Vertical Coloumn Photobioreactor untuk Kultur Fitoplankton dengan Akrilik

Apa itu Phytoplankton atau makro alga?

Phytoplankton atau fitoplankton sudah lama dikenal sebagai sumber protein dalam budidaya larva udang ataupun ikan dan sebagai suplemen makanan bagi manusia. Mikroalga memiliki peranan yang sangat besar yaitu sebagai dasar dari suatu rantai makanan dalam ekosistem perairan, sehingga mikroalga digunakan sebagai pakan hidup untuk menunjang budidaya organisme perairan yang bersifat komersial.

Saat ini lebih dari 40 spesies mikroalga yang telah berhasil dibudidayakan, guna menunjang kegiatan pembenihan ikan antara lain lain Nannochloropsis sp, Skeletonema sp, Tetraselmis sp, Dunaliella sp, Chaetoceros sp, Isochrysis sp. dan Scenedesmus sp.

Sumber: Marine Phytoplankton Australia

Mikroalga merupakan bentuk tumbuhan yang paling primitif berukuran seluler yang lebih dikenal dengan fitoplankton (alga laut bersel tunggal) dan diatome. Nannochloropsis sp. merupakan jenis alga hijau (Chlorophyta) yang memiliki sel berwarna kehijauan dan tidak berflagel. Selnya berbentuk bola, berukuran sedang dengan diamater 2-8 µm Kelebihan jenis mikroalga ini cukup mudah dikultur dalam waktu singkat dan nilai nutrisinya sangat tinggi.

Baca juga: Unlocking New Potential for Microalgae in Aquafeed

Kandungan Nutrien Makroalga

Nutrien adalah salah satu faktor penting yang perlu diperhatikan dalam pertumbuhan mikroalga seperti Nannochloropsis sp. Nutrien yang dibutuhkan oleh mikroalga terdiri dari makronutrien dan mikronutrien.

Makronutrien yang dibutuhkan antara lain C, H, N, P, K, S, Mg, dan Ca, sedangkan mikronutrien yang dibutuhkan antara lain adalah Fe, Cu, Mn, Zn, Co, Mo, Bo, Vn, dan Si. Penambahan nutrisi pertumbuhan ke dalam media kultur mikroalga dinilai merupakan aspek yang paling berpengaruh terhadap kuantitas biomassa hasil pembelahan sel mikroalga.

Cara Reproduksi Makroalga

Nannochloropsis sp. bereproduksi secara aseksual dengan cara membelah diri dan membentuk autospora. Setiap sel yang sudah masak akan membelah diri dan menghasilkan dua dan empat autospora. Autospora adalah spora non flagela yang bentuknya menyerupai sel induknya, tetapi mempunyai ukuran tubuh lebih kecil.

Autospora yang telah dihasilkan dibebaskan dari sel induk melalui penghancuran dinding sel dewasa dan berkembang hingga mencapai ukuran sel induknya. Sedangkan Skeletonema memiliki bereproduksi dengan cara membelah sel dan membentuk auxospora dimana dua auxspora menyatu dan membentuk individu baru.

Baca juga: Turning Carbon Emissions Into Protein: Novonutrients Aquaculture Feed From Bacteria

Penambahan Karbondioksida

Selain itu karbondioksida merupakan faktor pembatas dalam kultur mikroalga. Penambahan karbondioksida akan mencukupi kebutuhan karbon mikroalga yang selanjutnya akan disintesis menjadi energi. Energi yang dihasilkan pada proses fotosintesis mikroalga dapat digunakan sebagai pertumbuhan, cadangan makanan atau untuk mempertahankan diri saat terjadi tekanan pada lingkungan.

Kultur Mikroalga Secara Konvensional

Pada umumnya kultur mikroalga skala massal menggunakan wadah kultur berbentuk petak atau bulat berbahan beton atau fiber dan umumnya dinding wadah yang tidak transparan sehingga akan menghambat masuknya sinar matahari keseluruh kolam air menyebabkan penyebaran sinar matahari tidak merata.

Penyebaran sinar matahari yang tidak merata menghambat proses fotosintes yang merupakan kunci dari produktifitas dari Nannocholoropsis. Untuk itu dikembangkan sebuah metode kultur Nannochloropsis sp dengan menggunakan menggunakan sistim photobioreactor

Kultur Mikroalga Photobioreactor

Photobioreactor adalah sistim bioreaktor yang digunakan sebagai tempat kultur mikroalga seperti nannocholoropsis yang menjamin tersedianya cahaya dan nutrisi kedalam reaktor. Photobioreactor terbagi menjadi dua sistim menggunakan sistim horizontal dan sistim vertical. Tabung reactor atau wadah kultur terbuat dari bahan bermaterial transparan.

Sumber: researchgate.com

Pembaharuan dari kegiatan ini adalah menggunakan bahan acrylic berbentuk tabung ukuran kapasitas volume 1,4 ton yang sebelumnya telah dilakukan ujicoba menggunakan bahan plastic dengan ukuran kapasitas volume 70 liter. Sistim kultur vertical column photobioreactor menggunakan sistim countinous culture dimana meniadakan penggunakan aerasi sebagai suplai oksigen dan sekaligus pengaduk digantikan menggunakan sistim sirkulasi. Sistim sirkulasi mengunakan pompa.

Baca juga: Study Replaces Dietary Fish Oil With Microalgal Oil

Keunggulan Produksi Mikroalga dengan Photobioreactor

Kultur phytoplankton dengan menggunakan metode vertical couloum photobioreactor mampu mengefesiensikan dan meningkatkan kepadatan Nannochloropsis yang dikultur. Pada kultur konvensional untuk kultur Nannochloropsis dengan volume 6 ton hanya mampu menghasilkan kepadatan 10-15 juta per mil sedangkan dengan menggunakan metode vertical coulumn dengan volume 1,4 ton mampu menghasilkan kepadatan hingga 50-70 juta per mil.

Dengan kepadatan Nannochloropsis sp diatas 50 juta per mil dapat memenuhi kebutuhan live feed dalam unit produksi ikan (hatchery ikan). Selanjutnya sistim photobioreactor dapat dimanfaatkan oleh unit pembenihan ikan atau udang dari skala rumah tangga maupun bisnis dengan memodifikasi bahan material yang digunakaan untuk unit pembenihan skala rumah tangga dapat menggunakan wadah plastik.

Sedangkan untuk unit pembenihan menengah atau skala industry menggunakan material berbahan arkilik. Selain dapat dimanfaatkan oleh unit pembenihan, sistim ini, dapat digunakan untuk home industry atau industri berbasis supplement dan kosmetik, karena mikroalga tidak hanya dapat dimanfaatkan sebagai pakan ikan atau udang tapi juga dapat dimanfaatkan sebagai suplemen kesehatan tubuh manusia dan kosmetik.