Microbial Enhanced-Recovery Oil (MEOR)

Mekanisme MEOR (Dhanarjan dkk., 2017)

Mikroba memiliki ukuran yang tentunya kecil dengan diversitas yang cukup tinggi dan tersebar di lingkungan sekitar kita. Karena ukurannya yang kecil, seringkali kita tidak menyadari keberadaan mahluk ini. Seiring berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, peranan mikroba dalam segala bidang kehidupan manusia telah dipelajari, baik yang menguntungkan dan merugikan. Dalam tulisan ini akan dibahas potensi aplikasi mikroba dalam salah satu habitatnya, yakni lingkungan terestial khususnya pemanfaatannya dalam proses enhanced oil recovery.

Dalam lingkungan terestial saat ini, mikroba memiliki potensi yang cukup besar untuk dimanfaatkan membantu manusia memperbaiki kualitas lingkungan terestial, dalam hal ini pencemaran. Pencemaran dari bahan-bahan alami hingga sintetik, dari bahan-bahan yang sifatnya mudah didegradasi hingga yang sulit atau tidak dapat didegradasi, bersifat racun atau bahkan tidak sama sekali. Biasanya mikroba digunakan untuk mendegradasi bahan pencemar tersebut agar lingkungan yang tercemar atau terkontaminasi dapat dimanfaatkan kembali. Ada kalanya mikroba juga digunakan untuk meningkatkan produksi suatu bahan dari lingkungan, seperti produksi minyak pada kilang perminyakan menggunakan mikroba (Microbial Enhanced Oil recovery/MEOR). Mikroba juga dapat digunakan untuk mengeluarkan bahan pencemar tersebut dari lingkungan agar bahan pencemar tersebut dapat digunakan kembali. Salah satunya adalah pencemaran lingkungan terestial akibat tumpahan minyak.

EOR atau enhanced oil recovery merupakan proses tertier recovery minyak dari sumur minyak. Berdasarkan sumber, diketahui bahwa proses enhanced oil recovery memiliki potensi untuk memulihkan minyak dari sumur minyak hingga 60% dari sisa  minyak di kilang minyak yang mencapai 55%-85%. Proses EOR yang memanfaatkan mikroba sebagai alatnya dinamakan Microbial Enhanced Oil Recovery (MEOR). Tujuan dari pemanfaatan mikroba ini adalah untuk meningkatkan recovery minyak yang terperangkap dalam media berpori pada pengilangan minyak sehingga dapat meningkatkan keuntungan ekonomi minyak.

Proses MEOR biasanya menggunakan hasil metabolit yang dihasilkan oleh bakteri berupa biosurfaktan. Biosurfaktan merupakan molekul amphiphilik yang mampu menurunkan tegangan permukaan minyak-air, menurunkan nilai viskositas minyak sehingga minyak dapat dengan mudah mengalir dan keluar dari reservoir minyak serta dapat mengubah porositas batuan reservoir minyak. Biosurfaktan biasanya merupakan molekul kompleks yang berbeda pada struktur molekulnya namun umumnya terdiri dari peptida, glikolipid, glikopeptida, asam lemak dan fosfolipid. Namun, biosurfaktan yang seringkali diisolasi dari bakteri dan dipelajari adalah glikolipid, salah satunya rhamnolipid. Rhamnolipid adalah molekul rhamnosa yang berikatan dengan dua molekul dari β-asam hidroksidekanoik yang dapat diproduksi oleh bakteri dari genus Pseudomonas seperti Pseudomonas aeruginosa, P. Putida 21BN, dll. Tidak hanya Pseudomonas, banyak bakteri lain yang juga telah diisolasi dan dinyatakan dapat menghasilkan biosurfaktan seperti Bacillus dll.

Mekanisme yang terjadi dalam proses MEOR adalah pembentukan gas yang menyebabkan peningkatan tekanan di dalam reservoir; pembentukan asam dan degradasi matriks batu kapur; reduksi viskositas minyak dan tegangan permukaan oleh biosurfaktan yang dihasilkan oleh bakteri; akumulasi biomassa atau pembentukan polimer; serta degradasi dari molekul organik yang besar pada minyak, yang proses keseluruhannya akan menyebabkan penurunan viskositas dan tegangan permukaan antara minyak dan air sehingga minyak mudah mengalir keluar dari reservoir. Penggunaan MEOR dapat dilakukan dengan beberapa strategi, yakni: injeksi mikroba yang berpotensi untuk menghasilkan biosurfaktan yang diinginkan pada reservoir; injeksi nutrisi tertentu yang dibutuhkan oleh mikroba indigen penghasil biosurfaktan untuk menstimulasi pertumbuhan serta pembentukan biosurfaktannya; produksi biosurfaktan di dalam bioreaktor secara ex-situ kemudian diinjeksi ke dalam reservoir.

Sama halnya dengan teknologi-teknologi yang berkembang dalam proses EOR, MEOR memiliki keuntungan serta kerugian dalam penggunaannya. Keuntungannya berupa dapat mendegradasi molekul besar oleh produk seluler biodegradable sehingga lebih ramah lingkungan; produksi surfaktan yang mengurangi tegangan permukaan; produksi gas CO2 yang dapat memberikan tekanan tambahan pada tenaga penggerak; fasilitas yang digunakan untuk recovery tidak memerlukan banyak modifikasi dan aplikasinya mudah dan lebih efisien daripada teknologi EOR lainnya. Adapun kekurangannya berupa penggunaan oksigen yang diperlukan oleh bakteri aerob MEOR dapat bertindak sebagai agen korosif yang non resisten pada pipa dan mesin serta kemungkinan konsumsi hidrokarbon oleh bakteri dapat mengurangi produksi kimia yang diinginkan.

Oleh karena itu meski potensi mikroba dalam MEOR memiliki kekurangan, namun karena penggunaannya yang cukup efisien dibandingkan teknologi EOR lainnya, diharapkan MEOR dapat lebih berkembang. Semenjak teknologi ini diperkenalkan pada tahun 1926, negara-negara maju semakin concern untuk melakukan penelitian di bidang MEOR agar penggunaanya semakin efisien. Penggunaan yang efisien secara tidak langsung akan mengurangi harga produksi namun meningkatkan jumlah produksinya.

Tulisan ini dibuat oleh Penulis sebagai tugas Mata Kuliah Mikrobiologi Lingkungan (BM3101).