Pendahuluan
A: “Jurusan apa kuliahnya?”
Me: “Bioproses”
A: “Jurusan apa itu”
Mungkin itu adalah salah satu pertanyaann paling sulit untuk dijawab bagi mahasiswa teknik bioproses jika ditanya oleh keluarga/teman/rekan kerja, termasuk gua, sebab Teknik Bioproses sendiri yang belum sangat dikenal masyarakat luas dan khusus di Universitas Brawijaya, Teknik Bioproses berada dalam naungan Fakultas Teknologi Pertanian, yang menjadikan banyak mengaitkan Teknik Bioproses dengan jurusan pertanian.
Selain itu, pertanyaan tersebut sulit dijawab karena kami, Mahasiswa/i Teknik Bioproses, sendiri pun rata-rata tidak sepenuhnya memahami Teknik Bioproses secara utuh. Cakupan ilmunya yang luas membuat kami kesulitan mendeskripsikan “Apa itu Teknik Bioproses?” dengan baik.
Hal tersebut yang menjadi dasar gua menulis buku ini, untuk mengenalkan apa itu Teknik Bioproses secara detail dan simpel sehingga mudah untuk dipahami dan mudah untuk dideskripsikan ulang jika dibutuhkan.
Apa itu Teknik Bioproses?
01
Pengertian
Berdasarkan pengalaman gua, cara terbaik untuk belajar sesuatu adalah dengan memulai dari pengertian. Oleh karena itu, agar mudah dipahami, mari kita mulai dari pengertian dasar.
🦠 Bioproses
Mari kita mulai dari memahami apa itu Bioproses? Bioproses sendiri berasal dari dua kata, biologis dan proses, yang mana secara definisi bioproses dapat diartikan suatu proses yang melibatkan mikroorganisme/mahluk biologis.
👷🏻Teknik
Teknik atau engineering dalam bahasa Inggris, dapat juga dideskripsikan dari kata rekayasa. Apa itu rekayasa? Secara definisi, rekayasa adalah bagaimana cara kita menerapkan ilmu pengetahuan untuk mencapai suatu tujuan spesifik.
💎 Teknik Bioproses
Berdasarkan kedua definisi tersebut, Teknik Bioproses dapat diartikan sebagai:
Penerapan keilmuan dalam proses biologis untuk mencapai suatu tujuan spesifik
Itu sepertinya pernyataan yang paling cocok untuk mendeskripsikan Teknik Bioproses sekaligus dapat memberikan gambaran tentang apa yang dilakukan oleh praktisi dalam bidang teknik bioproses. Adapun yang memberikan teknik bioproses arti lebih luas adalah tujuan pemanfaatannya.
02
Tujuan Pemanfaatan
Tujuan dari Teknik Bioproses itu sangat beragam. Bahkan dapat dikatakan bahwa hampir seluruh bidang industri yang ada, dapat mengadopsi bidang-bidang teknik bioproses, mulai dari bioproses dalam bidang lingkungan, keberlanjutan, pangan, obat-obatan, farmasi, nutrisi, energi, material, produksi, pengolahan limbah, dan berbagai macam industri lainnya.
Hal tersebut disebabkan dalam segala aspek di kehidupan kita, proses biologis adalah hal yang tidak terhindarkan. Terlebih dengan banyaknya inisiasi mengenai perpindahan industri dari brown industries menjadi green industries, menjadikan bidang keilmuan Teknik Bioproses adalah bidang yang memiliki prospek yang baik.
Oke, jika secara keseluruhan penerapan Teknik Bioproses memiliki prospek yang baik, ke arah mana kita harus berfokus? Sebab sangat tidak mungkin untuk kita, sebagai individu, untuk menguasai seluruh bidang industri yang ada.
Untuk membahas kemana kita harus berfokus, kita perlu terlebih dahulu mencari informasi tentang industri apa saja yang memberikan kita demand atau kebutuhan akan penerapan ilmu teknik bioproses yang paling tinggi.
Sebab jika kita berbicara dalam ranah industri (bukan skala lab ataupun percobaan) aspek utama yang menjadi driving force terealisasikannya suatu ide atau ilmu adalah biaya operasional dan skalabilitas. Banyak ide-ide tentang pemanfaatan proses biologis yang dalam skala lab/penelitian, memberikan dampak positif dan menghasilkan produk unggulan.
Namun, ketika dilakukan scale up ke skala industri, ide tersebut seringkali mengharuskan kita untuk mengeluarkan biaya operasional dan investasi yang sangat tinggi.
02
Industri dengan Demand Tertinggi
Mari kita lihat dahulu beberapa industri dengan demand tertinggi saat ini dan masa depan.
Berdasarkan data yang gua kurasi dari beberapa sumber seperti , , , , , dan sumber-sumber lainnya didapatkan hasil sebagai berikut: Dari tabulasi data tersebut, dapat dilihat bahwa 3 dari 7 industri yang memiliki demand tertinggi berada dalam ranah keilmuan teknik bioproses Hal tersebut menunjukkan besarnya potensi yang dimiliki oleh lulusan Teknik Bioproses.
Berikut merupakan modul pembahasan secara rinci terkait bagaimana potensi dari masing-masing bidang yang ada di Teknik Bioproses:
⚡ Renewable Energy
Energi terbarukan tidak dapat dibantah lagi adalah industri utama di dunia, terlebih lagi dengan adanya yang menargetkan porsi dari energi terbarukan di Indonesia berada pada angka 23% pada tahun 2025 dan 31% pada 2030. Selain Indonesia, dalam skala internasional, Uni Eropa juga mengeluarkan atau Directive (EU) 2018/2001 tentang energi terbarukan yang menargetkan minimal 32% dari total konsumsi energi di Eropa berasal dari energi terbarukan demi mengurangi emisi gas rumah kaca dan transisi ke sistem energi berkelanjutan. Di Amerika terdapat kebijakan yang disebut yang mempromosikan adopsi energi terbarukan yang mengharuskan setiap industri untuk menggunakan listrik dari energi terbarukan setidaknya 5% dari total konsumsi listrik dan harus adanya peningkatan porsi energi terbarukan tersebut setiap tahunnya. Berdasarkan dari narasi yang ada, industri di bidang energi terbarukan dapat dimanfaatkan oleh lulusan Teknik Bioproses. Lalu pertanyaan selanjutnya, darimana harus memulai?
Secara konsep, posibilitas untuk menerapkan proses biologis ke dalam industri energi sangat tidak terbatas. Untuk memudahkan, berikut adalah data yang sudah gua kurasi dari berbagai sumber dan riset terkait pemanfaatan proses biologis dalam bidang energi:
Biofuels atau bahan bakar bio merupakan sumber energi terbarukan yang telah lama ada dan sudah banyak diterapkan hampir di seluruh dunia, seperti di Indonesia dimana Pertamina mengeluarkan produk berupa Pertamina Green yang merupakan Bioethanol (campuran antara bahan bakar fosil dengan ethanol yang dihasilkan dari proses biologis.
Bofuels yang paling banyak adopsinya adalah bioethanol dan biodiesel yang dihasilkan dari proses pengolahan limbah pertanian seperti gandum, jagung, dan lainnya. Namun, permasalahannya adalah hal tersebut menciptakan persaingan antara pemanfaatan lahan pertanian untuk kebutuhan pangan dan untuk kebutuhan energi. Beberapa laporan menunjukkan bahwa pemanfaatan limbah pertanian justru menghasilkan limbah lebih banyak lagi dan tidak menghasilkan energi yang efisien 1
Oleh karena itu, banyak usaha untuk mengembangkan Third Generation of Biofuels, dan disini potensi pemanfaatan bidang keilmuan teknik bioproses.
💎 Third Generation Biofuels Third generation biofuels adalah biofuels yang dihasilkan oleh mikroalga, cyanobacteria, atau biomassa non-pangan lainnya. Hal tersebut dikembangkan untuk mengatasi permasalahan persaingan sumber biomassa antara kebutuhan pangan dan energi.
Mikroalga dan cyanobacteria memanfaatkan sinar matahari untuk mengonversi karbon dioksida atau sumber karbon anorganik lainnya menjadi biomassa.
⚡ Productions Processes
Terbagi menjadi beberapa tahapan:
Biochemical Conversion
Konversi gula atau makrmolekul glukosa melalui proses biokimia (fermentasi) yang oleh mikroalga/cyanobacteria menjadi ethanol
Thermochemical Conversion
Memanfaatkan metode seperti gasifikasi atau pirolisis yang akan mengonversi biomassa alga yang didapatkan menjadi syngas atau bio-oil
Transesterification
Seperti halnya pada proses pembentukan Second-generation biofuels, algal-oils yang didapatkan dapat dikonversi menjadi biodiesel melalui proses transesterifikasi