ISSN: 1907-9931 (print), 2476-9991 (online)
Mikroalga: Sumber Energi Terbarukan Masa Depan MICROALGAE: FUTURE RENEWABLE ENERGY SOURCES

## Sarman Oktovianus Gultom
Jurusan Teknologi Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Papua Jl. Gunung Salju Amban, Manokwari, 98314, Indonesia
Corresponding author e-mail: sarmangultom82@gmail.com
Submitted: 24 Maret 2018 / Revised: 02 November 2018 / Accepted: 02 November 2018
http://doi.org/10.21107/jk.v11i1.3802

## ABSTRACT
The discovery of renewable fuel sources is critical to address the problem of limited fossil fuel energy in meeting  the  increasing  energy  demand.  In  addition,  the  use  of  renewable  fuels  is  expected  to  reduce environmental pollution that has been sourced from CO 2 emissions of fossil fuel combustion. One of the future renewable alternative fuel sources is the microalgae. Development of microalgae as a renewable energy source continues to be done because it has advantages over other energy sources, such as high biomass production rates, not competing with foodstuffs, and does not require extensive land for growth. This  Thechnilcal  review  is  directed  to  provide  information  on  the  development  and  utilization  of microalgae as a renewable alternative energy source, including harvesting technologies and microalgae convertion into fuel.
Keywords: microalgae, biodiesel, cultivation, energy

## ABSTRAK
Penemuan sumber bahan bakar terbarukan sangat penting untuk menjawab permasalahan keterbatasan energi  bahan  bakar  berbasis  fosil  dalam  memenuhi  kebutuhan energi  yang  terus  meningkat.  Selain  itu, penggunaan  bahan  bakar  terbarukan  diharapkan  dapat  mengurangi  pencemaran  lingkungan  yang selama ini bersumber dari emisi gas CO 2 hasil pembakaran bahan bakar fosil. Salah satu sumber bahan bakar  alternatif  terbarukan  masa  depan  adalah  mikroalga.  Pengembangan  mikroalga  sebagai  sumber energi  terbarukan  terus  dilakukan  karena  memiliki  keuntungan  dibandingkan  sumber  energi  lainnya, seperti  laju  produksi  biomassa  yang  tinggi,  tidak  berkompetisi  dengan  bahan  pangan,  serta  tidak membutuhkan lahan yang luas untuk pertumbuhannya. Technical review ini diarahkan untuk memberikan informasi  tentang  pengembangan  dan  pemanfaatan  mikroalga  sebagai  sumber  energi  akternatif terbarukan, termasuk teknologi panen dan korvesi mikroalga menjadi bahan bakar.
Kata kunci: mikroalga, biodiesel, kultivasi, energi

## PENDAHULUAN
Pengembangan  sumber  bahan  bakar  alternatif yang terbarukan terus dilakukan guna menjawab tantangan  besar  yang  sementara  dan  akan dihadapi  umat  manusia  di  muka  bumi,  yaitu ketersediaan  energi  bahan  bakar.  Kebutuhan energi  bahan  bakar  terus  meningkat  seiring bertambahnya jumlah penduduk dan meningkatnya kebutuhan dan ekonomi masyarakat. Hingga saat ini, pemenuhan energi bahan  bakar  dunia,  dan  secara  khusus  di
Indonesia  masih  bergantung  sepenuhnya  pada bahan  bakar  yang  berasal  dari  minyak  bumi yang  tidak  terbarukan  ( petrolium-based  oil ), yang  mana  di  masa  yang  akan  datang ketersediaannya semakin berkurang dan akhirnya akan habis. Oleh sebab itu, pengembangan  sumber  energi  bahan  bakar terbarukan  sangat  penting  dilakukan  guna mempertahankan  ketersediaan  bahan  bakar secara kontinyu.
Beberapa tahun terakhir  telah banyak dilakukan penelitian  untuk  mendapatkan  sumber  energi bahan bakar  terbarukan  pengganti  bahan  bakar yang  berasal  dari  minyak  bumi,  Salah  satunya adalah  pengembangan  mikroalga.  Banyak  hasil penelitian  yang  menunjukkan  bahwa  mikroalga memiliki  potensi  yang  besar  sebagai  sumber bahan bakar terbarukan karena memiliki kandungan minyak yang dapat  dijadikan sebagai bahan bakar biodiesel. Selain kandungan minyak yang dimiliki, mikroalga juga dikenal sebagai tumbuhan akuatik yang memiliki keunggulan  dibandingkan  sumber  bahan  bakar lainnya,  antara  lain:  tidak  membutuhkan  lahan yang  luar,  mampu  menghasilkan  biomassa dengan sangat cepat, serta mampu memanfaatkan  CO 2 dalam  pertumbuhannya sehingga mengurangi pencemaran udara.
Di Indonesia, pengembangan mikroalga sebagai sumber  bahan  bakar  terbarukan  juga  terus dilakukan  diantaranya  dengan  dilakukannya identifikasi  jenis-jenis  mikroalga  yang  tumbuh pada daerah-daerah tropis di Indonesia. Berdasarkan  beberapa  hasil  penelitian  yang telah  dilakukan  sebelumnya,  dilaporan  bahwa terdapat  beberapa  tempat  di  Indonesia  yang memiliki  jenis  mikroalga  yang  kandungan minyaknya  cukup  tinggi  sebagai  sumber  bahan bakar terbarukan.
Potensi dan tantangan pengembangan mikroalga sebagai sumber bahan bakar terbarukan  akan  dibahas  pada  telaah ilmiah  ini. Ruang  lingkup  telaah  ilmiah  ini  antara  lain kultivasi  dan  kondisi  tumbuh  mikroalga,  teknik pemanenan mikroalga, teknologi konversi mikroalga  menjadi  bahan  bakar  terbarukan, serta propek dan masalah dalam pengembangan  mikroalga  sebagai  bahan  bakar terbarukan.

## Mikroalga: kultivasi dan kondisi tumbuh
Produksi  biomassa  pada  mikroalga  menjadi alasan  utama  dilakukannya  kultivasi  mikroalga (Hung et  al., 2010).  Pada  tahun  1960  Oswald dan Golueke untuk pertama kalinya memanfaatkan  kultur  mikroalga  untuk  menjadi bahan bakar minyak terbarukan. Penelitian yang dilakukan mencakup sistem pada kultur mikroalga dengan sekala besar, tehnik pemanenan  mikroalga,  pengendapan  lumpur mikroalga degan cara anaerobik serta pemanfaatan  mikroalga  untuk  menghasilkan biogas (Report, 2002; Benemann, 2003;
Benemann,  Van  Olst et  al., 2006).  Selanjutnya Kultivasi mikroalga dilaporkan secara detail oleh Benemann (1978), baik dari sisi desain maupun analisis keteknikannya.
Secara  umum  pertumbuhan  mikroalga  terjadi pada  tiga  kondisi  yang  berbeda,  yaitu  kondisi fototropik  ( phototrophic  conditions ).  kondisi heterotropik  ( heterotrophic conditions ) dan kondisi  mixotropik  ( mixotrophic  conditions ). Pada kondisi tumbuh secara fototropik mikroalga  sangat  bergantung  cahaya  matahari sebagai  sumber  energi  dan  CO 2 sebagai sumber  karbon.  Kondisi  ini  sering  disebut  juga autotropik
fotosintesis ( autotrophic photosynthesis) .  Pada  kondisi  heterotropik pertumbuhan  mikroalga  membutuhkan  substrat karbon organik sebagai sumber energi. Beberapa  sumber  substrat  karbon  organik  yang umum  digunakan  antara  lain:  glukosa,  asetat dan  gliserol.  Berdasarkan  beberapa  hasil penelitian  yang  telah  dilakukan  sebelumnya dilaporkan  bahwa  produksi  biomassa  serta kandungan  lipid  pada  mikroalga  yang  tumbuh dengan  kondisi  heterotropik  lebih  tinggi  dari yang  tumbuh  pada  kondisi  fototropik  (Miao  and Wu 2006;  Mosojídek et al., 2008).  Pada  kondisi ini  juga  densitas  sel  mikroalga  yang  dicapai lebih tinggi dari kondisi fototropik sehingga biaya yang  dibutuhkan  untuk  pemanenan  lebih rendah.  Beberapa  jenis  mikroalga  juga  mampu tumbuh pada kondisi mixotropik yang merupakan  perpaduan  atara  fototropik  dan heterotropik.  Jenis  mikroalga  tersebut  dapat mengasimilasi  cahaya  matahari  dan  karbon organik  sebagai  sumber  energinya  baik  secara bersamaan maupun secara bergantian.
Faktor-faktor  yang  mempengaruhi  kultivasi mikroalga
Keberhasilan dalam melakukan kultivasi mikroalga  sangat  dipengaruhi  oleh  beberapa faktor  penting.  Hal  tersebut  perlu  diperhatikan karena  mikroalga  yang  berbeda  membutuhkan syarat tumbuh yang berbeda.

## Jenis mikroalga
Secara  natural  mikroalga  memiliki  jenis  yang spesifik  ( strain )  yang  membedakannya  dengan mikroalga  yang  lain.  Jenis  mikroalga  tertentu mampu  bertahan  hidup  pada  kondisi  tertentu. Kondisi  yang  tepat  sangat  penting  bagi pertumbuhan mikroalga terlebih ketika diperhadapkan  dengan  organisme  penggangu lainnya.  Tehnik  kultivasi  mikroalga  yang  tepat
terus  dilakukan  khususnya  untuk  menghadapi masalah  kontaminasi  terhadap  sel  mikroalga yang dikembangkan.
CO 2
Salah  satu  unsur  penting  yang  dibutuhkan  oleh mikroalga  untuk  pertumbuhannya  adalah  CO 2 . Pada  proses  metabolismenya,  CO 2 yang dibutuhkan  oleh  mikroalga  diubah  menjadi biomassa. Sumber CO 2 tersebut pada umumnya berasal  dari  gas  yang  dihasilkan  oleh  industrI yang  merupakan  hasil  pembakaran  untuk menghasilkan  tenaga.  Pada  beberapa  tahun terakhir  penelitian  tentang  pemanfaatan  CO 2 bagi  mikroalga  terus  dilakukan  karena  hal  ini bukan  hanya  berpengaruh  pada  produksi biomassa oleh mikroalga tetapi juga pengurangan  efek  rumah  kaca  pada  atmosfir akibat gas CO 2.

## Fisiologi mikroalga
Pertumbuhan  mikroalga  juga  dipengaruhi  oleh sifat  fisiologinya.  Fisiologi  mikroalga  ini  akan mempengaruhi pengambilan nutrisi serta lingungan kultivasinya. Secara alamiah mikrolaga  yang  hidup  pada  kolam  ( ponds ) terbuka  akan  bertumbuh  dengan  cepat  hingga menutupi  permukaan  kolam.  Apabila  fisiologi dari  mikroalga  tersebut  sangat  baik,  maka kondisi  tersebut  dapat  memacu  produksi biomassa  dengan  kandungan  minyak  dan  pati yang tinggi. Akan tetapi, respon fisiologi tertentu tidak  mendukung  mikroalga  untuk  bertahan hidup  pada  kolam  tersebut.  Hal  mungkin  terjadi karena tingginya konsentrasi O 2 yang terakumulasi  pada  kolam  yang  menghalangi pertumbuhan  mikroalga  (Benemann,  Van  Olst, et  al., 2006).  Saturasi  cahaya  juga  menjadi masalah bagi fisiologi mikroalga. Pada mikroalga  yang  tumbuh  pada  permukaan  kolam akan  menerima  cahaya  matahari  yang  sangat banyak  melebihi  yang  dibutuhkan  untuk  proses fotosintesis.  Oleh  sebab  itu  penelitian  terkini dilakukan  melalui  perubahan  fisiologi  dan genetic  untuk  mengurangi  pigmen  penyerap cahaya  pada  mikrolaga  (Nakajima  and  Ueda, 2000).

## Cahaya matahari
Mikroalga  termasuk  golongan  mikroorganisme yang  membutuhkan  cahaya  matahari  dalam melakukan  fotosintesis  untuk  pertumbuhannya. Pada kondisi tumbuh secara fototropik, mikroalga  memperoleh  energi  dari  cahaya matahari  dan  CO2  dengan  memanfaatkan
klorofil dan pigmen lainnya yang berperan dalam proses  fotosintesis.  Akan  tetapi,  bagi  jenis mikroalga yang mampu tumbuh secara heterotrofik,  kehadiran  cahaya  matahari  tidak dibutuhkan karena mikroalga mampu bertumbuh dengan  mamanfaatkan  karbon  organik  sebagai sumber energi pada kondisi tanpa cahaya.

## Sistem kultivasi mikroalga

## Sistem terbuka
Kultivasi  mikroalga  sistem  terbuka  merupakan sistem  kultivasi  dimana  mikroalga  tumbuh  di alam  terbuka,  umumnya  pada  perairan  alamiah seperti  kolam,  sungai  dan  danau.  Dalam pengembangannya kultivasi sistem terbuka juga telah  dilakukan  pada  kolam-kolam  buatan  yang didisain untuk pertumbuhan mikroalga (Borowitzka,  1999).  Pada  sistem  terbuka  ini kebutuhan CO 2 oleh mikroalga sangat tercukupi karena  CO 2 diperoleh  langsung  dari  udara terbuka. Namun, jika biomassa mikroalga sudah sangat  banyak  maka  penetrasi  udara  ke  dalam kolam tempat mikroalga bertumbuh akan sangat sukar  sehingga  dibutuhkan  alat  penghembus udara  ( submerged  aerator )  untuk  membantu penyerapan  CO 2 (Terry  and  Raymond,  1985). Kultivasi  sistem  terbuka  merupakan  metode kultivasi  mikroalga  yang  relatif  murah  jika dibandingkan  dengan  kultivasi  sistem  tertutup yang  menggunakan  fotobioreaktor.  Namun demikian,
sistem terbuka perlu mempetimbangkan lingkungan tumbuh
mikroalga karena pada kondisi terbuka mikroalga  sangat  mudah  terkontaminasi  oleh bakteri,  protozoa  ataupun  jenis  mikroalga lainnya yang tidak dikehendaki (Chisti, 2008).

## Sistem tertutup
Pada  umumnya,  kultivasi  mikroalga  sistem tertutup didasarkan pada penggunaan fotobioreaktor  tertutup  ( closed  photobioreactor ). Kultivasi  sistem  tertutup  dirancang  untuk memberikan  solusi  atas  kelemahan  yang  ada pada  sistem  terbuka,  terlebih  khusus  dalam meminimalkan  terjadinya  kontaminasi  (Brennan and  Owende,  2010;  Y.  Chisti,  2008).  Beberapa jenis fotobioreaktor tertutup yang telah digunakan untuk memproduksi mikroalga, antara  lain: tubular  photobioreactor,  flat  plat photobioreactor,  dan  column  photobioreactor. Dibandingkan  dengan  sistem  terbuka,  kultivasi sistem tertutup memberikan beberapa keuntungan seperti mampu menghasilkan biomassa  yang  lebih  tinggi  serta  mudah  untuk
mengontrol  pertumbuhan  jenis  mikroalga  yang diinginkan.  Namun,  salah  satu  kelemahan  yang
perlu  diperhatikan  adalah  tingginya  biaya pemeliharaan alat serta
Tabel 1. Kentungan dan kelemahan kultivasi sistem terbuka dan sistem tertutup Sistem kultivasi Keuntungan Kelemahan Kolam terbuka • Biaya lebih mudah • Mudah untuk dibersihkan • Dapat menggunakan lahan non- pertanian • Masukan energi yang rendah • Mudah dalam pemeliharaan
• Produktivitas biomassa yang rendah
• Membutuhkan lahan yang luas
• Mudah terkontaminasi
• Kurangnya
• Pemanfaatan Cahaya dan CO2
yang terbatas Tubular photobioreactor • Memiliki luas area permukan pencahayaan yang besar • Cocok untuk kultur di luar ruangan • Biaya relatif murah • Memiliki produktivitas biomassa yang baik
• Membutuhkan lahan yang luas • Terjadi perubahan pH, oksigen terlarut dan CO2 sepanjang pipa. Flat plat photobioreactor • Produktivitas biomassa yang tinggi • Mudah untuk disterilkan • Memiliki luas area permukan pencahayaan yang besar • Cocok untuk kultur di luar ruangan
• Sangat sukar untuk di dilakukan dalam ukuran besar
• Sangat sukar dalam mengatur temperatur
Column photobioreactor • Transfer massa yang tinggi
• Konsumsi energi yang rendah • Mudah disterilkan • Area pencahayaan kecil • Biaya mahal dibandingkan kolam terbuka
Sumber: Brennan, L, and P Owende (2010) Teknik pemanenan mikroalga Filtrasi
Beberapa  sistem  filtrasi  yang  umum  digunakan untuk  pemanenan  mikroalga,  antara  lain: filter presses,  vibrating  screens,  micro-strains,  belt filters dan vacuum drums (Milledge and Heaven 2012). Klasifikasi sistem filtrasi didasarkan pada ukuran  pori  membran  yang  digunakan,  yaitu: reverse ormosis (ukuran pori < 0,001 μm), ultra- filtration (ukuran pori 0,002- 2 μm, micro-filtration (ukuran  pori  0,1- 10  μm)  dan macro-filtration (ukuran  pori  >  10 μm).  Pada  umumnya pemberian  tekanan  dibutuhkan  pada  metode filtrasi  untuk  melewatkan  cairan  melalui  pori membran  (Jaouen et al., 1999).

## Flokulasi
Pada  umumnya  mikroalga  memiliki  muatan negatif  pada  permukaan  selnya.  Muatan  ini disebabkan  karena  adanya penyerapan ion dari media  tumbuh  dan  juga  diakibatkan  adanya ionisasi  pada  dinding  sel  mikroalga.  Kondisi  ini sangat  dipengaruhi  oleh  jenis  mikroalga, kekuatan  muatan  ion  pada  media  tumbuh  serta kondisi  lingkungan  lainnya  (Ives  1959;  Golueke
and  Oswald  1965;  Shelef,  Sukenik  and  Green 1984).  Muatan  negatif  pada  sel  mikroalga  ini sangat  penting  untuk  pertumbuhan  mikroalga, secara  khusus  untuk  menghindari  terjadinya agregasi  alamiah  antara  sel  yang  tersuspensi (Grima et  al., 2003).  Dengan  adanya  muatan negatif  pada  permukaan  sel  mikroalga,  maka flokulasi  menjadi  salah  satu  tehnik  pemanenan yang  umum  digunakan.  Pada  pemanenan secara flokulasi, flokulan yang digunakan adalah bahan yang mengandung muatan positif, seperti besi  klorida  (FeCl3),  almunium  sulfat(Al 2 (SO 4 ) 3 ) dan  besi  sulfat  (Fe 2 (SO 4 ) 3 )    (Koopman  and Lincoln 1983; Grima et al., 2003).

## Flotasi
Metode  ini  merupakan  proses  pemisahan berdasarkan  gaya  grafitasi  di  mana  sel mikroalga menempel pada udara atau gelembung  gas  sehingga  sel  tersebut  terapung pada  permukaan.  Pada  kondisi  tersebut  sel mikroalga  dapat  dipanen  dengan  mudah.  Pada beberapa jenis mikroalga tertentu  sel nya dapat terapung  secara  alamiah  apabila  kandungan lipid  pada  sel  meningkat  (Edzwald  1993).  Pada metode  flotasi,  kebutuhan  biaya  operasional
akan  semakin  besar  jika  melibatkan  flokulan (Mohn 1998).

## Sentrifugasi
Sentrifugasi merupakan suatu metode pemanenan  mikroalga  yang  didasarkan  pada pemberian  tenaga  putar  untuk  mengendapkan sel  mikroalga  sehingga  terpisah  dari  cairan media  tumbuhnya  (Mohn,  1998).  Pemisahan tersebut  didukung  oleh  adanya  perbedaan densitas  antara  sel  mikroalga  dan  media  cair tempat  sel  bertumbuh.  Menurut  Sim,  Goh  and Becker (1988), dibandingkan metode pemanenan  mikroalga  yang  lain,  metode sentrifugasi  mampu  mengasilkan  mikroalga dalam bentuk pasta dengan kandungan padatan hingga  diatas  15%.  Beberapa  studi  juga menunjukkan  bahwa  semakin  cepat  putaran sentrifugasi,  maka  biomassa  mikroalga  yang diperoleh dapat mencapai hingga 95% (Heasman et al., 2000).

## Sedimentasi
Pada  umumnya  metode  sedimentasi  untuk pemanenan  biomassa  alga  diaplikasikan  pada pengolahan  air  limbah.  Metode  ini  didasakan pada hukum Stoke untuk menentukan
karakteristik padatan tersuspensi dengan adanya  perbedaan  densitas,  radius  serta kecepatan  sedimentasi  sel  mikroalga.  Akan tetapi,  penggunakan  hukum  Stoke  ini  tidak dapat  diterapkan  pada  partikel  yang  dapat diflokulasi  karenan  srukturnya  yang  rumit  serta hanya cocok diaplikasikan pada mikroalga yang ukurannya  besar  (>70  μm)  seperti Spirulina (Schenk et al., 2008; Shelef et al., 1984; Munoz and Guieysse 2006).

## Peletisasi mikroalga
Metode  pemanenan  mikrolaga  dengan  cara peletisasi merupakan metode baru yang beberapa  tahun  terakhir  terus  dikembangkan. Metode  ini  melibatkan  mikroorganisme  lainnya, seperti  fungi  yang  mampu  membentuk  pelet. Gultom,  Zamalloa  and  Hu  (2014)  melaporkan bahwa  interaksi  antara  mikroalga  ( Chlorella vulgaris )  dan  jamur  berfilamen  ( Aspergillus niger ) terjadi ketika kultivasi mikroalga dan fungi dilakukan pada media yang sama. Sel mikroalga menempel  pada  hipha  sehigga  mudah  untuk dipanen  (Gambar  1).  Interaksi  ini  diduga  terjadi karena  mikroalga  dan  fungi  memiliki  muatan yang  berbeda  sehingga  terjadi  tarik  menarik antar kedua sel.
Gambar  1.    Interaksi  antara  sel  mikroalga Chlorella  vulgaris dan  hipha Aspergillus  niger terlihat  dengan  menggunakan  mikroskop  cahaya  (a)  Tampak  jauh  (b) Tampak  dekat.  Anak  panah  menunjukkan  sel  mikroalga  (Gultom,  Zamalloa and Hu 2014).

## Teknologi Konversi Mikroalga menjadi Energi Bahan Bakar
Pengembangan  teknologi  konversi  mikroalga menjadi energi terus dilakukan. Potensi mikroalga  sebagai  bahan  baku  pembuatan minya  bio-disel,  bio-etanol  dan  produk  lainnya menjadi  pemacu  dalam  menemukan  dan menerapkan  teknologi  konversi  mikroalga  yang efektif,  efisien  serta  secara  ekonomi  dapat menguntungkan. Secara umum teknologi
konversi  mikroalga  dapat  dibedakan  ke  dalam dua kategori, yaitu: konversi secara termo-kimia dan  konversi  secara  bio-kimia.  Pemilihan konvesi  mikroalga  menjadi  energi  dilakukan dengan  mempertimbangkan  beberapa  faktor penting,  antara  lain:  jenis  dan  kuantitas biomassa mikroalga, jenis energi yang diinginkan,  ekononomis  dan  produk  akhir  yang diinginkan (McKendry 2002).

## Pirolisis
Pada  proses  pirolisis,  biomassa  dikonvesikan menjadi  tiga  jenis  energi,  yaitu  minyak,  syngas dan arang. Pirolisis umumnya dilakukan dengan menggunakan  suhu  yang  tinggi  (350-700 0 C) tanpa  adanya  udara  (Goyal,  Seal  and  Saxena 2008). Berdasarkkan lama waktu proses, proses pirolisis  biomassa  dapat  dilakukan  dalam  tiga metode,  yaitu:  (1)  metode  pirolisis  kilat  ( flash pyrolysis ),  menggunakan  suhu  500 0 C  dengan waktu 1 detik, (2) metode cepat (fast pyrolysisi), menggunakan suhu 500 0 C dengan waktu 10-20 detik,  dan  (3)  metode  pirolisis  lambat  ( slow pryrolysis ),  menggunakan  suhu  400 0 C  dengan waktu  yang  lebih  lama.  Di  masa  yang  akan datang,  pirolisi  dinilai  memiliki  potensi  untuk mengkonversi biomassa menjadi minyak karena memberikan  hasil  yang  memuaskan  dimana rasio  konversi  biomassa  menjadi  minyak  dapat mencapai  hingga  95,5%.  Namun,  beberapa kelemahan  dari  metode  pirolisis  ini  antara  lain minyak  yang  dihasilkan  lebih  asam,  kental  dan mengandung padatan serta bahan kimia terlarut. Oleh sebab  itu, prose hidrogenasi  dan pemecaran  secara  katalitik  sangat  diperlukan untuk  menurunkan  kandungan  oksigen  dan mengurangi  kandungan  alkali  (Clark  and Deswarte, 2015; Demirbas, 2006).

## Gasifikasi
Gasifikasi  merupakan  reaksi  oksidasi  secara parsial pada biomassa  dengan melibatkan suhu yang  sangat  tinggi  (800-1000 0 C)  untuk menghasilkan  campuran  gas  yang  mudah terbakar.  Pada  proses  gasifikasi,  biomassa bereaksi  dengan  oksigen  dan  uap  air  untuk menghasilkan  gas  sintesis  yang  merupakan campuran  CO,  H 2 ,  CO 2 ,  N,  dan  CH 4 ,  atau  yang umum disebut “syngas”. Beberapa studi tentang proses gasifikasi pada biomassa mikroalga telah dilakukan.  Hirano et  al., (1998)  melaporkan bahwa  produksi  tertinggi  metanol  dari  proses gasifikasi spirulina adalah  sebesar  0,64  g methanol/g  biomassa  pada  suhu  1000 0 C. Gasifikasi  pada  mikroalga Chlorella  vulgaris pada  sebuah  sistem  dengan  sikkulasi  nitrogen untuk  menghasilkan  minyak  yang  kaya  akan metana  juga  telah  dilakukan  oleh  Minowa  and Sawayama (1999). Data dari hasil studi tentang gasifikasi masih jarang sehingga penelitian pada bidang ini perlu terus dilakukan, terlebih khusus kebutuhan  energi  yang  dibutuhkan  pada  proses pengeringan  bahan  sebelum  dilakukan  proses gasifikasi.

## Fermentasi
Proses  fermentasi  pada  umumnya  digunakan untuk mengkonversi biomassa yang mengandung  gula,  pati  maupun  selulosa menjadi  etanol.  Sebagian  besar  biomassa  yang mengandung  karbohidrat  denga  rumus  umum (CH 2 O) n dapat diubah menjadi etanol.  Sebelum proses  fermentasi  dilakukan,  reaksi  kimia bersama  hidrolisis  enzimatis  sering  digunakan untuk  menghasilkan  gula  sederhana  yang selanjutnya  difermentasikan  menjadi  etanol dengan  bantuan  ragi  seperti Saccharomyces cerevesiae (Demirbas, 2010). Mikroalga merupakan salah satu tumbuhan uniselular yang dapat dijadikan sebagai bahan baku pembuatan etanol  karena  memiliki  kandungan  pati  yang cukup tinggi (sekitar 37% berat kering). Produksi etranol berbahan baku mikroalga dapat dilakukan melalui tahapan berikut: (1) pemisahan pati dari dalam sel mikroalga dengan cara mekanis maupun enzimatis, (2) penambahan Saccharomyces  cerevesiae pada biomassa  untuk  memulai  proses  fermentasi, (3) produksi  etanol  dari  proses  fermentasi,  dan  (4) pemurnian  etanol  melalui  proses  destilasi. Hirano,  Ueda,  Hirayama,  &  Ogushi  (2008) melaporkan bahwa efisiensi konversi etanol dari mikroalga dapat mencapai 65%.

## Biodisel dari mikroalga
Biodisel  merupakan  bahan  bakar  minyak terbarukan  mono-alkil  ester  yang  berasal  dari bahan-bahan alamiah, seperti minyak tumbuhan maupun lemak hewan, melalui proses transesterifikasi  (Abbaszaadeh et  al., 2012; Demirbas,  2010).  Biodisel  memiliki  karakteristik yang  cukup  sama  dengan  bahan  bakar  diesel yang saat ini banyak digunakan untuk kendaraan.
Gambar 2. Konversi mikroalga menjadi biodiesel melalui proses transesterifikasi
Biodisel  memiliki  potensi  yang  sangat  besar untuk menjadi sumber energi alternatif terbarukan,  antara  lain:  (1)  bahan  baku  selalu tersedia  karena  berasal  dari  bahan  baku terbarukan;  (2)  mudah  terdegradasi;  (3)  tidak merusak  lingkungan  karena  tidak  menghasilkan gas-gas  berbahaya  bagi  lingkungan;  (4)  lebih baik  dibandingkan  bahan  bakar  disel  yang berasal  dari  petrolium  karena  memiliki  emisi hasil pembakaran  yang lebih  rendah  serta  tidak berkontribusi terhadap pemanasan global karena memiliki siklus karbon yang tertutup.
Dalam  memproduksi  biodisel,  bahan  baku menjadi  salah  satu  faktor  terpenting  yang  perlu dipertimbangkan  karena  berkontribusi  terhadap 75%  total  biaya  produksi.  Oleh  sebab  itu, pemilihan  bahan  baku  yang  tepat  untuk pembuatan  biodisel  sangat  penting  dilakukan. Secara  umum  terdapat  3  genarasi  sumber bahan  baku  biodisel  yang  telah  dikembangkan, yaitu:
a. Bahan baku generasi pertama
Merupakan  jenis-jenis  tanaman  yang  pertama kali  digunakan  sebagai  bahan  baku  pembuatan biodisel.  Adapun  bahan  baku  pada  generasi pertama  ini  adalah  minyak  kedelai  ( soybeans ), minyak sawit ( palm oil ), minyak rapa ( rapeseed ), dan minyak bunga matahari  ( sunflower ). Penggunaan  bahan  baku  ini  pada  akhirnya memberikan pengaruh  terhadap  terhadap  pasar dan  ketahanan  pangan  secara  global  karena 95%  bahan  baku  biodisel  tersebut  merupakan bahan pangan.
b. Bahan baku generasi kedua
Pada generasi kedua, bahan baku biodisel yang dikembangkan  merupakan  bahan  baku  yang tidak  digunakan  sebagai  pangan,  seperti: tanama  Jatropa,  minyak  jojoba,  biji  tembakau,
termasuk  minyak  jelantah  atau  bekas  pakai. Beberapa  keuntungan  penggunaan  bahan baku genberasi kedua ini, antara lain: tidak berkompetisi  dengan  bahan  pangan,  lebih efisien  dan  ramah  lingkungan  jika  dibandingkan dengan bahan baku generasi pertama, membutuhkan luas lahan yang lebih kecil, dapat menghasilkan  produk  sampingan  yang  dapat dimanfaatkan  lebih  lanjut  baik  pada  industri bahan  kimia  maupun  energi.  Meski  demikian, ketersediaan  bahan  baku  generasi  kedua  ini belum mampu memenuhi kebutuhan energi atau bahan  bakar  minyak.  Selain  itu,  minyak  yang dihasilkan  dari  tanaman  ataupun  lemak  hewani mengandung  asam  lemak  jenuh  yang  lebih tinggi  sehingga  dapat  berpengaruh  memiliki performa yang rendah pada lingkungan bersuhu rendah  (Janaun  &  Ellis,  2010;  Ahmad et  al., 2011).

## c. Bahan baku generasi ketiga
Melihat  adanya  kendala  yang  dihadapi  dalam penggunaan  bahan  baku  generasi  pertama  dan kedua,  maka  dikembangkan  bahan  baku  ketiga yaitu  mikroalga.  Pengembangan  mikroalga sebagai bahan baku terbarukan dalam pembuatan biodiesel didasarkan pada kemampuan mikroalga untuk melakukan fotosistesis  dengan  efisiensi  yang  sangat  tinggi dalam menghasilkan biomassa dan laju pertumbuhan  yang  sangat  cepat  dibandingkan tumbuhan lainnya.
Biodisel  yang  berasal  dari  mikroalga  memiliki karakteristik  yang  sama  dengan  biodisel  yang berbasis  petroleum,  seperti  densitas,  viskositas, titik  nyala  dan  nilai  pemanasan.  Berdasarkan hasil  percobaan,  biodisel  berbahan  baku mikroalga  telah  memenuhi  kriteria  yang  telah ditetapkan  oleh American  Society  for  Testing and  Materials (ASTM)  untuk  kualitas  biodisel dan International  Biodisel  Standard  for  Vehicles
Mikroalga Penghancuran Ekstraksi minyak Transesterifikasi Pemisahan biodiesel dan gliserin Pencucian Biodiesel
(ENI  4214).  Namun  hasil  penelitian  lainnya melaporkan bahwa biodisel yang dihasilkan dari mikroalga memiliki derajat asam lemak tak jenuh yang  cukup  tinggi.  Hal  ini  akan  membatasi penggunaan  biodisel  karena  biodisel  tersebut mudah  mengalami  oksidasi  saat  penyimpanan. Oleh  sebab  itu  perlu  dilakukan  penelitian lanjutan untuk mengatasi masalah tersebut.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Pengembangan sumber energi alternatif terbarukan  sangat  diperlukan  untuk  memenuhi kebutuhan  energi  dunia  seiring  menipisnya persediaan  energi  bahan  bakar  berbasis  fosil. Menjawab  tantangan  di  atas,  secara  teknis mikroalga sangat berpotensi untuk dikembangkan menjadi sumber produksi biodisel  yang  diharapkan  mampu  memenuhi kebutuhan  energi  bahan  bakar  dunia.  Selain sebagai  bahan  baku  biodiesel,  mikroalga  juga berpotensi  untuk  dikonversi  menjadi  bentuk energi  lainnya  seperti  bioethanol,  biometanol maupun  syngas  melalui  teknologi  konversi seperti  pirolisis,  gasifikasi  maupun  fermentasi. Namun  demikian,  penelitian-penelitian  lanjutan perlu  terus  dilakukan  ke  arah  pengembangan jenis  mikroalga  yang  mengandung  konsentrasi minyak  yang  tinggi  namun  juga  mampu menurunkan  derajat  asam  lemak  tak  jenuhnya sehingga  biodisel  tidak  mudah  teroksidasi  saat penyimpanan.

## DAFTAR PUSTAKA
Abbaszaadeh,  A.,  Ghobadian,  B.,  Omidkhah, M., & Najaf, G. (2012). Current biodiesel production  technologies:  A  comparative review. Energy Conversion and
Management Journal , 1-11.
Ahmad,  A.  L.,  Yasin,  N.  M.,  Derek,  C.  J.  C.,  & Lim,  J.  K.  (2011).  Microalgae  as  a sustainable  energy  source  for  biodiesel production:  a  review. Renewable  and Sustainable  Energy  Reviews ,  15(1), 584-593.
Benemann,  J.  (2003). Bio  fixation  of  CO2  and
greenhouse gas abatement with microalgae  technology  readmap.  Final report submitted to the U.S. Department of Energy. Energy Technology
Laboratory.
Benemann,  J.,  Van  Olst,  J.,  Massingill,  M.,
Werssiuman, J., & Biune, D. (2006). The controlled  eutrophication  process:  using microalgae  for  CO2  utilization  and
agricultural  fertilizer  recycling,  Oilgae – Oil & Biodiesel from Algae.
Borowitzka,  M.  (1999).  Commercial  production of  microalgae:  ponds,  tanks,  tubes  and fermenters. Journal  of  biotechnology , 70 (1), 313-321.
Brennan, L., & Owende, P. (2010). Biofuels from
microalgae —A  review  of  technologies for production, processing, and extractions  of  biofuels  and  co-products. Renewable  and  Sustainable  Energy
Reviews , 14 (2), 557 –577.
Chisti,  Y.  (2007).  Biodiesel  from  microalgae.
Biotechnology Advances , 41 , 99-107. Chisti, Y. (2008). iodiesel from microalgae beats bioethanol. Trends in biotechnology , 26 (3), 126-131.
Clark,  J.,  &  Deswarte,  F. (2015). Introduction  to chemicals  from  biomass. West  Sussex: John Wiley & Sons, Ltd.
Demirbas, A. (2006). Oily products from mosses and algae via pyrolysis. Energy Sources Part A —Recovery Utilization and Environmental  Effects ,  28 (10),  933 –
940.
Demirbas,  A.  (2010).  Use  of  algae  as  biofuel sources. Energy Conversion and
Management , 51 (12), 2738-2749. Demirbas,  M.  F.  (2010).  Microalgae  as  a feedstock for biodiesel.
Energy
Education Science and Technology Part A-Energy  Science  and  Research ,  25(1- 2), 31-43.
Edzwald,  J.  K.  (1993).  Algae,  Bubbles,
Coagulants, and Dissolved Air Flotation. Water Science Technology , 27 (10), 67- 81.
Golueke,  C.  G.,  &  Oswald,  W.  J.  (1965).
Harvesting  And  Processing  Sewage- Grown Planktonic Algae. Water Pollution Control Federation , 37 (4), 471-498.
Goyal,  H.,  Seal,  D.,  &  Saxena,  R.  (2008).  Bio- fuels from thermochemical conversion of renewable resources: a review. Renewable  and  sustainable  energy reviews , 12 (2), 504-517.
Grima,  E.  M.,  Belarbi,  E.  H.,  Fernández,  F.  A., Medina,  A.  R.,  &  Chisti,  Y.  (2003). Recovery  of  microalgal  biomass  and metabolites: process options and economics. Biotechnology  advances , 20(7-8), 491-515.
Gultom,  S.  O.,  Zamalloa,  C.,  &  Hu,  B.  (2014).
Microalgae  Harvest  through  Fungal Pelletization —Co-Culture  of  Chlorella
vulgaris  and  Aspergillus  niger. Energies , 7 (7), 4417-4429. Heasman,  M.,  Deamar,  J.,  O'Connor,  W., Sushames,  T.,  &  Foulkes,  L.  (2000). Development  of  Extended  Shelf-Life Microalgae Concentrate Diets Harvested by  Centrifugation  for  Bivalve  Molluscs-A Summary. Aquaculture Research , 31 (8- 9), 637-659.
Hirano, A., Ueda, R., Hirayama, S., & Ogushi, Y. (2008).  CO2  fixation  and  ethanol production with microalgal photosynthesis and intracellular
anaerobic fermentation. 22 , 137-142. Hirano,  A.,  Hon-Nami,  K.,  Kunito,  S.,  Hada,  M.,
&  Ogushi,  Y.  (1998).  emperature  effect on  continuous  gasification  of  microalgal biomass:  theoretical  yield  of  methanol production  and  its  energy  balance.
Catalysis Today , 45 (1), 399-404. Hung, Y.-T., Amuda, O. S., Alade, A. O., Amoo, I.  A.,  Tay,  S.  T.-L.,  &  Li,  K.  H.  (2010). Algae  Harvest  Energy  Conversion. In  L. K. Wang, J.-H. Tay, S. T.-L. Tay, & Y.-T. Hung, Environmental  Bioengineering (pp.  723-741).  New  York:  Humana Press.
Ives,  K.  J.  (1959).  The  Significance  of  Surface
Electric  Charge  on  Algae  in  Water Purification. Journal  of  Biochemical  and Microbiological Technology and Engineering , 1 , 37-47.
Janaun,  J.,  &  Ellis,  N.  (2010).  Perspectives  on biodiesel as a sustainable fuel. Renewable  and  Sustainable  Energy Reviews , 14 , 1312 –1320.
Jaouen,  P.,  Vandanjon,  L.,  &  Quemeneur,  F. (1999).  The  shear  stress  of  microalgal cell  suspensions  (Tetraselmis  suecica) in  tangential  flow  filtration  systems:  the role of pumps. Bioresource Technology , 68 , 149-154.
Koopman,  B.,  &  Lincoln,  E.  P.  (1983).
Autoflotation  Harvesting  of  Algae  from High-rate  Pond  Effluents. Agricultural Wastes , 5 , 231-246. McKendry,  P.  (2002).  Energy  production  from biomass (part 2): conversion technologies. Bioresource  technology , 83 (1), 47-54.
Miao, X., & Wu, Q. (2006). Biodiesel production from heterotrophic microalgal oil.
Bioresour. Technol. , 97 , 841 –846.
Milledge, J. J., & Heaven, S. (2012). A review of the  harvesting  of  micro-algae  for  biofuel
production. Reviews  in  Environmental Science and Biotechnology , 1-15. Minowa,  T.,  &  Sawayama,  S.  (1999).  novel microalgal system for energy production with  nitrogen  cycling. Fuel ,  78 (10),
1213-1215.
Mohn,  F.  (1998).  Harvesting  of  micro-algal biomass.  In  L.  J.  Borowitzka,  &  M.  A.
Borowitzka  , Micro-algal  biotechnology. Cambridge: Cambridge University Press. Mosojídek,  J.,  Torzillo, G.,  Sven,  J.  E.,  &  Brian,
F. (2008). Mass Cultivation of Freshwater Microalgae. In J. Mosojídek, G.  Torzillo,  J.  E.  Sven,  &  F.  Brian, Encyclopedia  of  Ecology (pp.  2226 – 2235). Oxford, UK: Academic Press.
Munoz,  R.,  &  Guieysse,  B.  (2006).  Algal – bacterial  processes  for  the  treatment  of hazardous  contaminants:  A  review.
Water Research , 40 , 2799-2815. Nakajima,  Y.,  &  Ueda,  R.  (2000).  The  effect  of reducing  light-harvesting  pigment  on marine  microalgal  productivity. Journal of applied phycology , 285-290.
Patil,  V.,  Tran,  K.-Q.,  &  Giselrød,  H.  (2008). Towards sustainable  production of biofuels  from  microalgae. International journal  of  molecular  sciences ,  9 (7),
1188-1195.
Report,  G.  C.  (2002). An  assessment  of  solar energy  conversion  technologies  and research opportunities.
Technical
Assessment Report. GCERP. Schenk,  P.  M.,  Thomas-Hall,  S.  R.,  Stephens, E.,  Marx,  U.  C.,  Mussgnug,  J.  H., Posten,  C., et  al. (2008).  Second Generation Biofuels: High-Efficiency Microalgae  for  Biodiesel  Production.
Bionergy Resources , 1 , 20-43. Shelef,  G.,  Sukenik,  A.,  &  Green,  M.  (1984).
Microalgae  Harvesting  and  Processing: A  Literature  Review. Solar  Energy Research  Institute,  U.S.  Department  of Energy.  Springfield:  National  Technical Information  Service  U.S.  Department  of Commerce.
Sim,  T.  S.,  Goh,  A.,  &  Becker  ,  E.  W.  (1988).
Comparison of Centrifugation, Dissolved
Air Flotation and Drum Filtration Techniques  for  Harvesting  Sewage- grown Algae. Biomass , 16 , 51-62.
Terry, K., & Raymond, L. (1985). System design for the autotrophic production of microalgae. Enzyme  and  Microbial
Technology , 7 (10), 474-487.