ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

PROSES PRODUKSI BIOETANOL SKALA LABORATORIUM DARI MIKROALGA Porphyridium cruentum DI PUSAT PENELITIAN BIOTEKNOLOGI LIPI, CIBINONG, BOGOR

PRAKTEK KERJA LAPANG PROGRAM STUDI BUDIDAYA PERAIRAN

Oleh:

AYUNANI SULAIMAN PUTRI SIDOARJO – JAWA TIMUR

FAKULTAS PERIKANAN DAN KELAUTAN UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA 2016

LAPORAN PKL

PROSES PRODUKSI BIOETANOL…AYUNANI S. PUTRI


Yang bertanda tangan dibawah ini, saya: Nama

: AYUNANI SULAIMAN PUTRI

NIM

: 141311133016

Menyatakan dengan sebenarnya bahwa laporan PKL yang berjudul: PROSES PRODUKSI BIOETANOL SKALA LABORATORIUM DARI MIKROALGA Porphyridium cruentum DI PUSAT PENELITIAN BIOTEKNOLOGI LIPI, CIBINONG, BOGOR adalah benar hasil karya saya sendiri. Hal-hal yang bukan karya saya dalam laporan PKL tersebut diberi tanda citasi dan ditunjukkan dalam daftar pustaka. Apabila dikemudian hari terbukti pernyataan saya tidak benar, maka saya bersedia menerima sanksi akademik yang berlaku di Universitas Airlangga, termasuk berupa pembatalan nilai yang telah saya peroleh pada saat ujian dan mengulang pelaksanaan PKL. Demikian surat pernyataan yang saya buat ini tanpa ada unsur paksaan dari siapapun dan dipergunakan sebagaimana mestinya.

LAPORAN PKL



PROSES PRODUKSI BIOETANOL SKALA LABORATORIUM DARI MIKROALGA Porphyridium cruentum DI PUSAT PENELITIAN BIOTEKNOLOGI LIPI, CIBINONG, BOGOR Praktek Kerja Lapang sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Perikanan pada Program Studi Budidaya Perairan Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga

Oleh : AYUNANI SULAIMAN PUTRI NIM. 1411311133016

Mengetahui,

Menyetujui

Dekan Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga,

Dosen Pembimbing,

LAPORAN PKL



PROSES PRODUKSI BIOETANOL SKALA LABORATORIUM DARI MIKROALGA Porphyridium cruentum DI PUSAT PENELITIAN BIOTEKNOLOGI LIPI, CIBINONG, BOGOR

Oleh : AYUNANI SULAIMAN PUTRI NIM. 141311133016

Setelah mempelajari dan menguji dengan sungguh-sungguh, kami berpendapat bahwa Praktek Kerja Lapang (PKL) ini, baik ruang lingkup maupun kualitasnya dapat diajukan sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Perikanan Telah diujikan pada Tanggal : 17 Juni 2016 KOMISI PENGUJI Ketua : Dr. Kismiyati, Ir., M.Si. Anggota : Dr. Endang Dewi Masithah, Ir., MP. : M. Ghoyatul Amin, S.TP., MP.,M.Sc

Surabaya, 05 September 2016 Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga

LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI


RINGKASAN AYUNANI SULAIMAN PUTRI. Proses Produksi Bioetanol Skala Laboratorium dari Mikroalga Porphyridium cruentum di Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI, Cibinong, Jawa Barat. Dosen Pembimbing Dr. Kismiyati, Ir., M.Si. Pemanfaatan mikroalga untuk biofuel saat ini cenderung terfokus pada produksi

biodiesel

dari

mikroalga, padahal

menghasilkan biofuel lain seperti bioetanol.

Hal

mikroalga ini

juga

mampu

disebabkan adanya

kandungan karbohidrat pada mikroalga yang dapat dikonversi menjadi glukosa

dan difermentasi menjadi alkohol. Berdasarkan hal tersebut maka

kegiatan Praktek Kerja Lapang mengenai produksi bietanol dari mikroalga di Departemen Bioteknologi LIPI Cibinong ini perlu dilakukan. Tujuan pelaksanaan Praktek Kerja Lapang adalah untuk mengetahui proses produksi bioetanol skala laboratorium dari mikroalga Porpyridium cruentum di Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI Cibinong. Praktek Kerja Lapang ini dilaksanakan di Departemen Bioteknologi, Komplek CSC-LIPI, Jalan Raya Bogor Km. 46, Cibinong, Jawa Barat. Metode kerja yang digunakan dalam Praktek Kerja Lapang ini adalah metode deskriptif dengan pengambilan data meliputi data primer dan sekunder. Pengambilan data dilakukan dengan cara observasi, wawancara, partisipasi aktif dan studi pustaka. Proses produksi Bioetanol dimulai dari Penyediaan biomassa mikroalga Porpyridium cruentum dengan cara kultivasi mikroalga menggunakan media Johnson, Pemanenan mikroalga Porpyridium cruentum dengan menggunakan teknik sentrifugasi. Kemudian dilakukan hidrolisis secara asam dengan menggunakan katalis HNO3 dan dilanjutkan dengan fermentasi hasil hidrolisis (hidrolisat) dengan menggunakan starter Saccharomyces cerevisiae. Dengan dilakukannya Praktek Kerja Lapang ini, diharapkan dapat menambah wawasan mengenai produksi bioetanol pada mikroalga serta membandingkan dasar teori yang telah dipelajari dengan penerapan yang ada di lapangan.

v LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI


SUMMARY AYUNANI SULAIMAN PUTRI. Bioethanol Production Process with Laboratory Scale From Microalgae Porphyridium cruentum at the Research Center of Biotechnology LIPI, Cibinong, West Java. Advisor Dr. Kismiyati, Ir., M.Si. The utilization of mikroalga for biofuel currently tend to focus on the biodiesel production from mikroalga, whereas mikroalga is also able to produce biofuel such as bioethanol. This is due to the content of carbohydrates on mikroalga which can be converted into glucose and fermented to alcohol. Based on it, practical Field Work about production bietanol from mikroalga in Cibinong LIPI Biotechnology Research Center is needed to be done. The purpose of the implementation of the Practical Field Work is to know the process of bioethanol production from mikroalga Porpyridium cruentum with Laboratory scale in Cibinong LIPI Biotechnology Research Center. The practice of field work is carried out at Research Center of Biotechnology, Complex CSC-LIPI, Roads Bogor Km. 46, Cibinong, West Java. The working methods that used in practical field work is a descriptive method with primary and secondary data. Data collected with observation, interview, active participation and literature review. The process bioethanol production started from the provision of biomass mikroalga Porpyridium cruentum with cultivation mikroalga method using media Johnson, harvesting mikroalga Porpyridium cruentum using technique of centrifugation. Then, hidrolisis by acid using catalyst HNO3 and continued with the fermentation result hidrolisis (hidrolisat) using starter Saccharomyces cerevisiae. By doing of practical field work, it was suggested to add insight about bioethanol production in microalgae and compare the basic theories that have been studied with the implementation in the field.

vi LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI


KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Praktek Kerja Lapang tentang Proses Produksi Bioetanol Skala Laboratorium dari Mikroalga Porphyridium cruentum di Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI, Cibinong, Jawa Barat. Pada kesempatan ini, penulis haturkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1)

Ibu Dr. Kismiyati, Ir., M.Si. selaku Dosen Pembimbing yang telah

memberikan arahan, petunjuk dan bimbingan sejak penyusunan Usulan hingga selesainnya penyusunan Karya Ilmiah Praktek Kerja Lapang ini, 2) Ibu Dr. Endang Dewi Masithah, Ir., MP. dan Bapak M.Nur Ghoyatul Amin, S.TP., MP., M.Sc.. selaku Dosen Penguji yang telah memberikan masukan dan saran atas perbaikan Karya Ilmiah Praktek Kerja Lapang ini,

3)

Ibu Dra. Ni Wayan Sri Agustini selaku

pembimbing lapangan di Laboratorium Mikroalga Air Tawar yang telah memberikan ijin dan bantuan fasilitas selama pelaksanaan Praktek Kerja Lapang serta

4)

semua pihak yang telah membantu penulis dalam pelaksanaan maupun

penyelesaian Praktek Kerja Lapang ini. Penulis menyadari bahwa Karya Ilmiah Praktek Kerja Lapang ini masih belum sempurna, sehingga kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan demi perbaikan dan kesempurnaan Karya Ilmiah ini. Penulis berharap semoga Karya Ilmiah ini dapat bermanfaat dan berguna dalam menambah pengetahuan bagi penulis pada khususnya serta pembaca pada umumnya.

Surabaya, 05 September 2016

Penulis

vii LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI


UCAPAN TERIMAKASIH

Penulis menyadari dalam penyelesaian laporan Praktek Kerja Lapang ini tidak terlepas dari dukungan moril dan materil dari semua pihak. Melalui kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan terimakasih sebesar–besarnya kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayah-Nya, serta kepada : 1. Dr. Mirni Lamid, drh. MP., Selaku Dekan Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga. 2. Dr. Kismiyati, Ir., M.Si Selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan arahan Praktek Kerja Lapang. 3. Dr. Endang Dewi Masithah, Ir., MP. dan Bapak yang telah memberikan masukan dan saran atas perbaikan Karya Ilmiah Praktek Kerja Lapang. 4. Seluruh staf pengajar dan staf kependidikan Fakultas Perikanan dan Kelautan yang telah bersedia menyampaikan ilmunya kepada penulis dan membantu penulis dalam administrasi demi kelancaran pelaksanaan Praktek Kerja Lapang. 5. Prof. Drs. I Nyoman K Kabinawa M.M, Dra. Ni Wayan Sri Agustini, Bu Dede, dan Mas Didi terima kasih telah memberikan izin dan bimbingan kepada penulis untuk melaksanakan kegiatan Praktek Kerja Lapang di Puslit Bioteknologi, LIPI, Cibinong. 6. Kedua orang tua tercinta, Mama, Bapak, dan Adik terimakasih untuk waktu, doa dan dukungan yang tak pernah putus diberikan kepada saya dalam menjalani kehidupan. 7. Rosi, Reni, Mira, dan Mbak Mia, teman seperjuangan selama PKL di Puslit Bioteknologi, LIPI, Cibinong, Bogor. 8. Diana, Lathifa, Ridha, Mirna, Frida, Sobrina, Arina, Ardhi, dan angkatan 2013 yang senantiasa memberi semangat dan dukungan penulis untuk menyelesaikan penyusunan laporan Praktek Kerja Lapang ini. viii LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI


9. Semua pihak yang telah membantu penyelesaian laporan Praktek Kerja Lapang yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Semoga Allah Yang Maha Pengasih lagi maha Penyayang melimpahkan berkat-Nya dan membalas segala bantuan serta kebaikan yang telah diberikan oleh semua pihak kepada penulis.

Surabaya, September 2016

Penulis

ix LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI


DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL........................................................................................ i HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... iv RINGKASAN .................................................................................................. v SUMMARY ..................................................................................................... vi KATA PENGANTAR ..................................................................................... vii UCAPAN TERIMAKASIH ............................................................................. viii DAFTAR ISI .................................................................................................... x DAFTAR TABEL ............................................................................................ xii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiv I PENDAHULUAN ........................................................................................ 1 1.1 Latar Belakang .................................................................................... 1.2 Tujuan ................................................................................................. 1.3 Manfaat ............................................................................................... II TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................

1 2 2 3

2.1 Mikroalga Porphyridium cruentum .................................................... 3 2.2 Bioetanol ............................................................................................. 4 x LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI


2.3 Hidrolisis ............................................................................................ 6 2.4 Fermentasi .......................................................................................... 7 III RENCANA KEGIATAN ........................................................................... 8 3.1 Tempat dan Waktu.............................................................................. 3.2 Metode Kerja ...................................................................................... 3.3 Metode Pengambilan Data.................................................................. 3.3.1 Observasi ..................................................................................... 3.3.2 Wawancara .................................................................................. 3.3.3 Partisipasi Aktif...........................................................................

8 8 9 9 10 10

IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 12 4.1 Keadaan Umum Lokasi Praktek Kerja Lapangan ........................... 4.1.1 Sejarah Berdiri dan Perkembangan ............................................. 4.1.2 Letak Topografi ........................................................................... 4.1.3 Visi dan Misi ............................................................................... 4.1.4 Struktur Organisasi dan Tata Kerja ............................................. 4.1.5 Tugas Pokok dan Fungsi ............................................................. 4.1.6 Kepegawaian ............................................................................... 4.1.7 Sarana dan Prasarana di Pusat Penelitian Bioteknologi .............. 4.1.8 Sarana dan Prasarana di Laboratorium Mikroalga Air Tawar .... 4.2 Proses Produksi Bioetanol Porphyridium cruentum .......................... 4.2.1 Kultivasi Porphyridium cruentum .............................................. 4.2.2 Pemeliharaan Kultur Porphyridum cruentum ............................. 4.2.3 Indikator Pertumbuhan Porphyridum cruentum ......................... 4.2.4 Pemanenan Biomassa Porphyridum cruentum ........................... 4.2.5 Hidrolisis Biomassa Porphyridum cruentum .............................. 4.2.6 Fermentasi Hasil Hidrolisis ......................................................... V SIMPULAN DAN SARAN ........................................................................

12 12 13 13 14 15 15 16 17 18 18 20 21 24 25 27 33

5.1 Simpulan ............................................................................................. 33 5.2 Saran ................................................................................................... 33 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 34 LAMPIRAN ..................................................................................................... 39

xi LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI


DAFTAR TABEL Tabel

Halaman

1. Tabel Fisik Etanol ........................................................................................ 7

xii LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI


DAFTAR GAMBAR

Gambar

Halaman

1. Bentuk sel Porphyridium cruentum ...................................................... 4 2. Kultivasi Mikroalga Porphyridium cruentum ...................................... 18 3. Grafik Pertumbuhan Kultur Porphyridium cruentum .......................... 22 4. Proses Hidrolisis Biomassa .................................................................. 26 5. Hasil Hidrolisat Biomassa .................................................................... 27 6. Proses Fermentasi Hidrolisat ................................................................ 30 7. Kepadatan Sel S.cerevisiae Selama Proses Fermentasi ......................... 30

xiii LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI


DAFTAR LAMPIRAN Lampiran

Halaman

1. Peta Lokasi PKL ................................................................................. 39 2. Struktur Organisasi Puslit Bioteknologi LIPI ..................................... 40 3. Daftar Peralatan di Puslit Bioteknologi LIPI ...................................... 41 4. Daftar Gambar Peralatan di Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI ........ 43 5. Daftar Peralatan di Laboratorium Mikroalga Air Tawar .................... 44 6. Daftar Gambar Peralatan di Laboratorium Mikroalga Air Tawar ...... 46 7. Nilai Optical Density Porphyridium cruentum ................................... 48 8. Proses Kultivasi Porphyridium cruentum ........................................... 49 9. Proses Pembuatan Media Agar Miring ............................................... 50 10. Proses Stok Kultur Saccharomyces cerevisiae ................................... 51 11. Diagram Alir Proses Produksi Bioetanol dari Mikroalga Porphyridium cruentum ............................................................................................. 52

xiv LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI


I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Selama ini kebutuhan energi di dunia cenderung dipenuhi dengan bahan bakar fosil berupa batubara, minyak

bumi,

dan

gas

alam.

Menipisnya

ketersediaan bahan bakar fosil yang terjadi telah memberikan dampak yang sangat luas di berbagai sektor kehidupan, karena bahan bakar tersebut tidak bisa diperbaharui. Untuk itu diperlukan sumber energi alternatif seperti biofuel. Biofuel dapat didefinisikan sebagai bahan bakar dalam bentuk gas, padat maupun cair yang berasal dari biomassa (Patil et al., 2008). Biomassa ini dapat diperoleh baik dari daratan maupun perairan. Mikroalga merupakan sumberdaya perairan yang bisa menjadi salah satu sumber bahan baku untuk biofuel. Pemanfaatan mikroalga untuk biofuel saat ini cenderung terfokus pada produksi

biodiesel

dari

mikroalga, padahal

menghasilkan biofuel lain seperti bioetanol.

Hal

mikroalga ini

juga

mampu

disebabkan adanya

kandungan karbohidrat pada mikroalga yang dapat dikonversi menjadi glukosa

dan difermentasi menjadi alkohol.

Kandungan

karbohidrat

pada

mikroalga berkisar antara 5,0–67,9% dan diperkirakan dapat menghasilkan rendemen bioetanol sekitar 38%. Keanekaragaman mikroalga sangat tinggi, diperkirakan ada sekitar 200.000–800.000 spesies mikroalga ada di bumi. Mikroalga yang biasanya digunakan dalam produksi biodesel adalah mikroalga hijau uniseluler. Mikroalga tipe ini memiliki tingkat pertumbuhan dan kerapatan populasi yang tinggi. Salah satu jenis mikroalga yang berpotensi sebagai

biomassa

penghasil

bietanol

adalah

Porphyridium

cruentum.


2 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA Porphyridium cruentum mengandung kadar air 1,25-8,83%, kadar abu 16,823,6%, karbohidrat 22,8-39,3%, protein 27,7-40,8%, dan total lemak 5,78-7,55% (Fuentes et al., 2000). Dalam produksi bioetanol, selulosa akan dihidrolisis terlebih dahulu menjadi molekul sederhana atau monomer-monomer glukosa. Selanjutnya glukosa difermentasi menjadi bioetanol. Berdasarkan hal tersebut maka kegiatan Praktek Kerja Lapang mengenai produksi bietanol dari mikroalga di Departemen Bioteknologi LIPI Cibinong ini perlu dilakukan.

1.2 Tujuan Tujuan pelaksanaan Praktek Kerja Lapang adalah untuk mengetahui proses produksi bioetanol skala laboratorium dari mikroalga Porpyridium cruentum di Departemen Bioteknologi LIPI Cibinong

1.3 Manfaat Dengan dilakukannya Praktek Kerja Lapang di LIPI Cibinong, diharapkan dapat menambah wawasan mengenai produksi bioetanol pada mikroalga serta membandingkan dasar teori yang telah dipelajari dengan penerapan yang ada di lapangan.



II TINJAUAN PUSTAKA 2.1

Mikroalga Porphyridium cruentum Porphyidium cruentum merupakan jenis alga merah uniseluler dengan sel

berbentuk seperti bola memiliki diameter sel antara 4-9 μm. Porphyridium cruentum dapat hidup di berbagai habitat alam seperti air laut, air tawar, maupun pada permukaan tanah yang lembab dan membentuk lapisan kemerah-merahan.. Habitat asli dari Porphyridium cruentum diduga berasal dari laut karena dapat hidup dengan baik pada media cair maupun media padat air laut (Vonshak, 1988). Porphyridium

cruentum memiliki dinding sel mengandung kloroplas

tunggal yang dikelilingi oleh lapisan polisakarida sulfat yang mudah larut dalam air (Arad and Cohen, 1989). Menurut Singh et al (2005) Porphyridium cruentum mengandung polisakarida sulfat dan pigmen merah protein yakni phycoerythin. Porphyridium cruentum dibungkus oleh polisakarida yang merupakan heteropolimer asam yang dibentuk oleh gula sulfat. Polisakaridanya membentuk jembatan ion melalui dua ikatan kation dan memiliki bobot molekul yang tinggi. Ketebalan polisakarida bervariasi tergantung pada fase pertumbuhan dan kondisi pertumbuhan. Sebagian polisakarida

diekskresikan

ke

dalam

medium

pertumbuhan,

sehingga

viskositasnya semakin tinggi (Arad et al., 1985). Biomasa sel Porphyridium cruentum mengandung kadar air 1,25-8,83%, kadar abu 16,8-23,6%, karbohidrat 22,8-39,3%, protein 27,7-40,8%, dan total lemak 5,78-7,55% (Fuentes et al., 2000). Bentuk sel pada Porphyridium cruentum dapat dilihat pada Gambar 1.


4 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

Gambar 1. Bentuk sel Porphyridium cruentum Vonshak (1988) Sedangkan untuk klasifikasi Porphyridium cruentum menurut Vonshak (1988) adalah sebagai berikut : Divisi

: Rhodophyta

Sub Kelas

: Bangiophycidae

Ordo

: Porphyridiales

Famili

: Porphyridiaceae

Genus

: Porphyridium

Spesies

: Porphyridium cruentum

2.2

Bioetanol Bioetanol adalah etanol atau etil alkohol (C2H5OH),berbentuk cair,

bening tidak berwarna, biodegradable, dan tidak menyebabkan korosi. Bioetanol pada umumnya diproduksi melalui proses biokimia (fermentasi) dan proses termokimia (gasifikasi) menggunakan bahan baku hayati (Harun et al., 2010a), sedangkan etanol dapat dibuat dengan cara sintesis melalui hidrasi katalitik dari


5 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA etilen atau bisa juga dengan fermentasi gula menggunakan ragi Saccharomyces cerevisiae. Beberapa bakteri seperti Zymomonas mobilis juga diketahui memiliki kemampuan melakukan fermentasi untuk memproduksi etanol. Semua bahan yang mengandung karbohidrat mempunyai potensi untuk pembuatan bioetanol. sumber utama untuk pembuatan bioetanol dapat diklasifikasikan menjadi tiga, yaitu bahan yang mengandung sukrosa (tebu, gula, bit, sorgum, dan buah), pati (jagung, gandum, padi-padian, kentang, dan ubi kayu) serta biomassa yang mengandung lignoselulosa (kayu, jerami, dan rerumputan) (Balat & Balat., 2009). Bahan yang mengandung sukrosa dan pati mempunyai kandungan karbohidrat yang mudah untuk diproses menjadi bioetanol, sedangkan biomassa yang mengandung lignoselulosa memerlukan tahapan yang sulit dan memakan biaya untuk menghilangkan lignin sebelum proses pembuatan bioetanol (Harun et al., 2010b). Mikroalga tidak mengandung lignin seperti biomassa yang lain (kayu, jerami, dan rerumputan); sehingga proses penghilangan lignin tidak diperlukan (Harun et al., 2010b). Etanol berdasarkan kandungan alkohol dan penggunaannya dikategorikan sebagai berikut : (1) etanol untuk industri (90–94,9% v/v), (2) rectified ethanol (95–96,5% v/v), (3) jenis etanol yang netral, aman untuk bahan minuman dan farmasi (96–99,5% v/v), serta (3) etanol untuk bahan bakar (99,5–100% v/v) (Broto & Richana, 2007). Berikut ini merupakan tabel sifat fisik dari etanol berdasarkan SNI 06-3565-1994:


6 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA Tabel 1. Sifat Fisik Etanol Parameter

Etanol

Rumus Kimia

C2H5OH

Berat Molekul

46

Densitas (gr/mL)

0,7851

Titik Didih (ºC)

78,4

Titik Nyala (ºC)

13

Titik Beku (ºC)

-112,24

Indeks Bias

1,3633

Panas Evaporasi Viskositas pada 20º (Poise)

204 0,0122

Sumber : Badan Standarisasi Nasional

2.3

Hidrolisis Hidrolisis bertujuan untuk mengkonversi polisakarida menjadi komponen

yang lebih sederhana. Hidrolisis memecah molekul polisakarida secara acak dan gula yang dihasilkan sebagian besar adalah gula pereduksi (Judoamidjojo et al., 1989). Hidrolisis merupakan proses pemecahan polisakarida di dalam biomassa lignoselulosa, yaitu selulosa dan hemiselulosa menjadi monomer gula penyusunnya. Pada hidrolisis sempurna selulosa akan menghasilkan glukosa, sedangkan hemiselulosa menghasilkan beberapa monomer gula pentose (C5) dan heksosa (C6).


7 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA Hidrolisis dapat dilakukan secara kimia (asam) atau enzimatik. Polisakarida yang telah mengalami perlakukan hidrolisis asam akan lebih mudah difermentasi menjadi etanol. Semakin besar hasil hidrolisis pati menjadi glukosa diharapkan semakin besar pula etanol yang dihasilkan melalui proses fermentasi. Oleh sebab itu perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui jenis katalis asam yang optimum dalam menghidrolisis pati menjadi glukosa

2.4

Fermentasi Fermentasi merupakan suatu proses perubahan kimia pada substrat

organik, baik karbohidrat, protein, lemak, dan lainnya melalui katalis biokimia, yang dikenal sebagai enzim yang dihasilkan oleh mikroba spesifik (Prescott and Dunn., 1959). Sedangkan menurut Fardiaz (1989) Fermentasi adalah proses pemecahan karbohirat dalam keadaan anaerob. Dimana pada proses fermentasi polisakarida akan dipecah menjadi unit unit gula sederhana, kemudian glukosa dipecah menjadi unit unit gula sederhana tergantung dari jenis fermentasi. Proses fermentasi terdiri dari dua tahap yakni pemecahan rantai karbon dari glukosa dan pelepasan paling sedikit dua pasang atom hidrogen menghasilkan senyawa karbon lainnya yang lebih mudah teroksidasi dibandingkan glukosa. Senyawa yang teroksidasi akan direduksi oleh hidrogen yang terlepas pada tahap pertama dengan membentuk senyawa yang merupakan hasil fermentasi.


ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA III PELAKSANAAN KEGIATAN

3.1 Tempat dan Waktu Praktek Kerja Lapang (PKL) ini dilaksanakan di Departemen Bioteknologi LIPI Cibinong, Kabupaten Bogor, Provinsi Jawa Barat pada tanggal 18 Januari 2016 sampai 22 Februari 2016.

3.2 Metode Kerja Metode yang akan digunakan dalam Praktek Kerja Lapang ini adalah metode kerja secara langsung, yaitu mengikuti seluruh kegiatan yang dilaksanakan dalam proses produksi bioetanol dari mikroalga Porphyridum cruentum di laboratorium Departemen Bioteknologi LIPI Cibinong. Sedangkan untuk laporan hasil Praktek Kerja Lapang menggunakan metode deskriptif. Menurut Nazir (2011) metode deskriptif adalah suatu metode dalam meneliti status kelompok manusia, suatu objek, suatu set kondisi, suatu sistem pemikiran, ataupun suatu kelas peristiwa pada masa sekarang. Penerapan metode ini dalam kegiatan Praktek Kerja Lapang yang akan dilaksanakan di Departemen Bioteknologi LIPI Cibinong, antara lain: mengamati metode kultur mikroalga pada

skala

laboratorium,

mengamati

metode

produksi

bioetanol

dari

Porphyridium cruentum yang diaplikasikan, kemudian mencatat data-data tersebut sebagai data untuk penyusunan laporan Praktik Kerja Lapang. Tujuan dari penulisan laporan Praktek Kerja Lapang dengan menggunakan metode deskriptif adalah untuk membuat deskripsi, gambaran atau lukisan secara sistematis, faktual


9 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA dan akurat mengenai fakta-fakta, sifat sifat serta hubungan antarfenomena yang diamati.

3.3

Metode Pengambilan Data Metode pengambilan data yang akan dilakukan dalam pelaksanaan Praktek

Kerja Lapang (PKL) adalah metode observasi, wawancara, partisipasi aktif untuk metode pengambilan data primer dan metode studi kepustakaan untuk pengambilan data sekunder. Data primer merupakan sumber data penelitian yang diperoleh secara langsung dari sumber asli (tidak melalui perantara). Data primer dapat berupa opini subyek (orang) secara individu atau kelompok, hasil observasi terhadap suatu benda (fisik), kejadian atau kegiatan, dan hasil pengamatan (Nazir, 2011). Data primer yang diambil selama Praktek Kerja Lapang di Laboratorium Departemen Bioteknologi LIPI Cibinong adalah : jenis media yang digunakan pada kultur mikroalga Porphyridium cruentum, data kepadatan sel mikroalga Porphyridium cruentum, proses hidrolisis dan fermentasi biomassa, rendemen bioetanol yang dihasilkan dari mikroalga Porphyridium cruentum, dan data tentang sarana prasarana. Data primer tersebut diperoleh dari observasi, wawancara, dan parstisipasi aktif. 3.3.1

Observasi Menurut Arifin (2011), Observasi adalah suatu proses pengamatan dan

pencatatan secara sistematis, logis, objektif dan rasional mengenai berbagai fenomena yang terjadi di lapangan untuk mencapai tujuan tertentu. Observasi atau pengamatan langsung mengenai proses produksi bioetanol dari mikroalga


10 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA Prophyridium cruentum di LIPI Cibinong yang berkaitan dengan tujuan Praktek Kerja Lapang (PKL) ini. Nazir (2011) menyatakan bahwa cara pengumpulan data secara observasi atau pengamatan langsung yaitu menggunakan mata tanpa ada pertolongan alat standar. Kemudian hasil pengamatan tersebut dicatat secara sistematis. 3.3.2

Wawancara Wawancara adalah proses memperoleh keterangan untuk tujuan penelitian

dengan cara tanya jawab, sambil bertatap muka antara penanya atau pewawancara dengan penjawab atau responden dengan menggunakan alat yang dinamakan interview guide (panduan wawancara) (Nazir, 2011). Pada PKL ini wawancara dilakukan dengan cara tanya jawab langsung kepada pegawai atau teknisi di Laboratorium Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Departemen Bioteknologi, Cibinong, Bogor, Jawa Barat. 3.3.3

Partisipasi Aktif Partisipasi aktif dilakukan dengan mengikuti kegiatan secara langsung

pada beberapa kegiatan yang berhubungan dengan proses produksi bioetanol pada mikroalga di LIPI Cibinong. Kegiatan partisipasi aktif yang akan dilakukan antara lain: proses produksi bioetanol dari mikroalga Prophyridium cruentum. Kegiatan tersebut diikuti secara langsung dan kegiatan lain yang berhubungan dengan Praktek Kerja Lapang yang dilakukan di Laboratorium Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Departemen Bioteknologi, Cibinong, Bogor, Jawa Barat.


11 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA Data sekunder merupakan sumber data yang diperoleh secara tidak langsung melalui media perantara (diperoleh dan dicatat oleh pihak lain). Data sekunder umumnya berupa bukti, catatan, atau laporan historis yang telah tersusun dalam arsip (data dokumenter) yang dipublikasikan maupun tidak dipublikasikan (Nazir, 2011). Data ini dapat diperoleh dari data dokumentasi, lembaga penelitian, dinas perikanan, pustaka-pustaka, laporan-laporan pihak swasta, masyarakat, dan pihak lain yang berhubungan dengan proses produksi bietanol pada mikroalga Porphyridium cruentum.



IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Keadaan Umum Lokasi Praktek Kerja Lapang 4.1.1

Sejarah berdirinya dan perkembangan Pada awalnya Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) bernama

Majelis Ilmu Pengetahuan Indonesia (MIPI) yang berdiri berdasarkan UU no.6 tahun 1956 dan berganti nama sesuai Keppres No. 128 tahun 1967 pada tanggal 23 Agustus 1967. Majelis Ilmu Pengetahuan Indonesia (MIPI) yang berdiri pada tahun 1962. Majelis ini dibentuk pada era Presiden Soekarno berdasarkan UU No. 6 Tahun 1956. Pusat Penelitan Bioteknologi LIPI pada awalnya bergabung dalam Lembaga Biologi Nasional (LBN) bersama dengan Puslit Biologi LIPI dan Puslit Limnologi LIPI. Lembaga Biologi Nasional merupakan bagian dari Lembaga Pusat Penyelidikan Alam (LPPA) dibawah Departemen Bioteknologi LIPI Cibinong atau Pusat Penelitian Bioteknologi (Puslit Bioteknologi-LIPI) adalah pusat penelitian yang bertanggungjawab kepada Kedeputian Bidang Ilmu Pengetahuan hayati Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (Kedeputian IPH-LIPI). Puslit Bioteknologi-LIPI berdiri pada tanggal 13 Januari 1986 yang dibentuk dalam rangka pengembangan dan pemanfaatan Bioteknologi di Indonesia. Hal ini berdasarkan Keputusan Presiden Republik Indonesia No. 1 Tahun 1986. Puslit Bioteknologi-LIPI pada mulanya bernama Pusat Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi (Puslitbang Bioteknologi-LIPI). Pada April 1993 Puslitbang Bioteknologi-LIPI dan Puslitbang Biologi-LIPI menempati gedung Kusnoto yang berlokasi di Jalan Ir. H. Djuanda No. 18 Bogor, kemudian pada 1


13 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA Oktober 1993 dipindahkan ke Cibinong Science Centre (CSC-LIPI) yang berlokasi di Jalan Raya Bogor Km-46 Cibinong, Kabupaten Bogor-Jawa Barat sesuai SK Kepala LIPI No. 1151/kep/2001 Puslitbang Bioteknologi-LIPI berubah nama menjadi Puslit Bioteknologi-LIPI. Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI merupakan Lembaga Penelitian Non Kementrian (LPNK) dan dipimpin oleh Kepala Pusat Penelitian (Kapuslit) yang merupakan jabatan setingkat eselon II. Kapuslit ini bertanggung jawab langsung kepada Kepala LIPI.

4.1.2

Letak topografi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong terletak di

Kecamatan Cibinong, Kabupaten Bogor, Provinsi Jawa Barat. Kabupaten terletak diantara 6°18”0” – 6°47”10” Lintang Selatan dan 106°23”45” – 107°13”30” Bujur Timur, yang berdekatan dengan Ibukota Negara sebagai pusat pemerintahan, jasa dan perdagangan dengan aktifitas pembangunan yang cukup tinggi dan merupakan daerah perlintasan antara Ibukota Negara dan Ibukota Provinsi Jawa Barat. Topografi wilayah ini bergelombang rendah, dengan ketinggian 60–100 m dpl. Wilayah ini berdasarkan BAPPEDA Kabupaten Bogor (2013) memiliki material pembentuk utama terdiri dari endapan batuan rombakan vulkanik, terdiri dari fragmen-fragmen batuan litik, kerikil, pasir dan material halus lainnya dari rombakan lahar tua endapan gunung api. Peta lokasi Praktek Kerja Lapang dapat dilihat di Lampiran 1.


14 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA 4.1.3

Visi dan misi Puslit Bioteknologi LIPI Cibinong Visi Puslit Bioteknologi LIPI Cibinong adalah menjadi lembaga penelitian

bioteknologi terdepan yang didukung oleh sumberdaya profesional. Misi Departemen Bioteknologi LIPI Cibinong yaitu: : (1) Menguasai iptek di bidang bioteknologi agar menjadi penggerak utama dan acuan dalam meningkatkan kemajuan bangsa dan pembangunan berkelanjutan; (2) Mengungkapkan, meningkatkan nilai tambah dan menyelamatkan sumber daya alam hayati melalui penguasaan biologi molekuler, sel dan jaringan serta bioproses; (3) Memberikan masukan kepada pemerintah dalam menyusun kebijakan di bidang bioteknologi; (4) Ikut serta dalam usaha mencerdaskan kehidupan bangsa melalui pemasyarakatan IPTEK bidang bioteknologi; (5) Meningkatkan kinerja dan tata kelola lembaga riset yang baik (good corporate governance), serta (6) Meningkatkan profesionalitas dan kesejahteraan bagi pegawai dan karyawan.

4.1.4

Struktur organisasi dan tata kerja Struktur organisasi Puslit Bioteknologi LIPI terdiri dari Kepala Pusat

Penelitian, Bidang Pengelolaan dan Diseminasi Hasil Penelitian, Bidang Sarana Penelitian, serta Kelompok Jabatan Fungsional. Kepala Pusat Penelitian terdiri dari Bagian Tata Usaha. Bagian Tata Usaha ini terbagi menjadi Subbagian Keuangan, Subbagian Kepegawaian, dan Subbagian Umum. Bidang Pengelolaan dan Diseminasi Hasil Penelitian terdiri dari Subbidang Pengelolaan Hasil Penelitian dan Subbidang Diseminasi Dan Kerja Sama. Bidang Sarana Penelitian terdiri dari Subbidang Peralatan Penelitian dan Subbidang Plasma Nutfah. Struktur organisasi dapat dilihat pada Lampiran 2.


15 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA 4.1.5

Tugas pokok dan fungsi Puslit Bioteknologi LIPI Cibinong Berdasarkan Peraturan Kepala LIPI No. 1 Tahun 2014 pasal 143, Puslit

Bioteknologi-LIPI mempunyai tugas melaksanakan penelitian di bidang bioteknologi. Dalam melaksanakan tugasnya sesuai dengan pasal 143, Puslit Bioteknologi-LIPI menyelenggarakan fungsi sebagai berikut: (1) Penyiapan bahan perumusan kebijakan penelitian bidang kajian; (2) Penyusunan pedoman, pembinaan, dan pemberian bimbingan teknis dalam bidang bioteknologi; (3) Penyusunan rencana, program, dan pelaksanaan penelitian bidang bioteknologi; (4) Pemantauan pemanfaatan hasil penelitian bidang bioteknologi; (5) Pelayanan jasa ilmu pengetahuan dan teknologi dalam bidang bioteknologi; (6) Melakukan evaluasi dan penyusunan laporan penelitiann bioteknologi; dan (7) Pelaksanaan urusan tata usaha.

4.1.6

Kepegawaian Jumlah pegawai Puslit Bioteknologi LIPI Cibinong, Bogor sebanyak 295

orang yang terdiri dari 276 orang Pegawai Negeri Sipil (PNS), dan 19 orang Tenaga Honorer. Jumlah Pegawai Puslit Bioteknologi LIPI Cibinong, Bogor menurut tingkat golongan tahun 2015 adalah sebagai berikut: Golongan I terdiri dari sebelas orang, dengan satu orang golongan IA, tujuh orang golongan IB, dan tiga orang golongan ID. Golongan II terdiri dari 46 orang, empat orang golongan IIA, 25 orang golongan IIB, sembilan orang golongan IIC, dan delapan orang golongan IID. Golongan III sebanyak 182 orang, terdiri dari 35 orang golongan IIIA, 89 orang golongan IIIB, 37 orang golongan IIIC, dan 21 orang golongan IIID. Golongan IV sebanyak 34 orang, terdiri dari sepuluh orang golongan IVA,


16 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA enam orang golongan IVB, tujuh orang golongan IVC, lima orang golongan IVD, dan enam orang golongan IVE.

4.1.7 A.

Sarana dan prasarana di Puslit Bioteknologi LIPI Sarana di Puslit Bioteknologi LIPI Sarana adalah segala jenis peralatan, perlengkapan kerja dan fasilitas yang

berfungsi sebagai alat utama atau pembantu dalam pelaksanaan pekerjaan, dan juga dalam rangka kepentingan yang sedang berhubungan dengan organisasi kerja (Moenir, 1992). Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI memiliki sarana yang mampu menunjang pelaksanaan kegiatan antara lain Spektrofotometer UV-VIS, Alat Sentrifugasi, Autoclave, Inkubator, dan Shaker. Untuk keterangan dan gambaran dapat dilihat di Lampiran 3 dan Lampiran 4. B.

Prasarana di Puslit Bioteknologi LIPI Cibinong Prasarana yang terdapat di Departemen Bioteknologi LIPI Cibinong

adalah sebagai berikut: 1. Laboratorium Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI memiliki 17 laboratorium, yaitu: (1) Genomik dan Perbaikan Mutu Tanaman; (2) Genetika Molekul dan Modifikasi Jalur Biosintesis Tanaman; (3) Agronomi untuk Evaluasi Bioteknologi; (4) Terapeutik Protein dan Vaksin; (5) Biologi Molekuler Kesehatan dan Diagnostik; (6) Biak Sel dan Jaringan Tanaman; (7) Reproduksi, Pemulihan dan Kultur Sel Hewan; (8) Genetika Molekuler Hewan; (9) Mikrobiologi Terapan; (10) Rekayasa Genetika Terapan dan Desain Protein; (11) Kimia Bahan Alam; (12) Rekayasa Protein dan Pengembangan Sistem Penyampaian


17 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA Obat; (13) Biofarmasetika; (14) Mikroba Simbiotik Tanaman; (15) Mikroalga Air Tawar; (16) Bioenergi dan Bioproses; serta (17) Biokatalis dan Fermentasi. 2. Musholla Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI memiliki satu bangunan musholla berukuran 7 x 10 m2, yang terletak berhadapan dengan kantin. Musholla ini dalam keadaan baik dan terawat. 3. Transportasi Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI mempermudah pegawai dengan memberikan akses transportasi berupa dua buah bus. Bus ini diparkir di tempat parkir yang disediakan didekat akses masuk. 4. Perpustakaan Perpustakaan terletak Perpustakaan

ini

di

dalam Gedung

menyimpan

arsip

Kerjasama lantai

mengenai

bioteknologi

satu. dan

perkembangannya, baik dari hasil penelitian di LIPI sendiri, atau penelitian dari luar.

4.1.8 Sarana dan Prasarana di Laboratorium Mikroalga Air Tawar Puslit Bioteknologi, LIPI Sarana dan prasarana yang terdapat di Laboratorium Mikroalga Air Tawar Puslit Bioteknologi LIPI adalah Botol Kultur, Aerator, Laminar Air Flow (LAF), Vortex, Timbangan Analitik, Oven, Rak Kultur, Tabung Reaksi, Tabung Sentrifugasi, Mikroskop Cahaya, Tabung Erlenmeyer, dan Magnetic Stirrer. Untuk keterangan dan gambar dapat dilihat di Lampiran 5 dan Lampiran 6.


18 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA 4.2 Proses Produksi Bioetanol dari Porphyridum cruentum Proses produksi Bioetanol dimulai dari kultivasi mikroalga, pemeliharaan mikroalga, pemanenan, preparasi biomassa, hidrolisis, dan fermentasi etanol. 4.2.1

Kultivasi Porphyridium cruentum Kultivasi Porphyridium cruentum yang diterapkan di Laboratorium

Mikroalga Air Tawar Puslit Bioteknologi LIPI dilakukan dengan menumbuhkan 200 ml stok Porphyridium cruentum dalam 800 ml media (Lampiran 8). Media yang digunakan untuk kultivasi Porphyridium cruentum yaitu media Johnson. Media Johnson mengandung magnesium sulfat (MgSO4), magnesium klorida (MgCl2), kalsium klorida (CaCl2), kalium nitrat (KNO3) (PA), kalium dihiidrogen fosfat (KH2PO4) (PA), soda kue, mikronutrien, Fe-EDTA, dan natrium klorida (NaCl). Berdasarkan Becker (1994) Mikroalga Porphyridium cruentum umumnya ditumbuhkan dalam media Becker. Dikarenakan harga media Becker yang relatif mahal sehingga digunakan media johnson sebagai media pengganti dalam menumbuhkan Porphyridium cruentum. Kultivasi mikroalga Porphyridium cruentum skala laboratorium dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Kultivasi Mikroalga Porphyridium cruentum (Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2016)


19 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA 1. Pembuatan Media Johnson Media johnson dibuat dengan melarutkan magnesium sulfat (MgSO4) sebanyak 0,5 g, magnesium klorida (MgCl2) 1,5 g, kalium nitrat (KNO3)(PA) 0,5 g, kalsium klorida (CaCl2) 0,2 g, kalium dihidrogen fosfat (KH2PO4) (PA) 0,035 g, soda kue (NaHCO3) 0,045 g, mikronutrien 1 ml, Fe-EDTA 1 ml, dan natrium klorida (NaCl) 27 g. Komposisi media Johnson yang diterapkan di Laboratorium Mikroalga Air Tawar Puslit Bioteknologi-LIPI berbeda dengan yang dinyatakan oleh Max et al., (1984) dalam Manfaati (2011) media Johnson terdiri dari Glukosa 104 gram, Urea 2,25 gram, KH2PO4 2,5 gram, MgSO4.7H2O 0,5 gram, FeCl3 0,01 gram, ZnSO4 0,0025 gram, HCl pH 3,8 dan Aquadest 1 liter. Media Johnson yang diterapkan pada Laboratorium Mikroalga Air Tawar tidak mengandung komponen seperti Glukosa, Urea, FeCl3, ZnSO4 dan HCl, akan tetapi semua komponen tersebut terdapat dalam mikronutrien yang digunakan di

Laboratorium Mikroalga Air Tawar.

Komposisi mikronutrien adalah sebagai berikut H3BO3,MnCl2, ZnSO4, CuSO4, Ammonium heptamolibdat . Hal ini sesuai dengan pendapat Sari dkk., (2012), komposisi mikronutrien terdiri dari Fe, Mn, Cu, Zn, B. Perbedaan komposisi ini merupakan hasil modifikasi dari peneliti yang ada di Laboratorium Mikroalga Air Tawar Puslit Bioteknologi-LIPI. Akan tetapi media yang telah dimodifikasi tersebut tetap mengandung komposisi penting yang dibutuhkan oleh mikroalga untuk berfotosintesis secara umum, yaitu karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, phosphor, dan kalium (Sari dkk.,


20 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA 2012). Modifikasi jenis media tersebut bertujuan untuk menghemat pengeluaran dan tujuan komersil.

4.2.2

Pemeliharaan Kultur Porphyridium cruentum Pada saat proses kultivasi banyak faktor yang mempengaruhi pertumbuhan

Porphyridium cruentum, antara lain suhu, pH, cahaya, dan salinitas (Kosasih, 2011), dan beberapa faktor pendukung lainnya. 1. Suhu Suhu merupakan faktor penting dalam pertumbuhan Porphyridium cruentum, terutama dalam proses metabolisme mikroalga. Suhu yang digunakan untuk pertumbuhan Porphyridium cruentum di Laboratorium Mikroalga Air Tawar Puslit Bioteknologi-LIPI ini berkisar antara 3537⁰C. Hal ini sesuai dengan pendapat Vonshak (1988) yang menyatakan bahwa sel Porphyridium cruentum dapat tumbuh pada kisaran suhu10-35⁰ C. 2. Derajat keasaman (pH) Faktor

penting

lain

yang

mempengaruhi

Porphyridium cruentum adalah pH. Nilai pH

pertumbuhan

untuk pertumbuhan

Porphyridium cruentum berkisar antara 9-11. Hal ini didukung oleh pernyataan Borowitzka dan Borowitka (1998) menyatakan bahwa Porpyridium cruentum dapat tumbuh dengan baik dengan kisaran pH 5,28,3 dengan pH optimal fotosintesis yaitu 7,5.


21 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA 3. Cahaya dan Salinitas Cahaya yang digunakan pada saat kultivasi Porphyridium cruentum di Laboratorium Mikroalga Air Tawar Puslit Bioteknologi LIPI menggunakan Lampu TL dengan daya 36 W yang setara dengan intensitas cahaya sebesar 2000 flux. Hal tersebut diperkuat berdasarkan pendapat Kusumawardani (1998) yang menjelaskan bahwa pertumbuhan sel Porphyridium cruentum tertinggi dengan warna terbaik pada kultivasi diperoleh pada pemberian intensitas cahaya 2000 flux. Salinitas kultur Porphyridium cruentum di Laboratorium Mikroalga Air Tawar Puslit Bioteknologi LIPI berkisar antara 20-27 ppt. Borowitzka dan Borowitzka (1988) menyatakan bahwa Porphyridium cruentum dapat bertahan hidup pada kisaran salinitas yang cukup besar, yaitu 0,5-2 kali konsentrasi air laut (3,5%). Richmond (1988) menjelaskan bahwa salinitas Porphyridium cruentum pada kisaran 3,5-4,5% dapat memacu pertumbuhan yang optimal namun salinitas 4,6% tidak menghambat proses pertumbuhan, sedangkan pada kondisi salinitas kurang dari 3,5%, Porphyridium cruentum tidak mampu bersaing hidup dengan mikroalga lainnya jika ditumbuhkan pada kultur terbuka.

4.2.3

Indikator Pertumbuhan Porphyrdium cruentum Pertumbuhan mikroalga dapat dilihat dari beberapa indikator, yaitu nilai

optical density (OD), aerasi, serta penampakan visual.


22 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA 1. Nilai Optical Density (OD) Nilai OD diukur menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 680 nm. Hal ini sesuai dengan pendapat Olaizola and Duerr (1990) yang menyatakan bahwa pertumbuhan mikroalga dilihat dari nilai OD pada panjang gelombang 680 nm. Nilai OD kultur Porphyridium cruentum dapat dilihat pada Lampiran 7, sedangkan grafik nilai OD kultur Porphyridium cruentum disajikan dalam Gambar 3.

Gambar 3. Grafik Pertumbuhan Kultur Porphyridium cruentum Nilai OD dapat digunakan untuk menentukan kepadatan sel suatu kultur. Kultur pada hari kesatu hingga hari keempat berada pada fase lag pada media Johnson. Fase lag merupakan fase dimana mikroalga masih beradaptasi dengan lingkungan tempat hidup baru (Hariyati, 2008). Fase lag berjalan cepat karena pada penanaman bibit kultur, nilai OD kultur Porphyridium cruentum pada hari pertama sudah mencapai 1,143. Menurut Armanda (2013), kultur yang diambil dari kultur induk pada fase logaritmik atau eksponensial akan mengalami fase lag lebih cepat dibanding dengan kultur yang diambil pada fase stasioner atau kematian, karena sel kultur lebih mudah untuk membelah.


23 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA Kultur pada hari kelima sampai hari kesepuluh berada pada fase logaritmik, yaitu fase ketika mikroalga mengalami pertumbuhan dengan cepat. Berdasarkan Hariyati (2008) fase logaritmik atau eksponensial terjadi pada hari kedua hingga hari kelima, sedangkan menurut Siantika dan Hendrawandi (2009), fase logaritmik atau eksponensial terjadi pada hari ketiga hingga hari kelima. Perbedaan fase pada hari yang sama antara lapang dan literatur disebabkan oleh jenis media dan volume kultur yang digunakan. Menurut Sutomo dkk. (2007) faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroalga dapat berupa kepadatan sel, jenis nutrien, suhu, salinitas, dan penetrasi cahaya. Hal ini juga didukung oleh pernyataan Jati dkk. (2012) bahwa medium yang berbeda menyebabkan pertumbuhan yang berbeda pada mikroalga. 2.

Aerasi Aerasi berpengaruh terhadap pertumbuhan Porphyridium cruentum

Pertumbuhan dan perkembangan kultur Porphyridium cruentum tidak akan optimal jika tidak didukung oleh aerasi yang lancar. Aerasi berfungsi melarutkan oksigen. Hal ini sesuai dengan pendapat Abuzuar dkk. (2012) bahwa fungsi aerasi yaitu untuk meningkatkan oksigen terlarut dalam air dan membantu proses pengadukan air. 3.

Penampakan visual Penampakan visual dapat menjadi indikator pertumbuhan Porphyridium

cruentum Penampakan visual dapat dilihat dari penampakan warna yang dihasilkan. Berdasarkan pendapat Budiardi dkk. (2007) pertumbuhan plankton atau mikroalga dapat dilihat dari perubahan warna yang terjadi. Pada masa awal


24 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA kultur, kultur Porphyridium cruentum pada media Johnson menghasilkan warna coklat. Setiap harinya kultur Porpyridium cruentum yang berwarna coklat semakin coklat pekat. Hal ini disebabkan karena sel kultur terus membelah dan bertambah banyak sehingga terjadi kompetisi antara kebutuhan nutrisi dan oksigen. Hal ini sesuai dengan pendapat Wahyudi (1999) bahwa oksigen berperan dalam proses metabolisme dan reaksi kimia dalam sel. Unsur C, N, P, dan K merupakan unsur penting pertumbuhan mikroalga. Hal ini didukung oleh pendapat Sari dkk. (2012) bahwa unsur C, N, P, dan K merupakan nutrisi dalam pertumbuhan mikroalga. Hal ini juga didukung oleh pernyataan Sathasivam and Juntawong (2013) bahwa unsur C dan N merupakan unsur penting dalam pertumbuhan mikroalga. Pertumbuhan ketiga mikroalga tersebut mengalami fasefase pertumbuhan seperti pada mikroalga umumnya. Hal ini sesuai dengan pola pertumbuhan berdasarkan jumlah sel yang dikelompokkan dalam lima fase yaitu: fase lag, fase logaritmik, fase penurunan laju pertumbuhan, fase stasioner, dan fase kematian (Wirosaputro, 2002).

4.2.4

Pemanenan Biomassa Porphyridium cruentum Jenis

pemanenan

Porphyridium

cruentum

yang

diterapkan

di

Laboratorium Mikroalga Air Tawar Puslit Bioteknologi LIPI ini berupa teknik pemanenan secara sentrifugasi. Pemanenan dilakukan pada hari keempat belas ketika nilai OD Porphyridium cruentum sudah terlalu tinggi, yaitu 4,942. Pemanenan ini menghasilkan berat kering sebesar 2,4 g/l. Alur proses kultivasi hingga pemanenan dapat dilihat pada Lampiran 8.


25 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA a. Teknik pemanenan sentrifugasi Sentrifugasi merupakan proses pemisahan yang menggunakan gaya sentrifugal sebagai driving force untuk memisahkan padatan dan cairan. Proses pemisahan ini didasarkan pada ukuran partikel dan perbedaan densitas dari komponen yang akan dipisahkan. Sebelum dilakukan sentrifugasi, sampel yang akan dimasukkan dalam alat centrifuge harus ditimbang terlebih dahulu agar seimbang dengan timbangan sentrifugasi dan tidak menyebabkan error pada alat baca. Kemudian alat centrifuge di-setting dengan kecepatan yang dibutuhkan. Proses pemisahan ini didasarkan pada ukuran partikel dan perbedaan densitas dari komponen yang akan dipisahkan (Grima, 2003 ; Knuckey, 2006 ; Chen, 2011 ; Handayani 2012). Kecepatan yang biasa digunakan di Laboratorium Mikroalga Air Tawar untuk sentrifugasi sampel Porphyridium cruentum yaitu 6000 rpm selama lima menit. Menurut Harun et al. (2010) bahwa metode sentrifugasi ini cocok digunakan pada skala laboratorium dengan konsentrasi mikroalga di bawah 30 mg/l. Hal tersebut didukung berdasarkan pernyataan Chen., dkk (2011) bahwa proses sentrifugasi dengan kecepatan tinggi secara efektif dapat memisahkan mikroalga dari cairan medianya.

4.2.5

Hidrolisis Biomassa Porphyridium cruentum Hidrolisis

biomassa

Porphyridium

cruentum

dilakukan

dengan

menimbang biomassa kering Porphyridium cruentum sebanyak 1,7 gram, aquades 33,3 ml dan penambahan katalis asam yakni HNO3 0,5 N 100 ml. Konsentrasi asam yang digunakan adalah konsentrasi terbaik yang ditentukan berdasarkan


26 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA pengujian karbohidrat dan gula pereduksi dilakukan sebelumya terhadap hidrolisat Porphyridium cruentum dengan jumlah biomassa yang sedikit. Kemudian hidrolisis dilakukan dengan menggunakan air mendidih suhu ± 100ºC dengan selama 1 jam. Hal tersebut selaras dengan pendapat Judoamidjojo et al., (1989) bahwa hidrolisispati dengan asam memerlukan suhu tinggi. Hidrolisis dilakukan bertujuan untuk mempermudah proses fermentasi bioetanol. Dikarenakan pada saat proses hidrolisis terjadi konversi pati menjadi komponen yang lebih sederhana. Asam akan memecah molekul pati yang berukuran besar secara acak dan menghasilkan senyawa gula sederhana, sebagian besar gula yang dihasilkan adalah gula pereduksi (Judoamidjojo et al.,1989). Proses hidrolisis dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Proses Hidrolisis Biomassa pada suhu 100ºC selama 60 menit (Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2016) Kemudian hasil hidrolisis disentrifuge dan diambil bagian supranatan. Kemudian hasil supranatan ditambahkan larutan NaOH 20% hingga pHnya antara 4,5-5 hal tersebut dikarenakan pH optimal khamir berkisar 4,0 hingga 4,5 (Wignyanto dkk., 2001). Hal tersebut juga didukung oleh pendapat Wardani dkk., (2013) pertumbuhan optimal pada Saccharomyces cerevisiae berkisar 4,5 sampai


27 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA 5. Proses hidrolisis. Hasil hidrolisat biomassa Porphyridium cruentum dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5. Hasil Hidrolisat Biomassa (Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2016) 4.2.6

Fermentasi Hasil Hidrolisis Sebelum

proses

fermentasi

dilakukan

penyediaan

stok

kultur

Saccharomyces cerevisiae. Penyediaan stok kultur Saccharomyces cerevisiae yang dilakukan di Laboratorium Mikroalga Air Tawar terdiri dari dua tahap stok kultur yaitu stok kultur dalam media agar miring yang dilanjutkan dengan media cair. Media agar dibuat dengan melarutkan media PDA (Potato Dextrose Agar) sebanyak 0,78 gram dalam 20 ml aquades. Kemudian dipindahkan pada tabung reaksi masing masing sebanyak 5 ml dan disterilkan dengan suhu 121ºC selama 15 menit dengan menggunakan autoclave. Kemudian stok kultur diinkubasi selama 1x24 jam. Alur proses pembuatan media agar miring dapat dilihat pada Lampiran 9. Tujuan pembuatan media agar miring adalah untuk menyediakan kultur murni. Hal ini didukung oleh pendapat Cappuccino and Sherman (1998) bahwa


28 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA teknik pembuatan media agar miring merupakan teknik yang digunakan untuk menyimpan biakan murni. Pembuatan stok kultur Sacharomyces cerevisiae dalam media agar miring dilakukan dengan menanam sebanyak satu goresan pada jarum ose biakan murni Saccharomyces cerevisiae pada media agar miring secara zigzag. Media cair untuk pembuatan stok kultur Saccharomyces cerevisiae melarutkan yeast ekstrak sebanyak 0,09 gram dan pepton sebanyak 0,15 gram dalam 30 ml aquades. Media kemudian disterilkan pada suhu 121ºC selama 15 menit dengan menggunakan autoclave. Pembuatan stok kultur Sacharomyces cerevisiae dalam media cair dilakukan dengan menanam stok kultur media agar yang telah mengalami peningkatan kepadatan sel. Kemudian stok kultur pada media cair diinkubasi selama 2x24 jam. Hal ini berdasarkan dari pendapat Supriyanto dan Wahyudi (2008) yang menyatakan bahwa 2x24 jam adalah waktu yang dibutuhkan oleh yeast untuk beradaptasi di media pertumbuhan yang baru. Proses stok kultur Sacharomyces cerevisiae lebih lanjut dapat dilihat pada Lampiran 10. Hal ini sesuai dengan pendapat Amini dan Susilowati (2010), bahwa kultur yang semakin padat akan dipindahkan ke wadah yang bervolume lebih besar, Hal ini bertujuan untuk peremajaan kultur Saccharmoyces cerevisiae, agar sel khamir yang dikultur tetap dapat hidup. Pembuatan stok kultur Saccharomyces cerevisiae dalam media cair maupun dalam media agar miring dilakukan di dalam Laminar Air Flow (LAF). Tipe yang digunakan di Laboratorium Mikroalga Air Tawar adalah Laminar Air Flow Sander Lab K.S.025, dengan jenis LAF vertikal. Hal ini berdasarkan


29 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA pendapat Tuhuteru dkk. (2012) semua pengkulturan, baik bakteri, mikroalga, maupun eksplan tumbuhan dilakukan secara aseptik di LAF untuk meminimalisasi adanya kontaminasi. LAF berfungsi sebagai penyaring bakteri dan bahan-bahan eksogen di udara, menjaga aliran udara yang konstan di luar lingkungan, serta mencegah masuknya kontaminan ke dalam LAF. Tidak terjadinya kontaminasi dari lingkungan luar merupakan syarat pokok stok kultur, oleh sebab itu semua peralatan yang digunakan untuk kegiatan stok kultur harus disterilisasi dengan autoclave pada suhu 121⁰C selama 15 menit. Menurut Hossain et al. (2012), penggunaan suhu 121⁰C selama 15 menit merupakan paduan suhu dan waktu yang efektif karena mampu membunuh bakteri dalam jumlah banyak dan dengan waktu yang relatif cepat. Kemudian penambahan media tumbuh dalam hasil hidrolisat sebanyak 100 ml dilakukan dengan penambahan (NH4)2SO4 0,2 gram, K2HPO4 0,1 gram, KH2PO4 0,1 gram, ZnSO4 0,02 gram, MgSO4 0,02 gram, dan yeast ektrak 0,2 gram. Hasil hidrolisat dari H2SO4 masing masing dituangkan ke tabung reaksi besar sebanyak 25 ml. Dan diinolukasikan Saccharomomyces cerevisiae sebanyak 2,5% pada masing masing tabung reaksi. Selanjutnya proses fermentasi dilakukan selama satu hari, dua hari, tiga hari dan lima hari dalam keadaan dishaker. Proses fermentasi dapat dilihat pada Gambar 6.



Gambar 6. Proses Fermentasi Hidrolisat (Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2016) Setiap selesai hasil fermentasi hasil rendemen etanol dihitung konsentrasi gula pereduksi dan jumlah sel Saccharomyces cerevisiae. Konsentrasi gula pereduksi dari hari pertama fermentasi hingga hari kelima fermentasi mengalami penurunan. Pada hari pertama fermentasi konsentrasi gula pereduksi 11,85 ppm, hari kedua fermentasi konsentrasi gula pereduksi -4,072 ppm, hari ketiga fermentasi konsentrasi gula pereduksi -31,34 ppm dan hari kelima konsentrasi gula pereduksi -31,54 ppm. Jumlah sel pada hari kedua meningkat dari 9,8 x 106 menjadi 3,02 x 107 dan menurun pada hari ketiga dan kelima menjadi 1,44 x 107 dan 1,3 x 107. Grafik kepadatan sel Saccharomyces cerevisiae dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8. Kepadatan Sel S. cerevisiae Selama Proses Fermentasi.


31 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA Penurunan sel Saccharomyces cerevisiae disebabkan karena pada awal fermentasi, gula reduksi di dalam media masih banyak sehingga proses pembelahan dan aktivitas fermentasi sel Saccharomyces cerevisiae berjalan dengan baik dan etanol yang dihasilkan juga banyak sedangkan pada hari ketiga, gula reduksi di dalam media sudah hampir habis sehingga proses pembelahan dan aktivitas fermentasi sel Saccharomyces cerevisiae terhambat yang akibatnya etanol yang dihasilkan sedikit. Selain itu penimbunan etanol berkonsentrasi tinggi hasil metabolisme Saccharomyces cerevisiae menghambat pertumbuhan dan menyebabkan kematian sel Saccharomyces cerevisiae. Hal tersebut didukung oleh pernyataan Wignyanto (2001) Peningkatan jumlah sel Saccharomyces cerevisiae diikuti dengan penurunan konsentrasi gula reduksi dan peningkatan konsentrasi etanol di dalam substrat atau media .


ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA V SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan Berdasarkan hasil Praktek Kerja Lapang yang telah dilakukan di Pusat Penelitian

Bioteknologi

Bioteknologi-LIPI)

Lembaga

mengenai

proses

Ilmu

Pengetahuan

produksi

Indonesia

bioetanol

dari

(Puslit

mikroalga

Porpyridium cruentum skala laboratorium terdiri dari 4 tahap, yakni sebagai berikut 1. Penyediaan biomassa mikroalga Porpyridium cruentum dengan cara kultivasi mikroalga menggunakan media Johnson. 2. Pemanenan mikroalga Porpyridium cruentum dengan

menggunakan

teknik sentrifugasi. 3. Proses hidrolisis mikroalga Porpyridium cruentum. Hidrolisis dilakukan secara asam dengan menggunakan katalis HNO3. 4.

Proses fermentasi hasil hidrolisis (hidrolisat) dengan menggunakan Saccharomyces cerevisiae.

5.2 Saran

Berdasarkan rangkaian kegiatan Praktek Kerja Lapang di Puslit Bioteknologi-LIPI Proses produksi bioetanol dari mikroalga Porpyridium cruentum yang dilakukan, maka disarankan perlu adanya penambahan jumlah kultur mikroalga yang dilakukan untuk produksi bioetanol agar persediaan biomassa mikroalga kultur dapat tercukupi. Kemudian diperlukan pengoptimalan peralatan yang ada


33 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA sehingga dapat menghasilkan rendemen bioetanol meminimalisir

kesalahan

dalam

yang maksimal dan dapat

menganalisis

hasil

bioetanol



DAFTAR PUSTAKA Arifin, Z. 2011. Evaluasi Pembelajaran Prinsip, Teknik, Prosedur. PT Remaja. Rosdakarya. Bandung. hal 24-25. Abuzuar, S. S., Y. D. Putra & R. E. Emargi. 2012. Koefisien Transfer Gas (KLa) pada Proses Aerasi Menggunakan Tray Aerator Bertingkat 5 (Lima). Jurnal Teknik Lingkungan UNAND, 9 (2): 155-163. Amini, S dan R, Susilowati. 2010. Produksi biodiesel dari mikroalga Botryococcus braunii. Squalen, 5 (1): 23-30. Arad, S.M. & Cohen. 1989. Closed system for outdoor cultivation of Porphyridium. Biomass, 18: 59-67. Arad S.M. & A. Richmond. 2004. Industrial Production of Microalgal Cell-mass and Secondary Products-Species of High Potential Porphyridium sp. Di dalam Richmond A, editor. Handbook of Microalgal Culture: Biotechnology and Applied Phycology. United Kingdom. Blackwell Publishing Company. pp 56-78 Armanda, D. T. 2013. Pertumbuhan Kultur Mikroalga Diatom Skeletonema costatum (Greville) Cleve Isolat Jepara pada Medium f/2 dan Medium Conway. Bioma, 2 (1) : 49-63. Assadad, L., B.S.B. Utomo., & R.N Sari. 2010. Pemanfaatan Mikroalga Sebagai Bahan Baku Bioetanol. Squalen. 5(2) : 51-58. Badan Standarisasi Nasional. 1994. SNI 06-3565-1994: Alkohol Teknis Balat, M. and H. Ballat. 2009. Recent Global Production and Utilization of Bioethanol Fuel. Applied Energy, 86 : 2273-2282. Broto, W. dan N. Richana. 2007. Inovasi Teknologi Proses Industri Bioetanol DariKayuSkalaPedesaan.http://alitka.ibimasakti.malang.te.net.id/PDF /05BB%20Pascapanen.Bioetanol.pdf. Diakses pada tanggal 11 November 2015. Borowitzka, M.A. 1988. Algal Growth Media And Sources Of Algal Cultures. In : Borowitzka, M.A & L.J Borowitza (Eds) Microalga Biotechnology.Cambridge University Press: Cambridge. pp. 456-465.

Budiardi, T., I. Widjaya dan D. Wahjuningrum. 2007. Hubungan Komunitas Fitoplankton dengan Produktivitas udang Vaname (Litopenaeus vannamei) di Tambak Biocrete. Jurnal Akuakultur Indonesia, 6 (2) :119125. LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI

35 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA th

Cappucino, J.G., N. Sherman. 1998. Microbiology: A Laboratory Manual. 5 Edition. California: Benjamin/Cummings Science Publishing. pp 94. Chen, C.Y., K.L Yeh., D.J Lee & J.S Chang. 2011. Cultivation, photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production: A critical review. Bioresource Technology. 102 : 71-81 Eryanto, A. 2003. Suatu Pendekatan Biologi dan Manajemen Plankton dalam Budidaya Udang. PT. CPB. Surabaya. hal.36-38. Fuentes M.M.R., G.G.A. Fernandez, J.A.S. Penrez, J.L.G Guerrero. 2000. Biomass nutrient profiles of the microalga Porphyridium. Food Chemistry. 70: 345- 353. Grima EM, F.G.A. Fernandez, and A.R. Medina. 2004. Downstream Processing of Cell-mass and Products. Di dalam Richmond A editor. Handbook of Microalgal Cultures: Biotechnology and Applied Phycology. United Kingdom: Blackwell Publishing Company. Handayani N.A dan D. Ariyanti. 2012. Potensi Mikroalga Sebagai Sumber Biomassa dan Pengembangan Produk Turunannya. Teknik. 33 (2) : 5865. Hariyati, R. 2008. Pertumbuhan dan Biomassa Spirulina sp dalam Skala Laboratoris. Laboratorium Ekologi dan Biosistemaatik Jurusan Biologi FMIPA Undip, BIOMA, Juni 2008. ISSN : 1410-88011. 10 (1) : 19-22 Harun, R., M. Singh, G.M. Forde, and M.K Danquah. 2010a. Bioprocess Engineering of Microalgae to Produce a Variety of Consumer Products. Renewable and Sustainable Energy Review. 14 : 1037-1047. Harun, R., W.S.Y. Jason, T. Cherrington, and M.K. Danquah. 2010b. Microalgal Biomass as a Cellulosic Fermentation Feedstock for Bioethanol Production. Renewable and Sustainable Energy Review. 14 : 1343-1352. Hossain, A.B.M., A. Salleh., A.N. Boyce., P. Chowdurry., and M. Naqiuddin. 2008. Biodiesel Fuel Production From Algae as Renewable Energy. American Journal. 3) : 250-254. Isnansetyo, A. dan Kurniastuty. 1995. Teknik Kultur Phytoplankton dan Zooplankton. Kanisius. Yogyakarta. hal 67. Jati, F., Johanes H., dan E.H. Vivi. 2012. Pengaruh Penggunaan Dua Jenis Media Kultur yang Berbeda Terhadap Pola Pertumbuhan, Kandungan Protein dan Asam Lemak Omega 3 EPA (Chaetoceros gracilis). Jurnal of Aquaculture Management and Technology 1: 221 -235. LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI


Judoamidjojo, R. M., E.G. Said dan L. Hartoto. 1989. Biokonversi Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Direktorat Pendidikan Tinggi. Pusat Antar Universitas Bioteknologi, Institut Pertanian Bogor. Bogor. hal 34-37. Knuckey, R.M., M.R Brown., & R.F Robert. 2006. Profuction of microalgal concentrates by flocculation and ther assessment as aquaculture feeds. Aquaculture Enginerering. 35 : 300-313. Kosasih, Y. 2011. Aktivitas Antibakteri Mikroalga Porphyridium cruentum Terhadap Berbagai Jenis Bakteri Patogen. Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Kulp, K. 1975. Carbohydrases Enzymes and Processing. Reed G. Editor. Academic Press. New York. pp 97-98. Kusumawarni E. 1998. Mempelajari pengaruh intensitas terhadap pertumbuhan sel, produksi polisakarida, dan pigmen dari mikroalga Porphyridium cruentum. Skripsi. Bogor. hal 43-42 Kusumawarni E. 1998. Mempelajari pengaruh intensitas terhadap pertumbuhan sel, produksi polisakarida, dan pigmen dari mikroalga Porphyridium cruentum.. Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Lehninger, A.L. 1993. Dasar-dasar Biokimia. Terjemahan: M. Thenawidjaja. Erlangga, Jakarta. hal 45-56. Nazir, M. 2011. Metode Penelitian. Ghalia Indonesia. Bogor. hal 80-105. Patil, V., K.Q. Tran and H.R. Gliserod. 2008. Towards Sustainable Production of Biofuels from Microalgae. International Journal of Molecular Science. 9 : 118-195. Priyadarshani, I., dan B. Rath. 2012. Commercial and Industrial Applications of Microalgae a Review. Journal Algal Biomass Utilization. 3(4): 89-100.

Olaizela, M. and E. O. Duerr. 1990. Effects of Light Intensity and Quality on the Growth Rate and Photosynthetic Pigment Content of Spirulina platensis. Journal of Applied Phycology 2 : 97-104. Sari, F. Y. A., I. M. A. Suryajaya dan Hadiyanto. 2012. Kultivasi Mikroalga Spirulina platensis dalam Media POME dengan Variasi Konsentrasi POME dan Komposisi Jumlah Nutrien. Jurnal Teknologi Kimia dan Industri, 1 (1) : 487-494. LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI


Sathasivam, R. and N. Juntawong. 2013. Modified Medium for Enhanced Growth of Dunaliella Stains. International Journal Current Science, 5 : 67-73. Siantika, G. dan D. Hendrawandi. 2009. Efektivitas Teknik Kultur Menggunakan Sistem Kultur Statis, Semi-Kontinyu, dan Kontinyu terhadap Produktivitas dan Kualitas Kultur Spirulina sp. Jurnal Matematika dan Sains, 14 (2) : 41-50. Sutomo, R. Komala, E. T. Wahyuni dan M. G. L. Panggabean. 2007. Pengaruh jenis Pakan Mikroalga yang Berbeda terhadap Pertumbuhan Populasi Rotifer Brachionus rotundiformis. Oseanologi dan Limnologi di Indonesia, 33 : 159-176. Tuhuteru, S., M. L. Hehanussa dan S. H. T. Raharjo. 2012. Pertumbuhan dan Perkembangan Anggrek Dendrobiu manosmum pada Media Kultur In Vitro dengan Beberapa Konsentrasi Air Kelapa. Aprologia, 1 (1) : 1-12. Richmond A. 1988. Spirulina. Di dalam: Borowitzka MA dan Borowitzka LJ. (Eds). Microalga Biotechnology. Cambridge: Cambridge University Press. Vonshak. 1988. Porphyridium. Di dalam: Borowitzka, M.A. and Borowitzka, L.J. Macro-Algae Biotechnology. Cambridge: Cambridge University Press. Wahyudi, P. 1999. Chlorella: Mikroalga Sumber Protein Sel Tunggal. Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia. 1 (5) : 35-41. Wardani, A.K., dan F.N.E Pertiwi. 2013. Produksi entanol dari tetes tebu oleh Saccharomyces cereviseae pembentuk flok (NRRL – Y 265). Jurnal Agritech. 33 (2) : 131. Widjaja, A. 2009. Lipid Production from Microalgae as a Promising Candidate For Biodiesel Production. Makara Teknologi. 13(1): 47-51.

Wignyanto., Suharjono., Novita. 2001. Pengaruh Konsentrasi Gula Reduksi Sari Hati Nanas dan Inokulum Saccharomyces cerevisiae Pada Fermentasi Etanol. Jurnal Teknologi Pertanian. 2 (1) : 68-77 Wirosaputro, S. 2002. Chlorella untuk Kesehatan Global, Teknik Budidaya Dan Pengolahan. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Hal 76-78.



LAMPIRAN

Lampiran 1. Peta Lokasi PKL

(Sumber :https://maps.google.com/, 2014 Diakses pada 04 Oktober 2016)


39


Lampiran 2.Struktur Organisasi Puslit Bioteknologi LIPI


40


Lampiran 3. Daftar Peralatan di Puslit Bioteknologi LIPI No

Peralatan

Ukuran

1.

Spektrofotometer UV-VIS

Fungsi

Keterangan

Digunakan untuk mengukur absorpsi radiasi gelombang elektromagnetik dari suatu sampel.

Spektrofotometri UV-VIS terletak di Laboratorium Kimia Bahan Alam Puslit Bioteknologi LIPI.

2.

Alat Sentrifugasi

-

Digunakan untuk memisahkan suatu larutan dari zat terlarutnya dengan menggunakan gaya sentrifugal.

Alat sentrifugasi ini terletak di Laboratorium Kimia Bahan Alam Puslit Bioteknologi LIPI.

3.

Autoclave

-

Digunakan untuk sterilisasi berbagai alat dan bahan yang akan digunakan untuk penelitian

Autoclave ini terletak di Laboratorium Biokatalis dan Fermentasi Puslit Bioteknologi LIPI.

4.

Inkubator

-

Digunakan untuk tumbuh dan memelihara budaya mikrobiologi atau kultur sel.

Inkubator terletak di Laboratorium Kimia Bahan Alam Puslit Bioteknologi LIPI.

5.

Shaker

-

Digunakan untuk mengaduk atau mencampur suatu larutan dengan larutan yang lain

Shaker ini terletak di Laboratorium Kimia Bahan Alam Puslit Bioteknologi


41


sehingga bersifat LIPI. homogen dengan gerakan satu arah.


42


Lampiran 4. Daftar Gambar Peralatan di Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI

Spektrofotometer UV-Vis

Alat Sentrifugasi

Autoklaf

Inkubator


43


Lampiran 5. Daftar Peralatan di Laboratorium Mikroalga Air Tawar No

Peralatan

Ukuran

1.

Botol kultur

1000 ml 2000 ml

dan Digunakan untuk Botol kultur ini mengkultur dilengkapi dengan mikroalga penutup botol yang terbuat dari kapas, tisu, dan slang.

2.

Aerator

Diameter

5-7 Melarutkan Besar kecilnya oksigen dalam gelembung udara kultur. yang dihasilkan dapat diatur.

mm

Fungsi

Keterangan

3.

Laminar Air Flow (LAF)

Digunakan untuk Terdapat satu buah kegiatan yang LAF. bersifat steril.

4.

Vortex

-

Digunakan untuk Alat ini terdiri dari mencampur motor listrik dan larutan. drive shaft yang melekat pada karet.

5.

Timbangan analitik

500 mg

Digunakan untuk Terdapat satu buah menimbang bahan timbangan analitik. kimia.

6.

Oven

-

Digunakan untuk Oven dioperasikan pengeringan alat. pada suhu 50oC. Terdapat satu buah oven.

7.

Rak Kultur

-

Digunakan untuk Rak ini dilengkapi meletakkan botol lampu 40 W. kultur. Terdapat empat buah rak kultur, dimana tiga rak kultur digunakan untuk tempat kultur mikroalga, sedangkan satu rak


44


kultur untuk stok kultur. 8.

Tabung Reaksi

100 ml

Digunakan untuk Terdapat lebih dari wadah stok 100 tabung reaksi. kultur, atau untuk pengujian bahan tertentu.

9.

Tabung Sentrifus

100 ml dan 250 Digunakan untuk Terdapat 250 ml sentrifugasi tabung sentrifus sampel. berukuran 100 ml, dan 30 tabung sentrifus berukuran 250 ml.

10.

Mikroskop cahaya

-

11.

Tabung Erlenmeyer

250 ml, 500 ml, Digunakan untuk Tabung ini terbuat dan 1000 ml. pembuatan media dari borosilikat, agar. sehingga dapat dipanaskan hingga suhu 200oC.

12.

Magnetic Stirrer

-

Digunakan untuk Terdapat satu buah mengetahui mikroskop cahaya. apakah terjadi kontaminasi pada kultur mikroalga atau tidak.

Digunakan untuk Terdapat dua buah menghomogenkan magnetic stirrer. larutan.


45


Lampiran 6. Daftar Gambar Peralatan di Laboratorium Mikroalga Air Tawar

Botol Kultur

Laminary Air Flow

Vortex

Timbangan Analitik

Oven

Rak Kultur


46


Tabung Reaksi

Tabung Sentrifugasi

Erlenmeyer

Pemanas Branstead Thermoclyne


47


Lampiran 7. Nilai Optical Density Porphyridium cruentum

Nilai Optical Tanggal

Hari Ke-

Density

Keterangan

Johnson (JM)

-

20 Januari 2016

1

1.361

-

21 Januari 2016

2

1.55

-

22 Januari 2016

3

1.597

-

23 Januari 2016

4

1.678

-

24 Januari 2016

5

1.746

-

25 Januari 2016

8

1.942

-

26 Januari 2016

9

1.913

-

27 Januari 2016

10

2.023

-

28 Januari 2016

11

2.097

-

29 Januari 2016

12

2.544

-

30 Januari 2016

13

3.141

-

31 Januari 2016

14

3.386

-

01 Februari 2016

15

4.977

-

02 Februari 2016

16

3.644

Panen


48


Lampiran 8. Proses Kultivasi Porphyridium cruentum

500 ml media Johnson

200 ml kultur Porphyridium cruentum

Ditambah air hingga 1000 mL

Diletakkan dalam rak dan diaerasi

Dihitung OD setiap hari

Panen menggunakan Teknik Sentrifugasi (6000 rpm, 5 menit)

Pengeringan dengan freeze dry

Biomassa Kering


49


Lampiran 9. Proses Pembuatan Media Agar Miring Potato Dextrose Agar 0,78 gram.

Menambahkan aquades sebanyak 20 ml.

Memanaskan dengan api suhu 100ºC hingga mendidih.

Mensterilkan pada autoklaf dengan suhu 121ºC selama 15 menit.

Menuangkan pada tabung reaksi, menutup dengan kapas dan wrap.

Menyimpan dalam keadaan miring


50


Lampiran 10. Proses stok kultur Saccharomyces cerevisiae

Pembuatan media cair dengan menimbang pepton 0,25 gram dan yeast ekstrak 0,15 gram dalam 50 ml aquades.

Penanaman kultur Sacharomyces cerevisiae dari biakan murni pada media agar miring.

Mensterilkan pada autoklaf dengan suhu 121ºC selama 15 menit

Inkubasi selama 1x24 Jam

Menanam biakan Saccharomyces cerevisiae pada media cair

Inkubasi selama 2x24 Jam


51


Lampiran 11. Diagram Alir Proses Produksi Bioetanol dari mikroalga Porphyridium cruentum Biomassa Kering Penimbangan

Penambahan aquades dan katalis asam

Hidrolisis dengan suhu 100º C selama 1 Jam

Penetralan pH

Penambahan media tumbuh S. cerevisiae dan disterilkan

Penambahan starter fermentasi S. cerevisiae

Fermentasi selama 1 hari, 2 hari, 3 hari dan 5 hari

Pengukuran gula pereduksi

Penghitungan kepadatan sel S. Cerevisiae


ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

Recommend Documents