Microorganisms and Biofuel

Biofuels

  • Bioethanol, n-butanol dll.: pengganti bensin
  • Biodiesel: pengganti minyak diesel
  • Biogas: gas metana atau hidrogen dan pengganti gas alam


Bioethanol

  • Dibuat dari pati (di US biasanya sisa pegolahan gula tebu, jagung), diubah dulu menjadi gula, lalu diubah menjadi ethanol
  • Sekarang dicoba membuat dari cellulosa (rerumputan, batang padi/gandum, limbah domestic dan kertas) karena lebih efisien dan mampu menurunkan emisi CO2 lebih banyak.
  • Pengolahan bioethanol dari selulosa lebih rumit daripada dari pati atau bahan berkarbohidrat sederhana.


Next generation of biofuel

  • Terbuat dari lignocellulose, dengan reaksi biokimiawi atau thermokimiawi
  • Reaksi biokimiawi perlu memecah bagian selulose menjadi gula oleh larutan asam (pekat atau encer) suhu tinggi atau Trichoderma spp./jamur perombak selulosa. Biayanya masih mahal
  • Gula kemudian diubah menjadi ethanol oleh yeast. Kendalanya, yeast roti tidak bisa tumbuh baik di gula hasil perombakan selulosa
  • Jadi…………………bagaimana caranya supaya proses efisien??



Mikroorganisme dan perbaikannya

  • Saccharomyces cerevisiae
  • Esccherichia coli
  • Gen-gen yang mencirikan produksi isopropanol dan butanol pada Clostridium dapat diekspresikan oleh E. coli
  • E. coli juga memproduksi isopentanol
  • E.coli dan S. cerevisiae bisa untuk sintesa biodiesel
  • Cyanobacteria dan algae juga bisa menghasilkan biodiesel
  • Gen-gen yang merombak xylose dari Pichia stipitis dapat dipindahkan ke E. coli untuk produksi ethanol
  • Candida spp., Hansenula spp.
  • Trichoderma spp., Clostridium spp. Cellulomonas spp., Bacillus spp., Aspergillus spp, merombak selulosa
  • Gen-gen yang mencirikan produksi enzim amilolitik dari Rhizopus oryzae (glukoamilase), Bacillus stearothermophilus (a-amilase) disisipkan ke gen pada yeast untuk mencerna pati.



Biodiesel

Alga

  • Alga banyak memproduksi PUFA (polyunsaturated fatty acids)
  • Chlorophyceae (alga hijau), Paheophyceae (alga coklat), Chrysophyceae (alga kuning-coklat), Bacillariophyceae (diatom), Rhodophyceae (alga merah), Pyrrophyceae (diniflagelata).


Proses transesterifikasi

  • Proses transesterifikasi perlu untuk menurunkan kekentalan minyak bahan mentah biodiesel
  • Proses ini bisa dilakukan dengan menggunakan alkohol, asam sulfat, fosfat, khlorida dan asam organik yang mengandung sulfur
  • Bisa juga dilakukan menggunakan mikroorganisme yang memproduksi lipase, misalnya Candida spp., Rhizopus oryzae, R. chinensis.
  • Immobilised enzim juga bisa digunakan.



Reaksi thermokimiawi (gasifikasi dan pyrolysis)

  • Gasifikasi: selulosa dipanaskan pda suhu tinggi (600-1100°C), sedikit oksigen, sehingga menjadi gas-gas ‘syngas’ terutama CO, CO2, H2, methana. Syngas itu dijadikan gas hidrogen, methanol, dimethylether, diesel dan bensin sintetik .
  • Gasifikasi bisa memproses lignin, sehingga proses konversi biomasa ke biofuel lebih efisien
  • Proses gasifikasi mirip dengan proses batu bara, jadi bisa memakai infrastruktur untuk batu bara.
  • Pyrolysis adalah reaksi pengubahan selulosa dan lignin menjadi cairan (‘bio-oil’) dan padatan (‘bio-char’) dan gas-gas
  • Pyrolysis dilakukan dengan pemanasan 500°C beberapa detik
  • Bio-oil tidak terlalu cocok untuk dipakai untuk kendaraan (tidak tercampur dengan petroleum), hanya untuk mesin
  • Bio-char dipakai untuk memperbaiki kesuburan tanah (menahan CO2)








Terdapat kesamaan kepentingan antara tumbuhan, tanah dan air untuk produksi biofuel. Oleh karena itu, dicari tumbuhan non pangan, limbah pertanian, macroalgae (Chlorella spp.)
Konflik kepentingan itu bisa menaikkan aktifitas pertanian, dan memperbaiki ekonomi petani
Macroalgae menghasilkan biodiesel lebih banyak (90,000 l/ha) daripada kedele (1200 l/ha) atau minyak kelapa (6000 l/ha).

One thought on “Microorganisms and Biofuel

Comments are closed.