Sebagai bagian dari langkah strategis menuju hilirisasi riset hayati, Pusat Studi Bioteknologi Universitas Gadjah Mada resmi membentuk Divisi Bioproses. Divisi ini menjadi rumah bagi riset-riset lanjutan yang mengintegrasikan teknologi bioreaktor, optimasi proses fermentasi, dan rekayasa sistem untuk produksi senyawa bioaktif atau energi terbarukan, termasuk biogas dari limbah industri. Salah satu fokus utama adalah pengembangan sistem thermophilic anaerobic digestion untuk memanfaatkan vinasse, limbah cair dari industri bioetanol berbasis tebu, sebagai sumber energi berkelanjutan.
Vinasse, yang biasanya dianggap sebagai limbah, ternyata memiliki kandungan organik tinggi yang dapat dikonversi menjadi metana melalui proses anaerobik. Namun, tantangan terbesar adalah keberadaan senyawa penghambat seperti fenol yang mengganggu aktivitas mikroba. Dalam studi yang dipublikasikan di jurnal Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, peneliti berhasil meningkatkan produktivitas metana hingga 85% dibanding kontrol dengan menggunakan media zeolit/bentonit yang dimuat dengan ion Fe(II) sebagai tempat imobilisasi mikroba (Budhijanto et al., 2024). Media ini terbukti memperbaiki kinerja proses pada berbagai konsentrasi substrat, menjadikannya solusi potensial untuk meningkatkan efisiensi reaktor skala industri.
Studi lanjutan yang dipublikasikan di jurnal Results in Engineering mengevaluasi kinerja reaktor Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) dalam kondisi termofilik, memanfaatkan manure sapi sebagai inokulum (Bayu et al., 2022). Dengan pendekatan kinetika berbasis Anaerobic Digestion Model 1 (ADM1), studi ini menunjukkan bagaimana variasi Organic Loading Rate (OLR) memengaruhi dinamika pertumbuhan mikroba dan produksi gas. Menariknya, tidak ditemukan efek penghambatan pada seluruh OLR yang diuji, menunjukkan stabilitas tinggi dari sistem ini dalam menghadapi fluktuasi beban organik.
Sebagai penutup rangkaian studi ini, jurnal Renewable Energy memuat hasil analisis ekonomi dari dua tipe reaktor (FBR dan CSTR) serta tiga skema pemanfaatan biogas, mulai dari pembangkitan listrik hingga co-firing pada boiler dan penjualan gas domestik (Purwanta et al., 2022). Hasilnya menunjukkan bahwa skema co-firing untuk menggantikan bahan bakar fosil pada boiler eksisting merupakan opsi paling menguntungkan secara finansial, dengan IRR sebesar 17,26%, periode balik modal 4,34 tahun, dan NPV mencapai Rp20,94 miliar.
Ketiga studi ini menegaskan bahwa pendekatan bioproses tidak hanya mendukung pengelolaan limbah industri, tetapi juga membuka jalan menuju energi bersih dan sirkularitas industri. Ke depan, keahlian dalam desain dan pengoperasian bioreaktor yang dikembangkan oleh Divisi Bioproses di Pusat Studi Bioteknologi akan sangat penting untuk mendukung hilirisasi berbagai produk bioaktif, termasuk dalam bidang terapi berbasis peptida, produksi antivenom, dan biofarmasi lainnya. Dengan fondasi ilmiah dan teknis yang kuat, divisi ini siap menjadi jembatan antara laboratorium dan dunia industri.
Daftar Publikasi Terkait:
- Budhijanto, W., et al. (2024). Influences of substrate concentration and Fe-loaded zeolite/bentonite on the methane yield in sugarcane vinasse anaerobic digestion. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 9, 100759.
- Bayu, A.I., et al. (2022). Kinetic study of thermophilic anaerobic digestion of sugarcane vinasse in a single-stage continuous stirred tank reactor. Results in Engineering, 14, 100432.
- Purwanta, et al. (2022). Techno-economic analysis of reactor types and biogas utilization schemes in thermophilic anaerobic digestion of sugarcane vinasse. Renewable Energy, 201, 864–875.
***
Oleh: Fajar Sofyantoro
