Sisa Pertanian Sumber Tenaga Boleh Diperbaharui di Malaysia

Oleh : Prof. Ir. Dr. Mohd Fadhil Bin Md Din, Pengarah Pelestarian Kampus, Universiti Teknologi Malaysia
Professor Dr. Yu You Li, Tohoku University, Japan, Email: gyokuyu.ri.a5@tohoku.ac.jp

Biojisim daripada produk pertanian merupakan komoditi utama bagi pertumbuhan ekonomi negara, terutamanya di rantau ASEAN disebabkan kebergantungan pendapatan negara-negara membangun atau masyarakat berpendapatan rendah. Kebiasaannya, aktiviti pertanian termasuk pembenihan, pembajaan, penanaman dan penuaian yang menghasilkan kuantiti dan kualiti produk. Justeru, antara komponen utama daripada aktiviti ini ialah sisa tanaman diproses (sisa biojisim) yang dirujuk sebagai sisa bahan biojisim yang terbuang. Berdasarkan kemajuan pengetahuan teknologi, sisa-sisa pertanian ini telah banyak diterokai berkonsepkan sumber kekayaan baru atau menerusi model “Circular Economy” . Penggunaan komponen biojisim ini diselidiki sebagai sumber tenaga boleh diperbaharui bagi pilihan terbaik untuk penyelesaian ke arah penjimatan kos dan praktikal dalam pengurusan sisa. Walau bagaimanapun, kajian penting mengenai sumber tenaga biologi yang dijana daripada air sisa organik adalah kajian yang paling ditonjolkan sejak beberapa dekad lalu. Sisa biojisim ini mengandungi pelbagai jenis karbohidrat, protein, mikro, dan makro-nutrien tetapi kandungan yang paling signifikan (dalam bentuk pejal) adalah bahan hemiselulosa / selulosa dan sebatian lignoselulosa yang sukar dirawat menggunakan rawatan konvensional. Disebabkan pengaruh bahan hemiselulosa/selulosa, komponen tersebut boleh ditukarkan sebagai bahan mentah dalam pengeluaran cecair alternatif (seperti bio-etanol dan biodiesel) dan bahan api gas (gas bio-metana dan pirolisis) menerusi proses rawatan tertentu. Bagaimanapun, sebahagian besar penerbitan terdahulu telah mengesahkan sebagai bahan mentah bagi agen pembakaran (seperti bio-etanol dan bio-metana).

Jumlah potensi bioenergi yang dapat diperolehi daripada sisa-sisa pertanian dan agro-industri yang dihasilkan telah banyak diterbitkan di beberapa jurnal antarabangsa. Berdasarkan penyelesaian kos rendah dan praktikal untuk penjanaan bioenergi daripada biojisim, projek penyelidikan “bio-hythane” (hidrogen dan metana) telah dilaksanakan sejak awal 2010. Konsep ini adalah sama dengan rawatan biasa daripada cairan (air sisa), tetapi, penemuan terbaru membuktikan menerusi teknik pra-rawatan (pecahan selulosa menjadi asid lemak) boleh menghasilkan bentuk bioenergi yang lebih tinggi dalam proses tersebut. Kebiasaannya, penghasilan gas metana boleh berlaku menerusi fermentasi bahan organik tetapi keputusan saintifik menunjukkan gas hidrogen juga boleh dihasilkan menerusi teknik pra-rawatan “termofilik” (bakteria suhu panas) yang wujud semasa proses pelepasan buangan cairan. Penghasilan “bio-hythane” adalah antara bahan bakar alternatif yang mengandungi campuran hidrogen dan metana yang boleh diangkut dan disimpan menggunakan infrastruktur sumber gas semasa. Kaedah terdahulu cuma menghasilkan gas metana dan produksi hidrogen yang amat kecil, berbanding teknik “termofilik” ini. Justeru, kebanyakan penyelidikan kini tertumpu kepada industri kelapa sawit yang sememangnya diketahui mempunyai ekstrak dan nilai kandungan organik yang terbaik bagi penghasilan bioenergi bermula dari hampas sehinggalah kepada air sisa sawit. Elemen penyelidikan ini masih diteruskan menerusi kerjasama pembangunan peringkat skala besar pada masa depan.

[Nota: Projek ini merupakan program kerjasama di antara Tohoku University, Japan dan The Global Hitachi Foundation (GHF) bermula September 2019 – Mac 2020. Maklumat penyelidikan ini juga merupakan intisari penemuan berdasarkan rencana penulisan di dalam rujukan berikut]:

1. Santhana Krishnan, Mohd Fadhil Md Din, Shazwin Mat Taib, Yong Ee Ling, Hafiz Puteh, Puranjan Mishra, Mohd Nasrullah, Mimi Sakinah, Zularisam A. Wahid, Supriyanka Rana,  Lakhveer Singh (2018) Process constraints in sustainable bio-hythane production from wastewater: Technical note. BioResource Technology Report. https://doi.org/10.1016/j.biteb.2018.05.003
2. Santhana Krishnan, Mohd Fadhil Md Din, Shazwin Mat Taib, Yong Ee Ling, Eeyzah Aminuddin, Shreeshivasan Chelliapan, Puranjan Mishra, Supriyanka Rana, Mohd Nasrullah, Mimi Sakinah, Zularisam A Wahid, Lakhveer Singh (2018). Mini Review: Utilization of micro‒algal biomass residues (MABRS) for bio‒hythane production‒ a perspective. Journal of Applied Biotechnology & Bioengineering. 5(3):166‒169.
3. Krishnan, S., Fadhil, M., Shazwin, T., Ling, E., Chelliapan, S., Mishra, P., Rana, S., Nasrullah, S., Singh, L., Sakinah, M., Wahid, Z. A., Nasrullah M. (2019). Accelerated Two-Stage Bioprocess for Hydrogen and Methane Production from Palm Oil Mill Effluent using Continuous Stirred Tank Reactor and Microbial Electrolysis Cell. Journal of Cleaner Production, 224, 84-93. (Elsevier, IF 5.9)

Kredit Foto :
ecclesiastical
SEDA