Cara Kerja Algakultur

Algaculture adalah budidaya komersial alga. Alga (tunggalnya adalah "alga", bahasa Latin untuk "rumput laut", tetapi Anda jarang menemukannya) adalah tanaman hijau sederhana yang tumbuh di air. Warna hijau mereka berarti mereka menghasilkan makanan mereka sendiri menggunakan fotosintesis, seperti rumput, pohon dan jagung. Alga datang dalam dua bentuk utama. Makroalga adalah rumput laut. Kelp tumbuh hingga lebih dari 180 kaki (55 meter) di lautan [sumber: Edwards ]. Nori adalah variasi yang akan Anda temukan di sekitar sushi Anda. Mikroalga adalah tanaman kecil bersel tunggal yang mengapung di air, masing-masing hanya terlihat melalui mikroskop.

Algakultur bukanlah hal baru. Rumput laut pertama kali dibudidayakan di Jepang setidaknya 1.500 tahun yang lalu dan produksi alga masih menjadi bisnis besar di sana [sumber: Guiry ]. Dulse telah lama dimakan di Kepulauan Inggris dan mikroalga spirulina dipanen oleh suku Aztec di Meksiko abad ke-16. Selain untuk menyediakan makanan manusia, rumput laut telah digunakan untuk pupuk. Mereka menyediakan karagenan pengental makanan dan agen pembentuk gel lainnya serta stabilisator yang muncul dalam segala hal mulai dari sup hingga pasta gigi. Di seluruh dunia, produksi alga adalah bisnis senilai $6 miliar [sumber: Organisasi Pangan dan Pertanian Perserikatan Bangsa-Bangsa ].

Saat ini, ganggang menarik minat baru dan investasi penelitian karena potensinya untuk menyediakan energi dan memerangi ancaman lingkungan. Bagian dari massa organik alga berbentuk minyak, yang dapat diperas dan diubah menjadi bahan bakar biodiesel. Alga mengalahkan tanaman darat dalam efisiensi yang mereka menghasilkan minyak. Beberapa varietas alga menghasilkan minyak yang dapat disuling menjadi bensin dan bahkan bahan bakar jet. Bagian karbohidrat dari tanaman dapat difermentasi untuk produksi etanol.

Alga dapat mengubah limbah karbon dioksida, gas rumah kaca yang mengalir dari cerobong asap, menjadi produk yang dapat digunakan. Mereka dapat membantu membersihkan air kotor, mengubah polutan menjadi biomassa. Mereka memiliki kegunaan tambahan dalam obat-obatan dan kosmetik.

Dengan semua potensi ini, "gulma" ini tampaknya layak untuk dilihat lebih dekat.

Isi

1. Janji Alga
2. Budidaya Komersial Alga
3. Pemanenan dan Pengolahan Alga
4. Banyak Kegunaan Alga
5. Catatan Penulis

Mengapa ganggang membangkitkan kegembiraan dan menarik investasi penelitian dalam beberapa tahun terakhir? Seperti semua tumbuhan hijau, alga mengandung kloroplas di dalam selnya. Struktur kecil ini diisi dengan klorofil, molekul yang menggunakan energi cahaya untuk menggabungkan karbon dan air menjadi gula sederhana. Sel-sel selanjutnya mengubah beberapa gula ini menjadi protein dan lipid atau minyak.

Tetapi jika ganggang melakukan hal yang sama seperti jagung, gandum, dan pohon apel, mengapa repot-repot memeliharanya? Bagaimanapun, jagung rebus, roti gulung manis, dan pai apel terasa lebih enak daripada rumput laut bagi kebanyakan dari kita. Berikut adalah beberapa hal yang dimiliki alga untuk mereka:

Tertarik oleh semua keuntungan ini, pembudidaya alga telah bekerja dengan rajin untuk menemukan cara yang efisien dan ekonomis untuk menanam dan memanen tanaman. Faktor biaya saat ini merupakan tantangan besar yang harus diatasi untuk membuat alga layak secara komersial.

Semua algakultur membutuhkan tiga dasar: air, cahaya dan nutrisi.

Air yang paling mudah. Tidak perlu bisa diminum; berbagai jenis alga tumbuh dengan baik di air tawar, air asin dan air kotor. Sinar matahari, karena gratis, adalah cahaya yang disukai. Tetapi sinar matahari hanya mencapai 3 atau 4 inci (7 hingga 10 sentimeter) ke dalam massa ganggang, jadi petani harus mengaduk ganggang untuk memaparkan semuanya ke cahaya [sumber: Chemeurope.com ]. Nutrisi utama adalah karbon dioksida, yang dapat berasal dari udara atau sumber lain. Agitasi atau gelembung melarutkannya ke dalam air. Penanam harus menyediakan nutrisi lain, seperti nitrogen dan elemen pelacak, jika belum ada di dalam air.

Ada tiga sistem dasar untuk budidaya alga , masing-masing dengan kelebihan dan kekurangannya:

Semua sistem ini dirancang untuk menumbuhkan mikroalga, varietas bersel satu yang mengapung di air. Petani biasanya membudidayakan makroalga di laut lepas. Air sudah mengandung nutrisi yang dibutuhkan alga dan menyediakan kondisi pertumbuhan yang baik. Metode tradisional hanya dengan memanen rumput laut liar , dan ini masih dilakukan di wilayah pesisir di seluruh dunia.

Dengan meningkatnya permintaan, petani mulai membudidayakan rumput laut. Untuk beberapa varietas, seperti rumput laut, spora dilekatkan pada tali yang kemudian ditambatkan di laut dan rumput laut dibiarkan tumbuh. Jenis lain tumbuh dari potongan rumput laut yang diikat ke jaring atau disimpan di kolam.

Pertanian telah ada selama 10.000 tahun [sumber: Lienhard ]. Algakultur relatif baru. Para ilmuwan dan insinyur secara aktif mempelajari cara terbaik untuk meningkatkan ganggang secara efisien. Pemanenan tanaman adalah subjek lain dari penelitian intensif.

Mengontrol Variabel

Petani alga harus mengontrol dua variabel penting untuk mendapatkan panen yang baik. Tingkat pH air penting - alga lebih menyukai pH 7 hingga 9 - sedikit basa. Suhu juga kritis. Alga kebanyakan tumbuh antara 60 dan 80 derajat Fahrenheit (16 hingga 27 derajat Celcius) dan spesies yang berbeda memiliki preferensi yang berbeda [sumber: oilgae.com ].

Memanen mikroalga berarti mengeluarkan tanaman mikroskopis dari air tempat mereka tumbuh dan mengonsentrasikannya menjadi pasta. Penanam kemudian perlu menghilangkan kelembaban, meninggalkan biomassa padat. Ukuran mikroalga yang sangat kecil menimbulkan masalah dalam hal pemanenan.

Salah satu metodenya adalah filtrasi . Penanam dapat mengalirkan air yang mengandung alga melalui membran selulosa yang pori-porinya lebih kecil dari sel alga. Ini bisa jadi sulit karena filter cepat penuh dengan ganggang dan menjadi tersumbat. Para peneliti sedang mencari cara yang lebih baik untuk menyaring alga secara efisien.

Flokulasi , metode panen lain, berarti membuat ganggang mengumpul. Penambahan bahan kimia atau jenis alga yang secara alami menggumpal dapat menyebabkan mikroalga membentuk rumpun yang lebih mudah berkumpul.

Cara lain untuk memanen alga adalah dengan flotasi . Di sini, penanam menggunakan udara bertekanan untuk membuat buih gelembung dan ganggang yang membawa tanaman kecil ke permukaan di mana mereka dapat dihilangkan.

Sebuah centrifuge adalah metode panen lain. Memutar wadah berisi air dan ganggang menyebabkan ganggang berkumpul di salah satu ujungnya.

Untuk memanen tanaman mereka dengan paling efektif, petani algakultur terkadang menggabungkan metode ini. Mereka mungkin menggunakan flokulasi untuk membentuk rumpun alga, kemudian memisahkannya dengan flotasi atau centrifuge. Menemukan cara yang benar-benar efisien untuk memanen mikroalga adalah kunci untuk menurunkan biaya budidaya.

Pemanenan makroalga melibatkan masalah yang berbeda. Mengumpulkan rumput laut liar adalah proses padat karya. Beberapa jenis rumput laut yang ditanam dalam kondisi terkendali dapat dikumpulkan dalam jaring. Kelp yang diangkat dengan tali dapat ditarik keluar dan digantung hingga kering. Hutan rumput laut di laut dangkal dapat dipangkas dengan mesin, melepas bagian atas hamparan rumput laut bawah laut.

Setelah dipanen, ganggang harus dikeringkan dari air dan dikeringkan. Sebuah centrifuge dapat mengeluarkan air, tetapi relatif mahal. Beberapa sistem menggabungkan panen dan pemrosesan, menyebarkan ganggang pada filter sabuk yang membiarkan air mengalir, kemudian mengeluarkan lebih banyak air menggunakan media kapiler yang menarik air keluar dari biomassa ganggang.

Langkah selanjutnya adalah memecah dinding sel ganggang untuk mengekstrak minyak di dalamnya. Ganggang dimasukkan melalui sekrup atau piston press. Bahan kimia, pulsa elektromagnetik atau ultrasound juga dapat digunakan untuk memecah sel. Ketika minyak telah dikeringkan, biomassa yang tersisa dikompres menjadi kue untuk digunakan sebagai suplemen pakan ternak atau sebagai pupuk.

Alga telah menemukan berbagai kegunaan, yang paling menarik di bidang energi.

Desas-desus tentang ganggang adalah bahwa itu adalah sumber energi terbarukan yang ideal dan bisa menjadi bahan bakar hijau terbaik. Penelitian oleh pemerintah AS dan perusahaan seperti Boeing, Chevron, dan Honeywell sedang mengembangkan cara untuk menjadikan algakultur sebagai fondasi yang layak secara ekonomi untuk generasi energi baru [sumber: Chemeurope.com ]. Bagian dari daya tarik adalah kisaran bahan bakar di mana ganggang dapat diubah.

Alga sebenarnya tumbuh subur di air yang tercemar, yang berarti dapat digunakan untuk pengolahan air limbah. Alga mengubah polutan dari air limbah kota, industri atau pertanian menjadi produk sampingan yang dapat digunakan seperti pakan ternak atau biomassa untuk diubah menjadi energi. Alga secara alami mengakumulasi logam berat untuk dibuang atau didaur ulang.

Karena karbon dioksida, gas rumah kaca yang berkontribusi terhadap perubahan iklim, adalah makanan favorit alga, tanaman dapat digunakan untuk menangkap karbon . Mereka mengubah gas menjadi senyawa karbon organik dengan kecepatan yang jauh lebih cepat daripada tanaman darat. Satu pon (453,6 gram) ganggang mengkonsumsi 2 pon (907,2 gram) karbon dioksida [sumber: Edwards ]. Beri makan gas limbah dari pembangkit listrik tenaga batu bara ke dalam massa ganggang, dan mereka benar-benar memakannya. Gas limbah dapat disimpan untuk dihilangkan secara permanen dari atmosfer, atau diubah menjadi bahan bakar untuk mengurangi penggunaan bahan bakar fosil.

Alga terus berperan sebagai makanan dan suplemen manusia. Orang makan rumput laut dalam salad dan sushi dan mengambil suplemen yang terbuat dari mikroalga spirulina. Alga menyediakan protein lengkap, asam lemak omega-3 dan vitamin. Carageen diekstraksi dari rumput laut merah yang dikenal sebagai lumut Irlandia dan digunakan sebagai pengental.

Alga juga digunakan sebagai pakan ternak dan hewan laut seperti udang dan kerang. Biomassa yang tersisa setelah ganggang diproses terkadang dapat digunakan sebagai pupuk organik untuk lahan pertanian. Ganggang menemukan kegunaan kecil dalam kosmetik dan obat-obatan juga.

Penelitian tentang penanaman, pemanenan, dan pemrosesan alga berkembang pesat di banyak bidang. Mengingat nilainya yang sangat besar, tidak ada keraguan bahwa "gulma" sederhana ini akan memainkan peran yang berkembang di masa depan masyarakat dan ekonomi kita.

Hijau Mentah

Jika rasanya aneh membayangkan mobil Anda berjalan di atas rumput laut, pikirkan lagi. Bahan mentah yang kita ubah menjadi bensin hari ini terbentuk selama jutaan tahun dari ganggang mekar yang menetap di dasar laut dan tertutup sedimen. Panas dan kompresi mengubah tanaman kecil menjadi minyak mentah. Promotor bahan bakar berbasis alga menyebutnya sebagai "minyak mentah hijau" [sumber: Jha ].

Sebelum meneliti artikel ini, sejujurnya saya tidak tahu bahwa alga dan rumput laut adalah bentuk yang berbeda dari tumbuhan hijau kecil yang sama. Saya kagum dengan potensi alga dalam banyak hal: makanan, energi, pengendalian polusi. Proyek percontohan tampaknya bermunculan di mana-mana, mulai dari eksperimen rumput laut di Long Island Sound hingga upaya biodiesel di West Virginia hingga proyek penyerapan karbon di Oregon. Saya mendapat kesan bahwa kita mungkin berada di ambang revolusi alga.

Artikel Terkait

Sumber