Energi merupakan kebutuhan pokok yang sangat dibutuhkan di banyak sektor, salah satunya adalah transportasi. Salah satu sumber energi yang digunakan pada sektor transportasi adalah diesel. Diesel merupakan bahan bakar yang dihasilkan dari distilasi fraksi minyak bumi, yang terbentuk pada titik didih 250-400oC dan tergolong dengan panjang rantai karbon C15-C18. Diesel dapat dipasok dari bahan bakar fosil yang merupakan sumber energi tak terbarukan (unrenewable energy), yaitu apabila digunakan terus-menerus maka pasokan bahan bakar fosil akan semakin habis. Selain itu, diesel yang bersumber dari bahan bakar fosil bersifat tidak ramah lingkungan (Amini dan Susilowati, 2010), karena proses pembakarannya menghasilkan emisi gas berupa CO, CO2, NOx, SOx serta polusi udara lainnya. Emisi-emisi gas tersebut dapat memicu efek rumah kaca yang dapat menimbulkan permasalahan lingkungan (Demirbas dan Demirbas, 2011; Medeiros et al., 2015). Oleh karena itu, upaya untuk memperoleh sumber energi terbarukan (unrenewable energy) yang bersifat ramah lingkungan sangat diperlukan sebagai energi alternatif. Biodiesel patut dikembangkan sebagai bahan bakar alternatif, karena pada proses pembakarannya tidak menghasilkan senyawa aromatik (Chisti, 2007). Biodiesel merupakan suatu Fatty Acid Alkyl Ester (FAAE), misalnya Fatty Acid Methyl Ester (FAME) atau Fatty Acid Ethyl Ester (FAEE) yang dihasilkan melalui reaksi transesterikasi antara trigliserida dan alkohol dengan adanya suatu katalis asam, basa atau enzim (Banković-Ilić et al., 2012). Penggunaan minyak nabati seperti minyak jagung, minyak buncis, minyak kelapa dan minyak palm yang bersumber dari biomassa tanaman telah banyak dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk produksi biodiesel (Chisti, 2007). Tetapi, hal tersebut dapat mempengaruhi sektor pangan yaitu pada tingkat kebutuhan pokok masyarakat (Teresa et al., 2014). Agar keseimbangan sumber bahan pangan sebagai kebutuhan pokok masyarakat tetap dapat dipertahankan (Katiyar et al., 2017), maka perlu mengeksplorasi sumber bahan baku lainnya yang tersedia melimpah di alam untuk produksi biodiesel. Salah satunya adalah memanfaatkan minyak nabati yang terkandung pada biomassa mikroalga.
Mikroalga sangat memiliki potensi besar sebagai bahan baku produksi biodiesel karena mengandung kadar lipid yang tinggi. Hal tersebut ditunjukkan bahwa 70% berat basah suatu mikroalga menghasilkan kadar minyak sebesar 136.900 L/ha (Chisti, 2007). Mikroalga merupakan mikroorganisme uniseluler baik prokariot maupun eukariot yang bersifat fotoautrofik, yaitu membutuhkan CO2, nutrien dan cahaya selama fotosintesis berlangsung (Li et al., 2008; Li et al., 2008).
Salah satu jenis mikroalga yang dapat digunakan sebagai sumber bahan baku biodiesel adalah Chaetoceros calcitrans, yaitu mikroalga kelas Bacillariophyceae (Diatomophyceae), berwarna cokelat dan berukuran 6-8 µm (Falkowski dan Raven, 2007). Mikroalga ini relatif mudah dikultivasi (Lebeau dan Robert, 2003) karena selain melimpah di Indonesia, laju pertumbuhan mikroalga ini relatif cepat (Soeprobowati dan Hariyati, 2014). Chaetoceros calcitrans kaya akan kandungan lipid yang dapat dikonversi menjadi biodiesel.
Telah dilakukan produksi biodiesel (FAME) secara ex dan in-situ transesterifikasi dari Chaetoceros calcitrans melalui serangkaian penelitian penelitian yaitu kultivasi mikroalga, ekstraksi lipid dan konversi lipid menjadi biodiesel (FAME). Chaetoceros calcitrans dapat tumbuh dengan baik dalam media pertumbuhannya pada hari kelima dimana fase eksponensial tercapai pada hari tersebut dengan kepadatan sel tertinggi adalah 5,89×106 sel/mL dan berat kering sel sebesar 15 g/L (b/v). Ekstraksi lipid dari biomassanya dilakukan disrupsi sel terlebih dahulu melalui berbagai metode perlakuan awal sel secara fisik, salah satunya adalah metode kombinasi hydrothermal acid dan ultrasonikasi dimana diperoleh yield lipid sebesar 61,40% (b/b). Selanjutnya, lipid dikonversi menjadi FAME melalui reaksi transesterifikasi menggunakan metanol dan katalis H2SO4 6% (v/v) pada temperatur 60oC selama satu jam, dan diperoleh yield biodiesel (FAME) eks-situ sebesar 19,15% (b/b). Selain itu, juga dilakukan konversi biomassa Chaetoceros calcitrans menjadi FAME dengan cara dan kondisi yang sama dengan konversi lipid menjadi FAME, dan diperoleh yield biodiesel (FAME) in-situ sebesar 21,59% (b/b). Berdasarkan karakterisasi GC-MS pada biodiesel (FAME), konversi biodiesel tertinggi ditunjukkan oleh persentase total area puncak kromatogram sebesar 100% pada biodiesel eks-situ yang dihasilkan oleh transesterifikasi lipid dari kelompok pre-treatment sel kombinasi hydrothermal acid dan ultrasonikasi. Komponen utama FAME pada produk biodiesel dari biomassa mikroalga Chaetoceros calcitrans adalah metil oleat (C17H33COOCH3, C18:1(Δ9 )).
Penulis: Purkan Purkan
Link Paper:
P. Purkan, H. Nurlaila, A. Baktir, S. Hadi and W. Soemarjati. Microalgal Lipid From Chaetoceros Calcitrans And Its Conversion To Biodiesel Through Ex AND In-situ Transesterification. Rasayan J. Chem. 2022. Special Issue, 43-52. (http://doi.org/10.31788/RJC.2022.1558063).
