Peluang Pemanfaatan Teknologi Fine Bubble untuk Bidang Pertanian dan Perikanan

Aplikasi fine bubble mulai banyak diterapkan dalam berbagai industri. Beberapa di antaranya termasuk industri perikanan dan agro. Pada Webinar Teknologi Fine Bubble Seri I yang berjudul “Peran Standar Teknologi fine bubble dalam Mendukung Sektor Pertanian dan Perikanan” (15/5), Badan Standardisasi Nasional melalui Direktorat Pengembangan Standar Agro, Kimia, Kesehatan dan Halal menghadirkan tiga pembicara di bidang fine bubble sesuai bidang keahlian, yakni: Kepala Pusat Penelitian Metalurgi dan Material LIPI, Nurul Taufiqu Rochman, yang salah satu kepakarannya sebagai Ahli Teknologi Nanobubble; Dosen Fakultas Teknologi Pertanian IPB, Aris Purwanto, sebagai ahli aplikasi teknologi fine bubble di bidang pertanian; serta Wendi Tri Prabowo selaku pelaku breeding technology untuk udang vanamei dan ahli nano bubble di Balai Perikanan Budidaya Air Payau (BPBAP) Situbondo (KKP). “BSN melihat teknologi fine bubble sebagai potensi yang sangat besar untuk Indonesia, baik untuk produk-produk yang berbasis agro, sektor perikanan, maupun untuk lingkungan dan kesehatan. Banyak sekali aplikasi dari teknologi fine bubble ini, sehingga kami dari BSN melihat ini sebagai teknologi yang menjanjikan, yang barangkali bisa menjadi game-changer untuk meningkatkan produk-produk unggulan kita” tukas Direktur Pengembangan Standar Agro, Kimia, Kesehatan dan Halal, Wahyu Purbowasito, dalam pembukaan seminar online yang diselenggarakan melalui aplikasi Zoom dan ditayangkan pada Youtube Live ini.

Merujuk pada definisi ISO 20480-1:2017 (E), bubble yang dimaksud adalah gas dalam sebuang medium yang tertutup permukaan. Sedangkan fine bubble adalah bubble yang berdiameter 100 µm. Selain itu, di dalam ISO 20480-1:2017 (E) terdapat juga definisi ultrafine bubble dan micro bubble, yang mana ultrafine bubble adalah fine bubble berdiamerter di bawah 1 µm dan micro bubble adalah juga fine bubble berdiameter antara 1-100 µm.

Gambaran kegunaan fine bubble ini adalah bagaimana teknologi ini memungkinkan ikan air tawar dan air asin hidup berdampingan serta meningkat produktivitasnya. Berbeda dengan macro bubble yang dengan segera terangkat dari dalam air, fine bubble bersifat stagnan sehingga lebih lama menjaga kadar udara di dalam air. Perbedaan ukuran bubble membedakan pula sifatnya, dimana surface area pada bubble biasa 1:1 akan menjadi 1:100 pada fine bubble, dengan jumlah partikel yang meningkat hingga 1 juta kali. Kecepatan fine bubble untuk naik ke atas juga lebih lambat dari bubble (mendekati nol). Hal ini memberikan efisiensi transfer massa pada fine bubble.

Ukuran molekul air pada nanofine bubble yang menyerupai ukuran virus (100-150 µm) berpotensi untuk kemampuan mempengaruhi mekanisme virus dalam mendekati obyek, yakni mempersulit virus dalam menempel kepada obyek yang ditujunya. Maka, nano bubble dapat digunakan untuk menstrerilisasi, membersihkan, bahkan membunuh bakteri atau virus.

Terdapat beberapa referensi pengembangan teknologi untuk membuat fine bubble. Salah satunya dari Jepang oleh Akimi Serizawa yang meliputi beberapa teknik pembuatan nano bubble berdasarkan mekanisme pembentukannya, yakni shearflow, nucleation, cavitation, bubble breakdown by shockwave, dan combination. Nurul membuat klasifikasi pengembangan teknologi fine bubble berdasarkan bentuk fisik, di antaranya: menggunakan pompa mixer udara/gas ke dalam air; nozle mixer udara/gas ke dalam air; nozel berpori pencampur udara/gas dan air; mesin pencacah campuran udara/gas dan air; serta yang terakhir, kombinasi mesin pencacah, nozel berpori dan mixer.

Kunci dari teknologi ini adalah bagaimana mendapatkan lebih banyak ukuran-ukuran bubble yang sangat halus. Tujuan dari modifikasi teknologi fine bubble adalah untuk mendapatkan bubble yang lebih stabil di air karena ukurannya yang sangat halus, tingkat kelarutan di air yang lebih tinggi karena jumlahnya yang lebih banyak, lebih lama di air karena sifatnya yang homogen, serta dapat digunakan untuk berbagai gas yang spesifik selain udara (O2, CO2, N2, dll).

Teknologi ini dapat diaplikasikan di banyak bidang pertanian, peternakan, tanaman, perikanan dan sebagainya. Nurul memprediksi bahwa teknologi fine bubble dapat merevolusi beberapa hal. Contohnya, fungsi pupuk urea yang akan tergantikan oleh mesin-mesin ultrafine bubble yang memproduksi Nitrogen. Berbagai bidang lain yang dapat mengaplikasikan ultrafine bubble diantaranya untuk kebutuhan cleaning, medical care/pharmaceutical, manufacture, chemical, water treatment, cosmetics, food. Nano Center Indonesia turut bekerja sama dengan PT. Perikanan Nusantara untuk menjaga kesegaran ikan, yang mana produk teknologinya dapat menghambat laju pembusukan ikan yang biasanya 2-3 hari menjadi tahan hingga 10 hari. Disampaikan Nurul, Teknologi nano bubble juga turut membawa peluang dan tantangan dalam peningkatan daya saing bangsa.

Dosen Fakultas Teknologi Pertanian IPB, Aris Purwanto, yang merupakan ahli aplikasi teknologi fine bubble di bidang pertanian, memaparkan pemanfaatannya dalam pertanian, yakni percepatan proses germinasi dan breaking dormancy. Aris menyampaikan bahwa pemanfaatan teknologi fine bubble di Jepang sudah sampai pada pada pemanfaatan plant factory, untuk percepatan pertumbuhan sayur dengan hasil yang lebih bagus. ROS (Reactive Oxygene Species) atau jumlah oksigen yang reaktif menjadi lebih banyak dengan penerapan teknologi fine bubble. ROS dapat berfungsi membangunkan benih tanaman yang masih dorman. Dengan hasil uji coba yang Aris dan timnya lakukan di berbagai negara, termasuk Indonesia, teknologi ini terbukti efektif menghasilkan proses germinasi yang lebih cepat pada tanaman barley seeds. Pada tanaman soybean, teknologi ini menghasilkan tumbuhan yang lebih Panjang dibanding hasil biasa. Teknologi ini juga telah Aris buktikan menghasilkan produk yang lebih homogen. Berbagai tanaman telah Aris teliti dengan teknologi ini, termasuk juga tanaman-tanaman hutan.

Penelitian Aris juga membuktikan bahwa teknologi ini pun dapat digunakan untuk breaking dormancy atau mempercepat masa tidur benih sebelum dapat ditanam kembali. Seperti tanaman padi yang masa dormansi setelah panennya berkisar 2-3 bulan, dapat dipercepat menjadi 3 hari dengan menggunakan ultrafine bubble. Hingga saat ini, penelitian Aris untuk percepatan dormansi produk bawang putih lokal yang memiliki masa dormancy 4-5 bulan masih terus berjalan.

Ahli Nano bubble di Balai Perikanan Budidaya Air Payau (BPBAP), Situbondo, Wendi Tri Prabowo, yang juga ahli di bidang Konstruksi dan Analisa Pembenihan/Pembesaran Udang Vanamei dan Ikan Kerapu, menyampaikan teknologi fine bubble pada perikanan budi daya payau.

Ada beberapa Peluang dan Tantangan di bidang ini. Diantaranya, peluang lahan dengan luas terbatas di masyarakat masih cukup banyak. Namun, jumlah yang banyak ini belum mampu dimanfaatkan secara optimal oleh masyarakat karena keterbatasan pengetahuan tentang daya dukung air dan lahan pada budidaya ikan atau udang. Kemudian, ada peluang peningkatan market lokal untuk produk udang dan ikan kerapu. Demikian pula peluang dari bonus demografi. Tantangan bidang ini adalah fenomena peningkatan densitas tebar. Kompetisi lahan budidaya yang menjadi tantangan tersendiri. Penurunan kualitas lingkungan dan penyakit serta kaitannya dengan kampanye ecofriendly juga menjadi bagian tantangan yang dihadapi. Peluang dan tantangan ini membutuhkan teknologi yang dapat menjembatani aplikasinya pada masyarakat. Fine bubble dan ultrafine bubble adalah solusi yang optimal.

Tujuan penerapan teknologi fine bubble pada budidaya ikan dan udang adalah untuk meningkatkan produktivitas komoditas. Sasaran teknologi ini adalah untuk menghasilkan komoditas yang layak secara performa dan ekonomi, sehingga dapat diaplikasikan dalam berbagai platform dan prosedur usaha. Wendi dan tim mengaplikasikan fine bubble pada pembesaran udang vanamei di bak raceway dengan menggunakan semi-flock system. Perlakuan dengan nano bubble pada udang selama 88 hari menghasilkan bobot akhir udang yang meningkat dengan nano bubble, SR akhir meningkat, produktivitas dan kapasitas naik.

Selain pada udang, Wendi juga melakukan penggelondongan pada ikan kerapu cantik dengan sistem resirkulasi (RAS). Hasilnya menunjukkan tingkat kelangsungan hidup antara aplikasi nano bubble dengan aerator tidak menunjukkan perbedaan signifikan. Kemudian, Laju pertumbuhan panjang harian menunjukkan pola signifikansi pada 10 hari pertama. Jumlah konsumsi pakan total menunjukkan sedikit perbedaan, namun efisiensi pakan menunjukkan perbedaan signifikan antara nano bubble dengan aerator.

Wendi dan tim juga mengaplikasikan microfine bubble pada pembenihan ikan kerapu. Dibandingkan dengan penggunaan aerasi biasa, hasil dari microfine bubble hampir dua kali lipatnya. Lebih lagi, Wendi dan timnya juga menerapkan micro bubble pada pembesaran ikan kerapu. Ke depannya, pengembangan penerapan nano bubble akan terus dilanjutkan, baik dalam pembenihan ikan/udang, nursery ikan, performa RAS, plankton, dan IPAL. Wendi menyarankan perlu dilakukan percobaan dampak nano bubble terhadap fluktuasi nilai total ammonia, total phospat, dan acidifitas media pemeliharaan. Selain itu, diperlukan juga pengulangan dalam skala yang lebih besar (scale up).

Standar untuk teknologi fine bubble sedang dikembangkan di Indonesia dengan fasilitasi BSN. Demikian pula di dunia internasional, standar ini sedang dikembangkan melalui ISO/TC 281 Technology Fine Bubble. Sesi I Webinar turut dihadiri oleh sekitar 210 peserta. Webinar Teknologi fine bubble diselenggarakan dalam dua seri, yang mana nantinya Seri II akan diselenggarakan pada hari Senin, 18 Mei 2020. Webinar Seri II tersebut akan membahas peran standar teknologi fine bubble dalam mendukung sektor kesehatan dan lingkungan. (put-Humas)