mikroalga dengan flokulan

4.3.2 Ekstraksi Minyak dari Mikroalga

Menurut  McMichens  (2009)  metode  ekstraksi  minyak dari  mikroalga  mengguanakan  metode pelarut kimia minyak  dari   alga  dapat  di ambil  dengan menggunakan  larutan  kimia,  misalnya  dengan menggunakan  benzena,  ether,  dan  heksana. Penggunaan  larutan  kimia  heksana  lebih  banyak digunakan sebab  harganya  tidak terlalu mahal. Menurut Amini  (2005b),  larutan  heksana  dapat digunakan langsung untuk mengekstraksi minyak dari alga atau dikombinasikan dengan alat pengepres dengan tahapan  sebagai berikut:  setelah proses    ekstraksi  dengan  metode  pengepresan, ampas  (pulp)  biomassa  dicampur  dengan  larutan heksana untuk mengambil  sisa minyak alga.  Proses selanjutnya, ampas alga disaring dari larutan yang berisi  minyak  dan  heksana.  Untuk  memisahkan minyak  dan  heksana  dapat dilakukan proses distilasi. Kombinasi metode pengepresan dan larutan kimia dapat  mengekstraksi  lebih  dari  95%  minyak  yang terkandung  dalam  biomassa  (McMichens,  2009). 

4.3.3 Transesterifikasi

Minyak alga yang telah diekstrak dan sudah dipisahkan dari air, dilakukan proses transesterifikasi dengan mula-mula menjaga suhu minyak tersebut 60oC. Selanjutnya ditambahkan campuran metanol dan katalis NaOH 0,5%, di mana banyaknya methanol berdasarkan rasio molar 6:1 yaitu antara methanol dengan trigliserida , dan selanjutnya dikondisikan selama 0,5-1 jam. Selanjutnya biodiesel dipisahkan dari fraksi gliserol dengan cara ageing pula selama 3-5 jam, kemudian dinetralisir menggunakan asam asetat (CH COOH) 0,01% yang akan mengikat sisa katalis (NaOH) yang masih terdapat pada biodiesel, membentuk endapan berwarna putih sehingga mudah dipisahkan. Tahap berikutnya, dilakukan dilakukan pencucian terhadao biodiesel menggunakan air hangat hingga pH air cucian menjadi netral (Roliadi et al, 2012).


Gambar 6. Proses transesterifikasi biodiesel (Zhang et al., 2003)


4.3.4 Diagram Alir Produksi Biodiesel



Gambar 7. Diagram alir produksi Biodiesel dari Biomassa Mikroalga

4.4 Potensi Biodiesel  Mikroalga Botryococcus Braunii untuk Menjaga Ketahanan Energi Nasional

Minyak biodiesel dari B.braunii merupakan isoprenoid triterpenes dengan rumus  Cn H2n-10  turunan dari  asam lemak.  Nilai n mempunyai kisaran angka 30–37  sebagai  biodiesel  dari  unsur  hydrocracking gasoline type  hydrokarbon  (Frenz et al.,1989). Kandungan hidrokarbon pada B. braunii seperti pada Tabel 3 (Hillen et al.,1982). 


Tabel 3. Kandungan hidrokarbon B. braunii 

Sumber: Hillen et al., 1982
Biodiesel  sebagai  sumber  energi  terbarukan   memiliki  beberapa  keuntungan,  antara lain  (i)  bahan baku biodiesel dapat diperbarui    (renewable),  sehingga kontinuitasnya dapat terjamin  (ii) biodiesel  lebih aman dalam  penyimpanan,  (iii) mampu  melindungi mesin dan dapat  digunakan  pada  semua   mesin  diesel tanpa atau dengan modifikasi.  Biodiesel  dapat mengurangi emisi  udara  beracun  dan  bersifat  mudah  terurai atau biodegradable  (Knothe  et al.,  2006).  Penggunaan biodiesel  sebagai  bahan bakar memiliki keuntungan antara  lain  tidak  memerlukan  modifikasi  mesin, memiliki  angka  setana  tinggi,  ramah  lingkungan, memiliki daya  pelumas tinggi,  aman dan  tidak beracun (Sudrajat & Setiawan, 2003).  Selain itu  juga,  menurut Prihandana & Roy   (2006) emisi karbon monoksida (CO) yang  dihasilkan cukup  rendah. Perbandingan emisi  biodiesel   dengan  petrodiesel   pada mesin diesel  dapat  dilihat  pada Tabel 4. Persyaratan mutu biodiesel  di  Indonesia   sudah dibakukan  dalam  SNI-04-7182-2006,  yang  telah disahkan  dan  diterbitkan  oleh  Badan  Standarisasi Nasional (BSN) tanggal  22  Februari 2006. 
 

Tabel 4. Perbandingan emisi biodiesel, campuran biodiesel 10%, dan petrodiesel

 Sumber: Reksowardojo et al., (2005).

Gambar  5  menunjukkan  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan menunjukkan  kharakteristik alga biodiesel sesuai dengan standard diesel (Hadiyanto et al, 2012).

Gambar 8. Biodiesel dari mikroalga


BAB 5

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Kondisi  iklim  tropis  Indonesia  dengan  cahaya matahari  sepanjang  tahun  sangat  sesuai  untuk kehidupan  mikroalga  dan  pengembangannya. Mikroalga,  yang  tidak  bersaing  dengan  produk pangan,  sangat  prospektif  dikembangkan  sebagai bahan baku biodiesel  di Indonesia.  Salah satunya adalah  spesies  B. braunii  yang  sangat  berpotensi sebagai  bahan  baku  biofuel.  Kultur mikroalga menggunakan metode walne yang lebih efektif. Proses produksi biodiesel B. Braunii diawali biomassa mikroalga, ekstraksi minyak, pengepresan, destilasi, dan transesterifiikasi untuk mendapatkan biodiesel murni. B. Braunii memiliki hidrokarbon  rantai panjang  dalam  bentuk  minyak  atau  triterpen  tak bercabang  dari  spesies  ini  dikenal  dengan  nama botryococcene  sangat  potensial  sebagai  sumber energi  atau  biodiesel.  Perkembangan biodiesel ini mampu menjaga ketahanan energi Indonesia untuk masa yang akan datang.

5.2 Saran

Perlu adanya pengkajian dan tindakan lebih lanjut dari berbagai pihak terkait untuk mengatasi permasalahan energi di Indonesia dengan meneliti potensi alam  terutama mikroalga yang sangat melimpah di perairan Indonesia untuk dijadikan sebagai bahan baku biodiesel yang potensial sehingga mampu menjaga ketahanan energi nasional.

BACA JUGA: CONTOH KARYA TULIS ILMIAH - Pemberdayaan Ekonomi Berbasis Masjid Terintegrasi Menuju Indonesia Madani
  

DAFTAR PUSTAKA


Adhikari.  2004.  Fertilization,  soil  and  water  quality  man-agement  in  small   scale  ponds:  Fertilization  require-ments  and  soil  properties.  http://library.enaca.org/ AquacultureAsia /Articles / Oct-Dec-2003 /9fertilization.  pdf. Accessed  on   Agustus  27,  2014.
Agus,  S.D.  2000.  “Cadangan  Energi.  Kebutuhan  Energi  dan  Teknologi  Masa  Depan”.  Statistik.2013.Produksi  Buah-buahan  dan  Sayuran  Tahunan   Di Indonesia. http://www.bps.go.id . Diakses 2 Agustus 2014.
Amini,    S.    2005b.    Budidaya   Chlorella  sp.  Prosiding Seminar Nasional
                Perikanan Indonesia 2005. Jakarta: STP.  322–330
Amini.  S.  2005 a.  Skrining  mikroalga-penghasil kandungan    asam      lemak omega    3.   Prosiding Seminar Nasional Perikanan Indonesia 2005.  STP. Jakarta.  269–275
Andrews, R., Kunlei L., Mark C., Czarena C., and Aubrey S.  2008.  Feasibility   of  capture  and  utilization  of  C02 from    kentucky      power    plants   by  algae  systems. Technical  Review of the Literature Related to the 31  Squalen Vol. 5 No. 1, Mei 2010 Cultivation  and Harvesting of Algae for  CO2 Fixation and  the  Co-Production  of Fuels and Chemicals.  University of Kentucky. USA. 21 pp.
Banerjee, A., Sharma, R.,  Chisty, Y., and  Banerjee,  U.C. 2002.    Botryococcus  braunii: A  renewable  source  of hydrocarbons  and  other  chemicals. 
                Critical Reviews in Biotechnology. (22) 3: 245–279
Chisti,  J.,  2007,  Biodiesel  from  microalgae. Cisneros : Biotechnology 
                Advances,  (25)  294-306
Dayananda, C., Sarada, R.,  Komar, V., and Ravishankar, G.A.  2007.  “Isolation     and  characterization  of  hydro-carbon  producing  green  alga   Botryococcus braunii from  Indian  freshwater  bodies” .  Electronic  Journal of Biotechn ology. 1(10 ) : 8 0 –9 1 . http://www. ejbiotechnology.  info/content/vol10/issue1/full/11/ 11.pdf. Accessed  on Agustus  27,  2014. Frenz,  J.,  Largeau, C.,  Casadevall, E.,  Kollerup, F.,  and Daugulis, A.J .  1989.   Hydrocarbon  recovery  and biocompatibility  of    solvents    for     extraction   from  cul-tures  of    Botryococcus braunii.  Biotechnology  and Bioengineering. 34  (6):  755–762.
Gao, Y., Gregor, C., Liang,  Y.,  Tang, D., and Tweed, C.2009.  Algae Biodiesel.              A  Feasibility Report on BPRO 29000. 43 pp.      
Ghezelbesh, F.,  Farboodnia, T., Heidari,  R., and Agh,  N. 2008.  Effects  of   different  salinities  and  luminance  on growth  of  the  green  microalgae   Tetraselmis chuii. Research Journal of Biological Sciences. 3 (3): 311
                314.
Graham,  L.E.  and  W ilcox,  L.W.  2000.  Algae.  USA: Prentice-Hall,  p. 78–89.  Hillen,  L.W.,  Pollard, G., Wake, L.V., and White, N. 1982. “Hydrocracking  of  the oils of  Botryococcus braunii  to transport  fuel”.  Biotechnology and   Bioengineering  24: 193–205. http://www3.interscience.wiley.com/cgi bin/ abstract/107620334/. Accessed on Agustus 27, 2014
Hulteberg, C., Karlsson, H.T.,   Børresen, B.T., and Eklund, H.  2008.  Final  Report  on  Biodiesel Production from Microalgae.    Presented    to     Statoil Hydro ASA  Oslo, Norway May 16, 2008. 88 pp.
Isnansetyo,  A.  dan  Kurniastuty.  1995.  Teknik Kultur Fitoplankton dan  Zooplankton.  Yogyakarta: Kanisius. 
Kabinawa,  I.N.K.  2008.  Biodiesel  energi  terbarukan  dari mikroalga.  Warta  Pertamina.  (9):  31–35. Kementerian  ESDM,  2013.  “Program  Desa  Mandiri  Energi“ . Sumber :  (http://www.indonesia.go.id/)  di akses tanggal 17 Agustus 2014.
Knothe,  G.  2006.  Analyzing  biodiesel:  standards  and pother  methods.              Journal  American Oil Chemical Society. 83 (10): 823–833.
Li, R. and Watanabe, M.M.  2001. Fatty acid profiles and their    chemotaxonomy   in    planktonic    species    of Anabaena  (Cyanobacteria)  with  straight   trichomes. Phytochemistry. 57:  727–731.
Manahan,    E.S.  1984.    Environmental  chemistry.    4th Edition.  Brooks /Cole. 
                Monterey: Publishing  Company 612  pp.
McMichens, R.B. 2009. Algae as a Source for Biodiesel. Paper  of  University  of   Maryland : College  Park  library (unpublished).  40  pp.
Metzger, P. and Largeau, C. 2005. Botryococcus braunii: a  rich    source    for    hydrocarbons    and  related  ether lipids.  Application Microbiology  Biotechnology.  (66) 5:  486–496.
Patil,  V.,  Tran,  K.Q.,  and  Giselrod,  H.R.  2008.  Towards sustainable   production  of  biodiesels  from microalgae. Int. J. Mol. Sci. (9):  1158–
                1195.
Prihandana,  R.  dan  Roy  H.  2006.  Petunjuk Budi Daya Jarak Pagar. Jakarta:  Agro Media Pustaka 72 pp.
Rao,  A.R.,  Dayananda,  C.,  Sarada,  R.,  Shamala,  T.R., Ravishankar,     G.A. 2007. Effect of salinity on growth of green alga Botryococcus . Paper             of  University  of       Maryland : College  Park  library (unpublished).          Romimohtarto,  K.  2004.  Meroplankton Laut:Larva Hewan Laut yang Menjadi       Plankton. Jakarta : Djambatan 214 pp.
Spolaore,  P.,  Joannis-Cassan,  C.,  Duran,  E.,  Isambert, A.  2006.  Commercial   applications  of  microalgae. Journal of Bioscience and Bioenginering,   101:  87– 96.
Sudrajat  dan  Setiawan,  D.  2003.  Teknologi  pembuatan biodiesel  dari  minyak  biji  jarak   pagar.  Jurnal Penelitian Hasil Hutan.  23:  53–68.
Verma, N.H., Mehrotra, S., Amitesh Shukla, A., and Mishra, B.N.    2010.   Prospective     of    biodiesel    production utilizing  microalgae  as  the   cell  factories:  A  compre-hensive  discussion.  African Journal of  Biotechnol-ogy. 9 (10): 1402–1411.
Widianingsih, A., Ridho, R., Hartati, dan Harmoko. 2008. Kandungan  nutrisi   Spirulina platensis  yang  dikultur pada media yang berbeda. Ilmu  Kelautan. 13 (3) :167
Zhang,    Y.,    Dube,    M.A.,  McLean,  D.D.,  and  Kates,  M. 2003.  Biodiesel   production  from  waste  cooking  oil: proc ess  design  and  tec hnologic  al  assesment. Biosource Technology. 89: 1–16.

Berlangganan update artikel terbaru via email:

Iklan

Iklan pulsa anita

Sponsorship