Aplikasi Biorefineri Sumber Energi Alternatif yang Melimpah

ilustrasi energi alternatif. pixabay.com

Biodiesel, biorefineri, biofuel.

A. Generator Ringan Penghasil Biodiesel

Peneliti dari Universitas Purdue telah menciptakan kilang bahan bakar bio ringan, sebesar sebuah kendaraan van, yang mengubah makanan, kertas, dan sampah plastik menjadi listrik. Kilang bahan bakar bio ini memproses limbah yang beraneka ragam pada saat yang sama. Sampah makanan difermentasikan menjadi etanol dengan menggunakan ragi industri serta mengubah plastik, kertas, maupun residu sampah lainnya menjadi metana dan propane kualitas rendah yang menggunakan unit gas.

Sumber Gambar : https://www.google.co.id/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fjspower.co.uk%2Fproducts%2Fbio-diesel-generators%2F&psig=AOvVaw1IJB1F3KJQCCe2G2a1z_Pk&ust=1616767391190000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwiE3MeBzsvvAhUICCsKHfFsB7wQr4kDegUIARCaAQ

Gas dan etanol kemudian disalurkan ke pembakaran mesin disel yang menjadi sumber tenaga generator untuk menghasilkan listrik. Sistem ini sangat efisien dan dapat menghasilkan 90% energi lebih banyak dari yang dibutuhkan sistem ini sendiri, dengan sisa pembakaran abu yang tidak berbahaya. Walaupun dikembangkan untuk digunakan oleh militer, penciptanya berharap agar dapat digunakan oleh masyarakat sipil, seperti di daerah pemulihan bencana atau sebagai sistem pembangkit tenaga tambahan.

Sumber Gambar : https://www.google.co.id/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.flickr.com%2Fphotos%2Falachuacounty%2F6305729253&psig=AOvVaw0jYvb3FQI18qJoza1nq_b8&ust=1616768454190000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwibh7j80cvvAhWzl-YKHXKUBkUQjB16BAgAEAg

B. Mengubah Biomass dan Sampah Makanan Menjadi Energi

Profesor Ruihong Zhang di kampus Universitas California Davis telah mengembangkan pencerna anaerobik yang menggunakan bakteri untuk mengubah sampah makanan, sisa hasil panen, dan biomass lainnya menjadi gas hidrogen serta metana yang dapat dibakar untuk menghasilkan listrik atau digunakan sebagai bahan bakar kendaraan.

Sumber Gambar : https://www.google.co.id/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fugmmagatrika.wordpress.com%2F2013%2F11%2F28%2Fpembangkit-listrik-tenaga-biomassa-sampah%2F&psig=AOvVaw3njPOudqf_iqLAfsjmQb07&ust=1616768799680000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwj4mJeh08vvAhW60HMBHaejCmwQr4kDegUIARCuAQ

Proyek Energi Biogas dimulai oleh universitas tersebut dan dianggap sebagai alat peraga berskala besar yang pertama dari teknologi ini di Amerika Serikat. Setiap ton sampah makan dapat menghasilkan energi yang cukup untuk menghasilkan listrik bagi 10 rumah di Kalifornia setiap hari. Sistem yang dikembangkan Profesor Zhang berbeda dari pencerna anaerobik lainnya yang dibiasanya digunakan di sarana pengolahan air kotor dan peternakan. Sistem ini dapat memproses lebih banyak macam benda padat dan sampah cair, termasuk sisa makanan, sampah pekarangan, rabuk hewan, dan jerami padi. Dibandingkan dengan sistem lainnya, sistem ini lebih efisien serta hanya memerlukan setengah dari waktu yang biasanya diperlukan untuk mengubah sampah menjadi energi. Lebih jauh lagi sistem ini menghasilkan dua gas bersih-hidrogen dan metana, sementara sistem yang lain hanya menghasikan metana.

Sumber Gambar : https://www.google.co.id/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.biru.or.id%2F2017%2F03%2F19%2F3180%2Fmengubah-biogas-menjadi-listrik.html&psig=AOvVaw3njPOudqf_iqLAfsjmQb07&ust=1616768799680000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwj4mJeh08vvAhW60HMBHaejCmwQr4kDegQIARA1

C. Potensi Biodiesel: Microdiesel: Escherichia coli engineered for fuel Production

Sejauh ini, salah satu kendala yang dihadapi oleh segenap ilmuwan sekaligus para praktisi di bidang biodiesel adalah fakta bahwa semakin besar produk biodiesel yang diharapkan, berbanding lurus dengan semakin luas pula yang dibutuhkan untuk menanam tanaman yang berfungsi sebagai subtratnya. Hal inilah yang mendasari munculnya anggapan di kalangan khalayak bahwa biodiesel merupakan salah satu penyebab utama yang mempercepat laju pemanasan global. Namun saat ini, beberapa kelompok ilmuwan telah berhasil menemukan sebuah metode yang mana diharapkan metode ini kelak dapat menjadi solusi atas permasalahan di atas yaitu dengan menggunakan bakteri E.coli.

Sumber Gambar : Plasmid Microdiesel. Rep merupakan origin of replication, AmpR adalah ampicillin-resistance gene, PLacZ 1 dan 2; Promotor gen LacZ, pdc; adalah gen pengkode enzim pyruvate decarboxylase dari bakteri Z. Mobilis, adhB adalah gen pengkode alcohol dehydrogenase juga dari bakteri Z. mobilis, sedangkan gen atfA (WS/DGAT) berasal dari bakteri A.baylyi. (https://www.google.co.id/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.researchgate.net%2Ffigure%2FMap-of-plasmid-pMicrodiesel-Relevant-characteristics-rep-origin-of-replication-Amp-R_fig1_6843168&psig=AOvVaw31dSHUoRqiECwXD-2MN8tf&ust=1616769498927000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwjT6s3u1cvvAhV-2nMBHVkiCOkQr4kDegQIARAw)

Penggunaan E.coli sebagai pengganti tanaman tentu saja memberikan sedikit angin segar atas berbagai permasalahan lingkungan yang selama ini senantiasa mengiringi usaha produksi biodiesel. Untuk memperoleh kemampuan E.coli sehingga bisa digunakan dalam penelitian ini diperlukan beberapa tahapan, yaitu: rekayasa genetik terhadap E.coli yang dilakukan dengan menginsersikan plasmid pLOI297 yang mengandung gen pengkode pyruvate decarboxylase (pdc) dan alcohol dehydrogenase (adhB) yang berasal dari bakteri Zymomonas mobilis ke dalam plasmid pUC18 bakteri yang letaknya colinear dengan promotor LacZ, serta menginsersikan gen pengkode acyltransferase (gen WS/DGAT) dari Acinetobacter baylyi strain ADP1 ke dalam plasmid pUC18 bakteri E.coli pada bagian pBluescriptKS2 atau BBRIMCS-2.

Enzim Asiltransferase WS/DGAT yang diambil dari bakteri A. baylyi strain ADP1 memiliki kemampuan untuk mengkatalis reaksi pemanfaatan etanol sebagai substrat akseptor asil (acyl accptor substrate). Bakteri E.coli TOP10 tidak akan mampu menghasilkan alkohol dalam kondisi anaerobik. Oleh karena itulah, pada percobaan ini digunakan gen atfA yang mengkode enzim WS/DGAT yang tetap mampu menghasilkan alkohol meskipun dalam kondisi lingkungan anaerobik dengan kombinasi dari produk ekpresi gen lainnya yaitu pyruvate decarboxylase (produk gen pdc) dan alcohol dehydrogenase (produk gen adhB).

Dengan adanya Potensi dari E. Coli dan kemampuan bakteri merubah energi dari biodesel, maka diharapkan pemecahan dari aktivitas bakteri E.Coli akan mengubah bentuk susunan kimia diesel menjadi lebih jernih dan tidak merusak lingkungan, hal inilah akan terus dikaji ulang agar inovasi teknologi dapat menguragi pencemaran lingkungan pada masa depan.

REFRENSI

Thieman and Palladino. 2013. Introduction to Biotechnology. San Francisco: Benjamin Cumming.

Yuwono, Triwibowo. 2006. Bioteknologi Pertanian. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta