Biomass Recalcitrane: Sebuah Catatan


Saat ini saya sedang belajar tentang biomassa dan konversinya menjadi bioetanol. Saya mesti belajar banyak tentang biomassa dan faktor-faktor yang menghambat konversi selulosa menjadi gula dan etanol. Saya belajar dari beberapa buku dan jurnal penelitian. Tulisan ini merupakan seri catatanku ketika mengikuti kuliah & belajar Biomass Recalcitrane. Saya akan menuliskan seri catatan singkat tentang topik itu. Semoga bermanfaat.

Bacaan utama: Biomass Recalcitrane



 

Tantangan Pemahaman Mendalam Tentang Rekalsitrane dan Konversi Biomassa

 

Biorefinari Lignoselulosa Modern

Ketersediaan energi menjadi topik yang sangat hangat beberapa tahun terakhir ini. Kesadaran akan menipisnya cadangan minyak bumi dan tuntutan untuk mencari sumber energi alternatif menjadi pendorong utamanya. Salah satu sumber energi alternatif yang banyak dikembangkan adalah konversi biomassa menjadi biofuel. Upaya untuk merubah biomassa lignoselulosa seperti kayu menjadi biofuel sudah dimulai sejak jaman baheula. Saya menemukan sebuah paten kuno tentang tentang konversi kayu menjadi alkohol (etanol). Topik ini menjadi semakin hangat diteliti sejak dua dekade terakhir. Bahkan beberapa tahun ini memenuhi isi jurnal-jurnal ilmiah international. Artinya, penelitian tentang topik ini banyak dilakukan orang.

Teknologi ini belum sepenuhnya ‘matang’ dan sedang dalam proses pengembangan. Saat ini semua sedang mencoba membuat teknologi ini menjadi ekonomis dan bisa dilakukan dalam skala yang cukup besar. Pengembangan proses yang lebih efisien terus dilakukan. Topik yang mendesak untuk segera diselesaikan adalah pengembangan proses pretreatment yang dapat meningkatkan gula hasil hidrolisis, tetapi sedikit menghasilkan senyawa berbahaya untuk fermentasi, enzim selulase yang murah dan dapat menghidrolisis selulosa kristalin, pengembangan mikroba yang efisien untuk fermentasi gula hasil hidrolisis menjadi etanol.

Biaya/Cost bahan baku juga merupakan faktor yang sangat penting, namun yang lebih penting adalah bagaimana meningkatkan gula hasil hidrolisis. Masalah yield/hasil ini sangat krusial sekali karena menyangkut banyak hal, seperti: pengecilan ukuran bahan baku, pretreatment, detoksifikasi (jika menggunakan asam), pemisahan padatan dengan cairan, hidrolisis enzimatik, dan fermentasi gula menjadi produk.

Tak kalah penting juga adalah tuntutan untuk mengkonsolidasikan semua teknologi yang dikembangkan menjadi sebuah satu kesatuan proses. Beberapa penelitian dikembangkan secara terpisah dan membutuhkan konsolidasi dan penyesuaian dengan teknologi yang lain. Teknologi ini tidak bisa berdiri sendiri, mesti menjadi sebuah satu kesatuan. Beberapa skenario tambahan juga perlu dipertimbangkan, seperti rekayasa mikroba yang bisa menghasilkan enzim dan sekaligus melepaskan gula. Mikroba semacam ini saat ini belum ada, tetapi dengan perkembangan ilmu dan pengetahuan, mikroba ini bukan mustahil untuk diwujudkan. Tentu saja ini bukan pekerjaan yang mudah, sebuah pekerjaan besar yang memerlukan kolaborasi dari berbagai disiplin ilmu dan keahlian.
&nbsp,

Dayatahan Biomassa terhadap Dekonstruksi

Recalsitran Biomassa (mudahnya saya sebut saja daya tahan, meskipun artinya mungkin kurang pas) adalah sekelompok pertahanan diri dari tanaman atau bagian tanaman terhadap serangan mikroba dan enzim. Kemampuan ini dikembangkan oleh tanaman terestrial selama proses pematangan evolusi sebagai konsekuensi perpindahan dari air ke daratan.

Tanaman modern memiliki berbagai macam sistem perlindungan. Perlindungan pertama dari sebagian tanaman adalah jaringan edidermis, lapisan paling luar dari jaringan tanaman. Pada tanaman rumput-rumputan, lapisan paling luar terdiri dari sel-sel yang padat dan berdinding tipis, dan terspesialisasi untuk menghasilkan lilin atau meterial minyak.. Pada tanaman besar (pohon), lapisan gabus, menjadi bentuk perlindungan terhadap serangan fisik dan kimia.

Sistem pertahanan tanaman meliputi struktur dan organisasi jaringan vasular dan juga pada dinding sel tanaman. Serabut elemental terbenam di dalam dinding sel dan menutupi pori-pori selulosa. Penghalang nyata enzim selulase pada biomassa tanaman adalah susunan rapat dan karakteristik menolak air dari selulosa kristalin. Mikrofibril dinding sel diselubungi oleh hemiselosa yang secara kovalen terikat pada lignin. Matrik heteropolimer di mana selulosa terbenam di dalamnya menjadi salah satu sebab kenapa biomassa tanaman resisten terhadap bahan kimia yang harganya murah dan teknik perlakuan enzimatik lainnya.

Perkembangan Tanaman untuk Menahan Serangan Mikroba dan Enzim

Apakah enzim pendegradasi biomassa sudah berfungsi maksimal

Perlakuan Kimia masih diperlukan untuk membuka selulosa pada dinding sel

Fermentasi gula dari diding sel: tahapan untuk mengeset sistem biologi


Referensi yang berkaitan:
cellulosic cell wall
Posted from WordPress for Android

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s