MAKALAH BIOTEKNOLOGI PENAMBANGAN

BAB I

PENDAHULUAN

A.      LATAR BELAKANG

Penerapan bioteknologi sebenarnya telah dilakukan sejak zaman prasejarah, antara lain untuk menghasilkan minuman beralkohol dan mengawetkan daging. Dari minuman beralkohol, anggur mungkin  merupakan produk bioteknologi tertua, kemudian disusul bir selanjutnya roti.

Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidangpertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.

Bioteknologi boleh didefinisikan sebagai proses-proses biologi oleh organisme yang dimanfaatkan oleh dan untuk kepentingan manusia. Sebenarnya pengertian bioteknologi sangat luas. Tiap-tiap negara mempunyai definisi masing-masing. Definisi yang seragam sebenarnya penting agar terdapat pandangan yang sama dalam mendiskusikan masalah bioteknologi baik dalam lingkup nasional maupun internasional. Batasan umum yang diusulkan bagi negara anggota organisasi untuk kerja sama dan pengembangan ekonomi (OECD = Organization for Economic Coorporation and Development) adalah bahwa: “Bioteknologi merupakan penerapan prinsip ilmiah dan rekayasa pengolahan bahan oleh agen biologi, untuk menyediakan barang dan jasa”

B.       RUMUSAN MASALAH

1.    Apa yang dimaksud dengan bioteknologi ?

2.    Apa yang dimaksud dengan Penambangan ?

C.      TUJUAN PENULISAN

1.    Mengetahui apa itu bioteknologi penambangan.

2.    Mengatahui apa itu bioteknologi penambangan.

BAB II

PEMBAHASAN

A.      PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa.  Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.

B.       PEMANFAATAN BIOTEKNOLOGI DALAM BIDANG PERTAMBANGAN

Di bidang pertambangan berkembang bioteknologi untuk memisahkan logam dari bijihnya yaitu dengan pemanfaatan bakteri Thiobacillus ferroxidans. Bakteri ini merupakan bakteri kemolitotrof yang mampu memisahkan logam dari bijihnya. Energy yang digunakan Thiobacillus ferroxidans dalam memisahkan logam dari bijihnya berasal dari hasil oksidasi senyawa anorganik khususnya senyawa besi dan belerang. Asam sulfat dari besi sulfat melarutkan logam dari bijihnya.

Mikroorganisme bermanfaat dalam pertambangan karena alasan-alasan berikut. Tidak merusak lingkungan dibandingkan pengolahan dengan bahan kimia. Lebih banyaknya mineral yang dapat menggunakan mikroorganisme dalam pengolahannya. Mikroorganisme mampu mengumpulkan mineral dari bijih yang hanya mengandung sedikit mineral. Bijih miskin mineral ini tidak layak diproses secara konvensional.

Berikut ini adalah tahapan bakteri dalam memisahkan tembaga dari bijihnya, yaitu :

a.      Bakteri bereaksi dengan melarutkan senyawa belerang dan besi dalam batuan. Selanjutnya, bakteri mengoksidasi Fe²⁺ menjadi Fe^3+.

b.      Unsure S dalam FeS₂ bereakasi dengan ion hydrogen dan molekul oksigen membentuk H₂SO₄.

c.      Ion Fe³⁺ pada bijih yang mengandung CuSO₄ mengoksidasi ion Cu⁺ menjadi Cu²⁺ dan bereaksi dengan SO₄^2- dari H₂SO₄ sehingga membentuk CuSO_4.

d.      Reaksi selanjutnya adalah sebagai berikut :

e.      CuSO₄  + 2Fe + H₂SO₄ → 2FeSO₄ + Cu + 2H⁺

C.      SEJARAH DAN DEFINISI THIOBACILLUS FERROOXIDANS

Peranan bakteri dalam melepaskan logam dari cebakan batuan bumi baru diketahui belum lama berselang. Laoran pertama menyatakan bahwa baru pada tahu 1920-an diketahui ada bakteri tertentu yang berperan dalam pelepasan Zn dan FeS dari batuan, meskipun saat itu belum teridenfikasi (Weiss, 1973; Miller & Risatti, 1988). Peranan seseunghunya bakteri didalam melepaskan logam baru diketahui pada tahun 1947, yaitu ketika Arthur Colmer 7 M.E. hinkie dariWest Virginia University di Morgantown dapat mengidentifikasi jenis bakteri tersebut. Bakteri tersebut kini disebut Thiobacillus ferrooxidans, yang berperan utama melepaskan logam dari sulfide cebakan.

Di antara kelompok Thiobacilli, Thiobacillus ferrooxidans telah muncul sebagai sebuah bakteri ekonomi yang signifikan di bidang pencucian bijih sulfida sejak penemuannya pada 1950 oleh Colmer et al. Penemuan T. ferrooxidans menyebabkan pengembangan cabang baru dari ilmu metalurgi disebut “biohydrometallurgy” yang berurusan dengan semua aspek dari mikroba dimediasi ekstraksi logam dari mineral atau limbah padat dan drainase tambang asam dll

Biohidrometalurgi adalah ilmu dan teknologi yang mengkaji proses pengolahan dan perekayasaan mineral dan logam. Ruang lingkup metalurgi meliputi: pengolahan mineral (mineral dressing), ekstraksi logam dari konsentrat mineral (extractive metallurgy), proses produksi logam (mechanical metallurgy), perekayasaan sifat fisik logam (physical metallurgy). Salah satu cabangnya adalah Biohidrometalurgi, yakni pengolahan bijih logam menjadi logam murni dengan cara penambahan mkhluk hidup seperti bakteri. Misalnya : Thiobacillus ferrooxidan berperan memisahkan logam dari bijihnya atau kotoran sehingga didapat logam berkualitas tinggi.

D.    MEKANISME PEMANFAATAN  T. FERROOXIDANS DALAM PEMISAHAN LOGAM BESI

T. ferroxidans adalah bakteri pelepas logam yang paling banyak diteliti, berbentuk batang kecil, menyukai temapat yang sangat asam dengan pH optimum berkisar anatara 1,5-2,5 (chang & Myersonn, 1982). Bakteri ini mampu mendapatkan energi dari oksida besi ferrp (Fe2+) dan menjadi ferri Fe3+ dan dengan mengoksidasi bentuk tereduksi sulfur menjadi asam sulfat (corbelt & Ingledew,1987). T. ferrooxidans adalah bakteri yang paling aktif di tambang limbah akibat asam dan polusi logam. Situs drainase tambang asam ekstrim juga mengekspos tingkat tinggi pirit, suatu unsur yang mudah teroksidasi oleh T. ferrooxidans. Ini kapasitas oksidasi pirit-telah dimanfaatkan dalam industri desulfurisasi batubara. T. ferrooxidans digunakan dalam pengolahan mineral industri dan proses bioleaching. Bakteri ini memiliki kemampuan untuk menyerang sulfida yang mengandung mineral sulfida larut dan mengkonversi logam seperti tembaga dan seng ke dalam sulfat larut mereka logam. Logam dipulihkan melalui proses bioleaching termasuk tembaga, uranium dan emas.

T. ferrooxidans berasal energi dari oksidasi besi ferro menjadi besi ferri, dan mengurangi senyawa sulfur menjadi asam sulfat. Deposit belerang  bisa menumpuk di dinding sel bakteri.   Produk sampingan lain dari metabolisme (asam sulfat) kadang-kadang berhubungan dengan korosi oksidatif dari beton dan pipa. Dalam lingkungan tanah, T. ferrooxidans berguna sebagai sumber slow release fosfat dan sulfat untuk pemupukan tanah.

Reaksi pelepasan logam biasanya meliputi pengubahan cebakan logam yang tidak larut, biasanya berupa sulfida, menjadi senyawa yang larut dan logam yang diinginkan lebih mudah dimurnikan atau diekstrak. Bakteri pelepas logam dapat melakukan perubahan ini secara langsung dengan mngoksidasi sulfida logam sehingga terbentuk besi ferri, asam sulfat dan sulfat logam dan hasil logam tergantung jenis cebakanya

Beberapa reaksi pelepasan logam sebagai hasil serangan bakteri T. ferrooxidans langsung adalah ;

4FeS₂(pirit ) + 15O₂ + H₂O à 2 Fe₂(SO₄)₃ + 2H₂SO₄….. 1

4CuFeS₂ (khalkopirit) + 17 O₂ + H₂SO4 à4CuSO4 + 2Fe(SO4)3 + 2H2O…2

2FeAsS (arsenopirit) + 2O2 + H2O à 2FeSO₄ + 2 H₂SO₄ …3

CuS (kovelit)  + 2O₂ à CuSO₄ ……4

Pelepasan logam dari mineral oleh bakteri dapat juga secara tidak langsung. Seperti diperlihatkan pada reaksi berikut ;

4FeS₂ (pirit) + 2Fe(SO₄)₃ à 6Fe(SO₄) + 4S…….. 5

CuS (kovelit) + Fe₂ (SO₄)₃ à CuSO₄ + 2F(SO₄) + S………..6

Besi ferri dan asam sulfat terbentuk melalui oksidasi langsung sulfide logam mampu mengokidasi sendiri cebakan tertentu untuk membentuk oksidasi dan sulfat yang larut dalam larutan asam

Dengan menggunakan beberapa bakteri aerobik ototrofik yaitu Thiobacillus ferrooxidans. Spesies bakteri ini bila ditumbuhkan dalam keadaan lingkungan yang mengandung biji tembaga atau besi akan menghasilkan asam dan mengksidasikan biji tersebut disertai pengendapan atau pemisahan logam besinya. Proses ini yang dinamakan pelindian atau bleaching. Dengan teknik ini dapat memperbaiki cara pemisahan logam dari biji dan tidak mengakibatkan polusi udara

BAB III

PENUTUP

A.      KESIMPULAN

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa dalam memenuhi kebutuhan hidup manusia. Bioteknologi digunakan dalam kehidupan sehari-hari karena perkembangbiakannya relatif cepat, mudah dimodifikasi, dan mampu memproses bahan baku lebih cepat untuk menghasilkan produk baru. Pengolahan bioteknologi terbagi menjadi 2, yaitu secara tradisional atau konvensional serta modern.

Peranan mikroorganisme dalam bioteknologi, yaitu dalam bidang pangan, dalam bidang pertanian dan perkebunan, dalam bidang peternakan, dalam bidang kedokteran dan farmasi, dalam bidang lingkungan (bioremediasi), dan dalam bidang pertambangan (biometalurgi). Bioteknologi bukan hanya memiliki dampak positif saja, tetapi juga memiliki damapak negative Maka dari pada itu perlu dibuat langkah – langkah pencegahan mengenai dampak negative dari bioteknologi

Tweet

Postingan terkait:

— Add Comment — Pendidikan, Sekolahan