Alga Sebagai Salah Satu Alternatif Bahan Baku Pembuatan Biodiesel

Alga Sebagai Salah Satu Alternatif  Bahan Baku Pembuatan Biodiesel

Alga adalah salah satu organisme yang dapat tumbuh di perairan. Alga biasanya ditemukan pada tempat-tempat yang lembab atau benda-benda yang sering terkena air dan banyak hidup pada lingkungan berair. Alga dapat hidup hampir di semua tempat yang memiliki cukup sinar matahari, air dan karbondioksida. Alga dapat berkembang pada air laut dan air tawar, bahkan pada daerah yang basah dan lembab seperti pegunungan dan derah salju. Alga adalah tumbuhan yang paling efektif proses fotosintesisnya walaupun sinar matahari terhalang oleh permukaan air.

Ada 3 komponen zat utama yang terkandung dalam alga, yaitu (1) Karbohidrat, (2) protein, dan (3) Triacyglycerols. Karbohidrat dapat difermentasikan menjadi alkohol, protein dapat diolah menjadi produk makanan dan kecantikan, dan Triacyglycerols dapat diubah fatty acid. Alga dapat diproduksi menjadi makanan yang dikonsumsi manusia, makanan ternak, dan pupuk. Alga mengandung unsur N (nitrogen), O (oksigen), S (Belerang), P (phosphate), dan C (karbon). Alga memainkan peranan penting dalam bioteknologi, seperti menyerap polusi dan pencemaran yang berlebihan.

 

Manfaat dari alga salah satunya sebagai sumber energi. Algae mempunyai rendemen minyak yang cukup tinggi dan minyak ini dapat dimanfaatkan sebagai biofuel seperti biodiesel.

Salah satu bahan utama yang terdapat di dalam alga adalah fatty acid  (asam minyak nabati) yang terdiri dari senyawa triacyglycerol, yang besarnya tergantung pada masing-masing jenis alga. Kandungan vegetable oil (minyak nabati) dari beberapa jenis alga dapat mencapai lebih dari 50 %. Fatty acid atau minyak nabati inilah yang selanjutnya akan diproses menjadi biodiesel.

Tiga komponen biomasa utama yang terkandung dalam alga adalah karbohidrat, protein, dan cairan yang disimpan dalam bentuk Triacyglycerols (TAGs). Karbohidrat dapat difermentasikan menjadi alkohol, protein dapat diolah menjadi  produk makanan dan kecantikan, dan TAGs dapat digunakan untuk memproduksi bermacam-macam bahan kimia, salah satunya adalah fatty acid. Kandungan fatty acid dalam alga sangat besar. Beberapa jenis alga mempunyai kandungan fatty acid lebih dari 60 %.

Komponen utama alga yang digunakan sebagai bahan baku biodiesel adalah fatty acid (asam minyak). Semakin besar kandungan fatty acid dalam suatu bahan maka semakin besar biodiesel yang akan dihasilkan.  Untuk mendapatkan biodiesel maka  dilakukan proses esterifikasi dengan katalisator asam atau basa, yang menghasilkan methyl ester. Methyl ester inilah yang selanjutnya disebut sebagai biodiesel.

Untuk membuat biodisel tidak hanya diperlukan bahan baku saja, tetapi juga diperlukan alkohol (methanol atau ethanol), yang jumlahnya sekitar 10 % dari campuran. Alkohol berguna untuk menurunkan viskositas minyak nabati dengan proses esterifikasi, sehingga biodiesel mempunyai sifat-sifat yang mirip dengan minyak diesel.

Keuntungan dari pengembangan alga sebagai biodiesel adalah methanol atau alkohol yang digunakan untuk proses esterifikasi dapat diproduksi dari alga itu sendiri. Hal ini dilakukan dengan cara fermentasi karbohidrat yang terkandung dalam alga. Karbohidrat yang difermentasikan merupakan sisa dari proses ekstraksi (alga menjadi fatty acid). 

Beberapa perkiraan menunjukkan bahwa mikroalga mampu memproduksi hingga 15.000 galon minyak per hektar setahun. Minyak ini dapat dikonversi menjadi bahan bakar, bahan kimia dan bahan penting lainnya.

Mikroalga, khususnya, memiliki beberapa karakteristik menarik dalam konteks energi dan biofuel:

1. Mereka memberikan hasil panen yang jauh lebih tinggi dari biomassa dan bahan bakar lainnya, 10-100 kali lebih tinggi dibandingkan dengan hasil panen tanaman penghasil energi lainnya.
2. Mereka dapat tumbuh di bawah kondisi yang tidak cocok untuk memproduksi tanaman-tanaman konvensional.
3. Mikroalga mampu memperbaiki CO₂ di atmosfer, sehingga memfasilitasi pengurangan peningkatan kadar CO₂ di atmosfer, yang sekarang dianggap sebagai masalah global.
4. Biofuel alga tidak beracun, tidak mengandung belerang, dan sangat biodegradable.
   
   
   Proses Pembuatan Biodiesel dari Alga.
   Sebelum diproses menjadi biodiesel alga harus diekstraksi terlebih dahulu menjadi minyak nabati. Ada beberapa tahapan untuk  mendapatkan biodiesel dari alga , yaitu :
   1. Pengeringan.
   2. Ekstraksi Alga menjadi minyak nabati.
   3. Esterifikasi minyak nabati menjadi Methyl ester.
   
   
   Proses yang harus dilakukan sebelum membuat alga menjadi biodiesel adalah ekstraksi alga menjadi minyak nabati. Minyak inilah yang selanjutnya diproses menjadi biodiesel dengan cara esterifikasi.
   
   
   Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mengubah alga menjadi minyak nabati, yaitu Could press, Hexane Solvent oil Extraction, dan Supercritical Fluid Extraction. Could press mempunyai efisiensi sekitar 70%. Hexane Solvent oil Extraction efisiensinya mencapai 92 %, sedangkan Supercritical Fluid Extraction efisiensinya dapat mencapai 100 %.
   
   
   Dari ketiga cara diatas pengepresan merupakan cara yang paling mudah dan murah. Estraksi alga dengan could press sangat cocok dipakai untuk produksi dalam skala kecil. Proses pengepresan mempunyai efisiensi rendah karena untuk mendapatkan minyak, alga yang sudah dikeringkan dipress sehingga hancur. Cairan minyak nabati bersih yang dihasilkan sekitar  70% dari jumlah minyak yang terkandung dalam alga. Sedangkan sisanya masih bercampur dengan sisa ekstraksi yang berupa karbohidrat.
   
   
   Untuk menyerap minyak yang masih bercampur dengan karbohidrat. Kemudian minyak dipisahkan dari Cyclohexane dengan cara distilasi (penyulingan). Dengan proses ini, hasil akhir proses ekstraksi dapat mencapai 99 %.
   
   
   Setelah alga diolah menjadi menjadi minyak nabati, maka proses selanjutnya adalah esterifikasi. Untuk merubah minyak nabati menjadi biodiesel dapat dipakai perbandingan campuran yang digunakan, yaitu minyak nabati 87 %, Alkohol 12%, dan katalis 1%. Campuran ini kemudian dimasukkan kedalam reaktor untuk dipanaskan sampai suhu 150 derajat Fahrenheit selama 1 sampai 8 jam. Proses esterifikasi ini akan menghasilkan methyl ester 86 %, alkohol 4 %, fertilizer 1%  (pupuk), dan gliserin 9 %.
   
   
   Referensi :
   Algae Oil Extraction  http://www.oilalgae.com/algae/oil/extract/extract.html
   Graham, LE. and Wilcox, Lw.2000. Algae. Prentice-Hall. USA.
   
   
   Ludwig. K. 2006. Algae diesel. A preliminary study into the feasibility of creating biodiesel from algae. FinalReport. Industrial and Operations Engineering Interdisciplinary Engineering. University of Michigan-Ann Arbor.USA