BIOINDUSTRY SYSTEM )
D. SISTEM BIOINDUSTRI BERKELANJUTAN
Bahan bakar minyak (BBM) dan bahan bakar gas (BBG) pada saat ini tidak bisa dilepaskan dari setiap aspek kegiatan kehidupan, yakni sebagai sumber energi penggerak utama: transportasi, industri dan juga pertanian. Ironisnya, sampai saat ini BBM dan BBG yang tersedia dan dikenal secara luas adalah yang bersumber dari Sumberdaya fosil.
Sumberdaya fosil (batu bara, minyak dan gas) jumlahnya terbatas dan berasal dari jasad renik (hayati) yang proses transformasinya membutuhkan waktu yang relatif sangat lama, yaitu dalam kisaran ratusan juta tahun, namun ketersediaannya ‘hanya’ dalam waktu yang relatif sangat singkat yaitu dalam kisaran ratusan tahun. Karena proses transformasi dari bahan awalnya, yaitu Sumberdaya hayati renik, yang sangat lama maka Sumberdaya fosil dikelompokkan sebagai bahan yang tidak dapat diperbaharui (non-renewable resources). Sejak dieksploitasi diawal abad 20 diperkirakan bahan fosil akan habis keseluruhannya di awal abad 22 dan sepanjang abad 21 akan menjadi Sumberdaya yang semakin langka.
Disamping sebagai sumber energi, sampai saat ini bahan fosil juga merupakan sumber bahan baku utama bagi berbagai industri kimiawi untuk menghasilkan berbagai jenis produk yang juga digunakan hampir dalam setiap aspek kegiatan kehidupan. Bahan fosil juga menjadi sumber bahan baku utama industri kimiawi
Dokumen Pendukung Konsep Strategi Induk Pembangunan Pertanian {SIPP} 2013 - 2045
Dokumen Pendukung Konsep Strategi Induk Pembangunan Pertanian {SIPP} 2013 - 2045
terkait pertanian dengan didirikannya industri untuk menghasilkan berbagai jenis produk pupuk sintesis dan pestisida sejak awal tahun 1900-an. Sejak saat itu pupuk dan pestisida sintetis digunakan hampir dalam semua budidaya pertanian
Tindakan progresif dan komprehensif sangat dibutuhkan untuk mengatasi ketergantungan pasokan energi (fuels) dan bahan baku industri (feeds) dari bahan fosil bukan saja pada sektor pertanian tapi juga sektor lainnya khususnya yang terkait pada rantai pasok (supply chain) produk pertanian.
Oleh karena itu, mengalihkan sistem pasokan energi dan bahan baku industri dari bahan fosil menjadi berbasiskan Sumberdaya hayati yang terbarukan (renewable resources) perlu segera diintensifkan dan diawali dari sektor pertanian. tani.
1. Biorefinery
Biorefinery adalah suatu konsep proses pengolahan keseluruhan biomassa untuk menghasilkan berbagai komponen bio-produk dengan input energi dan bahan eksternal yang serendah mungkin dan secara menyeluruh memberi nilai tambah maksimal bagi biomassa yang diolah.
Konsep biorefinery menekankan pada aspek proses konversi (bio-
dan termo- kimia) keseluruhan biomassa secara terpadu untuk memproduksi bahan bakar, daya, dan bahan kimia bernilai tambah tinggi. Konsep ini dapat dianalogikan dengan konsep proses konversi petroleumrefinery, yang pada intinya memproduksi beragam produk kimiawi dan bahan bakar dari minyak bumi.
Konsep Biorefinery dapat digambarkan menurut bagan pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3. Konsep Holistik Pertanian Berkelanjutan
2. Bioindustri: Primary processing dan secondary processing
Pembangunan bio-industri yang dekat dengan sumber biomassa merupakan langkah awal strategis meningkatkan nilai tambah hasil pertanian dan sekaligus mengurangi ketergantungan pengolahan hasil pertanian pada energi fossil melalui pemanfaatan ‘limbah’ pertanian sebagai sumber energi untuk pengolahan hasil pertanian serta memudahkan siklus unsur hara budidaya pertanian.
Biomassa terdiri dari kumpulan makromolekul (karbohidrat, lipid, protein, dan asam nukleat) dan bagian lignoselulosik yang sering dianggap sebagai limbah pertanian. Pengolahan terpadu menjadi suatu keharusan untuk mencapai efisiensi bahan dan energi yang tinggi karena dalam mendapatkan bioproduk bernilai ekonomi tinggi dari makromolekul juga dimanfaatkan lignoselulosik sebagai energi penggerak bagi proses konversi biomassa. Konsep pengolahan biomassa terpadu yang belakangan ini disebut dengan
istilah biorefinery seperti telah diuraikan sebelumnya merupakan
landasan penting untuk mewujudkan keberhasilan pengembangan bio-industri.
Selain keterpaduan pengolahan melalui konsep biorefinery seperti yang diuraikan di atas, keberhasilan bio-industri juga ditentukan dari keterpaduan tahapan pengolahan
antara primary dan secondary
processing, yang dapat berskala
kecil ataupun besar. Primary processing merupakan pengolahan biomassa hasil panen sampai menjadi komponen kasar makromolekul (lipid, karbohidrat, dan protein) atau produk turunan antara (intermediate) dari makromolekul dan menjadikan kemudahan daur ulang unsur nutrisi esensial bagi tanaman di lahan pertanian sebagai kriteria penting. Sedangkan secondary processing merupakan pengolahan lanjut yang akan memurnikan atau mengkonversi produk Primary processing menjadi produk makro molekul yang memenuhi karakteristik dan spesifikasi tertentu atau menjadikannya menjadi bio-produk bernilai tinggi.
Secondary processing sebaiknya dikelola pelaku yang memiliki akses pada pasar sehingga menjadi mitra yang memberi kepastian bagi produk primary processing, sedangkan primary processing menjadi mitra yang memberi kepastian bagi produk hasil pertanian. Kemitraan seperti ini belum lazim diterapkan di Indonesia, namun seperti diuraikan sebelumnya keberlanjutan produktivitas pertanian sangat tergantung dari peran interaksi makhluk hidup yang sangat tinggi di lahan pertanian dan demikian juga berlaku bagi usaha pengolahan berbasis biomassa yang harus menjaga dan menjamin keterlibatan dan interaksi para pelakunya dengan baik agar terjamin keberlangsungan rantai pasok usaha tersebut.
Sehubungan dengan penerapan konsep biorefinery untuk mengolah hasil pertanian, biomassa yang dihasilkan memiliki kandungan makromolekul karbohidrat (pati), selulosa, hemiselulosa, lignin,
minyak, dan protein yang sangat bervariasi yang perlu dipahami berbagai pihak baik pelaku usahatani maupun pelaku yang mengolahnya. Makromolekul tersebut dapat diolah menjadi produk antara dan produk turunan yang luar biasa banyaknya, juga dapat ditransformasikan menjadi beragam produk akhir (end product) di berbagai bidang (misalnya industri tekstil, komunikasi, transportasi, kesehatan, dan suplai makanan) yang dapat menjadi sumber peningkatan pendapatan petani dan pengelola bio- industri. Jumlah produk yang dapat diturunkan dari biomassa sebanding dengan jumlah produk turunan yang didapatkan dari pengolahan minyak bumi.
Dari sejumlah produk yang dapat diturunkan dari biomassa tersebut, terdapat 12 platform chemicals yang dianggap paling penting dan bernilai komersial tinggi, yaitu gliserol, asam 3-hidroksipropionat, 1,4-di-acid (asam suksinat, asam fumarat, dan asam malat), asam aspartat, 3-hidroksibutirolakton, asam levulinat, asam glutamat, asam takonat, xylitol/arabinitol, sorbitol, asam glukarat, dan asam 2,5-furan-di-karboksilat.
Platform chemicals tersebut dapat diolah menjadi berbagai macam bahan bakar, bahan kimia, bioproduk, maupun daya (power), sebagaimana yang telah dihasilkan dari minyak bumi dan industri petrokimia masa kini.
Lebih lanjut perlu ditekankan di sini, proses pembuatan platform
chemicals dari bahan hayati umumnya lebih mudah dan murah
dibandingkan proses pembuatan platform chemicals dari bahan fosil. Struktur kimia komponen bahan hayati secara termodinamik memerlukan energi yang lebih kecil dibanding struktur kimia fosil untuk diubah menjadi struktur kimia berbagai platform chemicals sebagai produk antara untuk menghasilkan berbagai produk komersial kimiawi yang digunakan saat ini.
Pengalihan bahan fosil menjadi bahan hayati sebagai bahan baku industri akan berlangsung secara bertahap sejalan dengan ketersediaan (jumlah dan jaminan) pasokan bahan hayati dan tingkat harga kedua bahan tersebut yang saling terkait dengan ketersediaannya. Sebagaimana disampaikan sebelumnya ketersediaan bahan fosil akan semakin langka dan dengan demikian harganya akan semakin tinggi dan kenaikan harga tersebut sudah berlangsung sejak awal abad 21 ini.
3. Economic of scale, mobile unit
Sebelumnya telah diuraikan terkait dengan siklus unsur utama budidaya pertanian, keberhasilan bio-industri perlu mempertimbangkan integrasi antara primary dan secondary processing, yang dapat berskala kecil ataupun besar. Dalam kaitan ini, skala bio-industri tidak harus seperti Industri berbahan fosil yang ada saat ini yang hanya akan ekonomis bila dibangun dengan skala besar. Karena terkait dengan sumber biomassa yang tersebar dan terkait dengan keberlanjutan produksi biomassa pada budidaya pertanian, bio-industri skala kecil dan besar memiliki kelebihan dan kekurangan. Memadukan industri kecil dan besar untuk meminimalisasi kelemahannya dan memaksimalkan kekuatannya merupakan prasyarat lain keberhasilan dan keberlanjutan bioindustri.
Indusri kecil dapat diwujudkan dengan industri yang menetap (fixed) tapi juga dapat diwujudkan dengan indusri yang bergerak (mobile). Keterpaduan industri kecil dan besar dapat dalam berbagai bentuk
usaha kerjasama dan disesuaikan dengan kekhususan lokasi, sumber bahan dan komoditas produk bioindustri yang akan dihasilkan.