35
5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Kelimpahan sel mikroalga dan laju pertumbuhan spesifik Nannochloropsis sp. pada kultivasi dengan menggunakan karbondioksida memiliki nilai tertinggi
daripada kultivasi dengan aerasi maupun tanpa menggunakan aerasi. Kelimpahan sel Nannochloropsis sp. pada hari ke-6 pada kultivasi menggunakan
karbondioksida memiliki jumlah tertinggi bila dibandingkan dengan kultivasi tanpa aerasi dan kultivasi menggunakan aerasi. Kelimpahan sel mikroalga pada
kultivasi menggunakan karbondioksida meningkat tiga kali lipat bila dibandingkan dengan kultivasi tanpa aerasi.
Nilai alkalinitas pada kultivasi menggunakan karbondioksida masih berada pada kisaran yang cukup baik bagi kehidupan biota perairan. Penggunaan
karbondioksida pada kultivasi mikroalga memberikan pengaruh yang baik bagi pertumbuhan dan kelimpahan sel mikroalga. Hal ini dapat dilihat dari kelimpahan
sel mikroalga pada kultivasi P2 setiap harinya yang selalu mengalami kelimpahan tertinggi bila dibandingkan dengan kultivasi tanpa aerasi dan kultivasi
menggunakan aerasi.
5.2 Saran
Penelitian dengan menggunakan jenis mikroalga yang lain perlu dilakukan untuk melihat pengaruh penggunaan karbondioksida terhadap pertumbuhan
beragam jenis mikroalga.
36
DAFTAR PUSTAKA
Anggraeni, I. 2002. Kualitas Air Perairan Laut Teluk Jakarta selama Periode 1996-2002. Skripsi. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut
Pertanian Bogor. Bogor. Anonim. 2007. Budidaya Fitoplankton dan Zooplankton. Balai Besar
Pengembangan Budidaya Laut Direktorat Jenderal Perikanan Budidaya. Departemen Kelautan dan Perikanan. Jakarta.
Barsanti, L., dan P. Gualtieri. 2006. Algae : Anatomy, Biochemistry and Biotechnology. CRC Press. New York.
Becker, E.W. 1994. Microalgae Biotechnology and Microbiology. University Press. Cambridge.
Benemann, J.R. 1997. CO
2
Mitigation with Microalgae Systems, Energy Convers. 38: S475-S479.
Borowitzka, M. A, Lesley J. B. 1988. Microalgal Biotechnology. University Press. Cambridge.
Chisti, Y. 2007. Biodiesel from Microalgae, Biotechnol Adv. 25: 294-306. Chiu, S. Y, Y. K. Chien, T.T. Ming, C.O. Seow, H.C. Chiun, dan S.L. Chih. 2008.
Lipid Accumulation and CO
2
Utilization of Nannochloropsis oculata in Response to CO
2
Aeration, Bioresource Tech. 100: 833-838. CSIRO. 2009. Microalgae
– Nannochloropsis sp.. http:www.scienceimage.csiro.auindex.cfm?event=site.image.detailid=
11605. [17 Maret 2011] Dongoran, R.K. 2003. Pengaruh Alkalinitas Total dari Kalsium Karbonat
CaCO
3
terhadap Kelangsungan Hidup dan Pertumbuhan Larva Ikan Jambal Siam Pangasius sp.. Skripsi. Fakultas Perikanan dan Ilmu
Kelautan. IPB Bogor.
Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air bagi Pengelolaan Sumberdaya dan Lingkungan Perairan. Kanisius. Yogyakarta.
Graham, L.E dan L.A. Wilcox. 2000. Algae. Prentice Hall, New Jersey. Hibberd, B. 2000. Systema Naturae Classification.
http:taxonomicon.taxonomy.nlTaxonTree.aspx. [9 Oktober 2009] Hoshida, H, T. Ohira, A. Minematsu, R. Akada dan Y. Nishizawa. 2005.
Accumulation of Eicosapentaenoic Acid in Nannochloropsis sp. in Response to Elevated CO
2
Concentrations, Applied Phycology. 17: 29-34. Hu, H dan K. Gao. 2006. Response of Growth and Fatty Acid Compositions of
Nannochloropsis sp. to Environmental Factors Under Elevated CO
2
Concentration, Biotechnol Lett. 28: 987-992. IPCC. 2001. The Carbon Cycle and Atmospheric Carbon Dioxide. The Scientific
Basis. In Climate Change 2001. 185-237. Isnansetyo, A. dan Kurniastuty. 1995. Teknik Kultur Phytoplankton dan
Zooplankton Pakan Alami untuk Pembenihan Organisme Laut. Kanisius. Yogyakarta.
Krichnavaruk, S., L, Worapanne., P, Sorawit., P, Prasert. 2004. Optimal Growth Conditions and the Cultivation of Chaetoceros calcitrans in Airlift
Photobioreactor. Chemical Enginering. 1052005: 91-98. Kurniawan, H. dan G. Lukman. 1999. Aspek Industri Sistem Kultivasi Sel
Mikroalga Imobil. Jurnal Tinjauan Ilmiah Riset Biologi dan Bioteknologi Pertanian. 2 2.
Mata, T.M., A.A Martins dan N.S Caetona. 2010. Microalgae for Biodiesel Production and Other Applications : A Review, Renewable and
Sustainable Energy Reviews. 14: 217-232 Mattjik, A.A. dan I.M. Sumertajaya. 2006. Perancangan Percobaan dengan
Aplikasi SAS dan Minitab Jilid I. IPB Press.
Nugraheny, N. 2001. Ekstraksi Bahan Anti-bakteri dari Diatom Laut Skeletonema costatum. Skripsi. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut
Pertanian Bogor. Bogor. Olaizola, M, T. Bridges, S. Flores, L. Griswold, J. Morency dan T. Nakamura.
2004. Microalgal Removal of CO
2
from Flue Gases : CO
2
Capture from a Coal Combuster, Biotech. Bioproc. Eng. 8: 360-367
Punchard, N.A. Haemocytometer Instructions. Haemocytv3.doc. http:search?haemocytometer+neubauer [9 Oktober 2009]
Richmond, A. 2003. Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and Applied Phycology. Blackwell Publishing.
Rocha, J.M.S, J.E.C Garcia dan M.H.F. Henriques. 2003. Growth Aspect of the Marine Microalga Nannochloropsis gaditana, Biomolecular Engineering.
20 : 237-242. Strickland, J.D.H dan T.R Parsons. 1972. A Practical Handbook of Seawater
Analysis. Fisheries Research Board of Canada. Ottawa. Suantika, G., A. Pingkan, dan S. Yusuf. 2009. Pengaruh Kepadatan Awal
Inokulum terhadap Kualitas Kultur Chaetoceros gracilis Schuut pada Sistem Batch. Institut Teknologi Bandung. Bandung.
Sutomo. 2005. Kultur Tiga Jenis Mikroalga Tetraselmis sp., Chlorella sp., dan Chaetoceros gracilis dan Pengaruh Kepadatan Awal terhadap
Pertumbuhan C. Gracilis di Laboratorium. Oseaonologi dan Limnologi 37 : 43-58.
Lampiran 1 Data Kepadatan Nannochloropsis sp. Penelitian Pendahuluan
Tabel Kelimpahan Mikroalga juta indml Hari ke- Tanpa Aerasi
Menggunakan Aerasi Menggunakan CO
2
9.82 9.83
9.97 1
10.08 11.43
13.20 2
9.92 11.40
15.58 3
10.63 12.78
16.75 4
11.10 14.08
19.12 5
11.32 14.95
20.77 6
12.88 16.48
23.37 7
11.07 15.37
21.38 8
10.55 12.47
18.43 9
9.07 11.78
16.43
Lampiran 2 Data Kepadatan Nannochloropsis sp. Penelitian Utama
Tabel Kelimpahan Mikroalga Ulangan Pertama 10
6
indml HariTanggalTahun Tanpa Aerasi
Aerasi CO
2
15032010 3.7750
3.8083 3.8500
16032010 3.8667
4.3917 4.6250
17032010 4.1250
4.8750 5.0000
18032010 4.2833
4.8500 5.3833
19032010 4.4000
5.1083 5.4333
20032010 4.5667
5.1417 5.4917
21032010 4.5917
5.2333 5.8250
22032010 4.2917
4.9167 5.3417
23032010 3.2250
4.5583 4.7167
24032010 2.7500
3.6833 3.7750
Tabel Kelimpahan Mikroalga Ulangan Kedua 10
6
indml HariTanggalTahun Tanpa Aerasi
Aerasi CO
2
15032010 4.2833
4.3750 4.3667
16032010 4.1333
4.5750 4.4167
17032010 4.0417
4.8500 5.2583
18032010 4.2500
5.0750 5.4250
19032010 4.6083
5.3667 5.8167
20032010 4.6500
5.5417 5.9167
21032010 4.2417
6.2750 6.3167
22032010 3.9917
5.6333 5.2333
23032010 3.0750
5.2500 4.9167
24032010 2.7417
4.6000 4.2000
Rataan Kepadatan Mikroalga
Tabel Kelimpahan Mikroalga
10
6
indml
Hari ke- Tanpa Aerasi Menggunakan Aerasi Menggunakan CO
2
3.40 3.42
3.43 1
3.50 3.78
4.00 2
3.58 4.18
4.56 3
3.71 4.34
4.86 4
3.96 4.62
5.13 5
4.25 4.95
5.41 6
4.22 5.40
5.93 7
4.09 4.95
5.04 8
3.13 4.62
4.59 9
2.64 3.67
3.67
Tabel Kelimpahan Mikroalga Ulangan Ketiga 10
6
indml HariTanggalTahun Tanpa Aerasi
Aerasi CO
2
29032010 2.1500
2.0833 2.0583
30032010 2.4917
2.3750 2.9667
31032010 2.5750
2.8000 3.4333
01042010 2.6000
3.0833 3.7750
02042010 2.8667
3.3833 4.1417
03042010 3.5417
4.1667 4.8250
04042010 3.8333
4.6833 5.6333
05042010 3.9833
4.3000 4.5333
06042010 3.0833
4.0583 4.1500
07042010 2.4333
2.7167 3.0250
Lampiran 3 Data Suhu, Salinitas dan pH Kultivasi Mikroalga
Suhu
Hari ke- Tanpa
Aerasi Menggunakan
Aerasi Menggunakan
CO
2
27.00 27.00
27.00 1
27.00 27.00
26.67 2
26.00 26.00
26.00 3
26.67 26.33
26.33 4
26.00 26.00
26.00 5
26.00 26.00
26.00 6
26.00 26.00
26.00 7
26.00 26.00
26.00 8
26.67 26.67
26.33 9
26.33 26.33
26.33
Salinitas
Hari ke-
Tanpa Aerasi
Menggunakan Aerasi
Menggunakan CO
2
30.00 30.00
30.00 1
30.00 30.00
30.00 2
30.00 30.00
30.33 3
30.67 30.67
31.00 4
31.00 30.67
31.33 5
31.67 31.33
32.00 6
32.00 32.00
32.33 7
33.00 32.33
32.67 8
33.00 32.33
33.33 9
33.33 33.33
33.67
pH
Hari ke-
Tanpa Aerasi
Menggunakan Aerasi
Menggunakan CO2
7.99 7.60
5.38 1
8.05 7.64
5.53 2
8.08 7.63
5.38 3
7.99 7.58
5.34 4
7.94 7.54
5.38 5
7.97 7.55
5.25 6
8.00 7.59
5.46 7
8.07 7.63
5.37 8
8.10 7.66
5.68 9
8.03 7.59
5.86
Lampiran 4 Perhitungan Pertumbuhan Mikroalga
Perhitungan pertumbuhan mikroalga menggunakan Haemocytometer, diamati dengan menggunakan mikroskop dengan perbesaran 40x. Perhitungan
pertumbuhan mikroalga dengan cara sebagai berikut : N
= 579 indml =
4
10 5
25 x
x N
………………… 1
indml =
4
10 5
25 579
x x
= 579 x 5 x 10
4
= 579 x 5x10
4
= 28950000 dibagi 6, karena dilakukan 6 kali pengamatan = 4825000 indml
Lampiran 5 Perhitungan Laju Pertumbuhan
Laju pertumbuhan spesifik µ mikroalga dihitung dengan rumus berikut menurut Krichnavaruk et al 2004.
................................................................. 2
Contoh : kepadatan Nannochloropsis sp. pada perlakuan menggunakan karbondioksida hari ke-0 = 3,43×10
6
indml, kepadatan hari ke-1 = 4,00×10
6
indml, kepadatan hari ke-2 = 4,56×10
6
indml dan kepadatan maksimum pada hari ke-6 = 5,93×10
6
indml. Laju pertumbuhan spesifik µ pada hari ke-1 adalah
= 0,16 Laju pertumbuhan spesifik µ pada hari ke-2 adalah
= 0,13 Laju pertumbuhan spesifik maksimum µ maks adalah
= 0,09
Lampiran 6 Statistik dan Uji Beda Nyata Terkecil
Anova: Two-Factor Without Replication SUMMARY
Count Sum
Average Variance
Row 1 3
10.25 3.416666667
0.0001466 Row 2
3 11.28055556
3.760185185 0.06420782 Row 3
3 12.31944444
4.106481481 0.2452572
Row 4 3
12.90833333 4.302777778 0.33145833
Row 5 3
13.70833333 4.569444444 0.34540123
Row 6 3
14.61388889 4.871296296 0.34007973
Row 7 3
15.54444444 5.181481481 0.75977109
Row 8 3
14.075 4.691666667 0.27435957
Row 9 3
12.34444444 4.114814815 0.73087449
Row 10 3
9.975 3.325 0.35020833
Column 1 10
36.48333333 3.648333333 0.26232373
Column 2 10
43.91944444 4.391944444 0.40317635
Column 3 10
46.61666667 4.661666667 0.61390055
ANOVA Source of
Variation SS
df MS
F P-value
F crit Rows
10.13958359 9
1.126620399 14.748248
1.345E-06 2.45628
Columns 5.508506687
2 2.754253344 36.0551001 5.0639E-07
3.55456 Error
1.375022119 18
0.076390118 Total
17.0231124 29
Karena f critical F ; maka tolak H
Perlakuan karbondioksida memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap pertumbuhan Nannochloropsis sp.
Lampiran 6 lanjutan
LSD = 0.08 Nilai Tengah Perlakuan
1. Tanpa Aerasi = 3.65
2. Aerasi = 4.39
3. Menggunakan CO
2
= 4.66 Selisih Nilai Tengah Perlakuan
1 2
3 1
0.74 1.01
2 0.27
3
Selisih LSD ; tolak H Setelah dilakukan uji lanjut diketahui bahwa setiap perlakuan memberikan
pengaruh yang berbeda nyata terhadap pertumbuhan Nannochloropsis sp.
Lampiran 7 Tabel Perhitungan Alkalinitas α
H
Lampiran 8 Tabel Perhitungan Alkalinitas f
Lampiran 9 Tabel Perhitungan Alkalinitas A
Lampiran 10 Tabel Perhitungan Alkalinitas F
T
Lampiran 11 Tabel Perhitungan Alkalinitas F
p
Lampiran 12 Tabel Perhitungan Alkalinitas γ
Lampiran 13 Perhitungan Konversi Satuan Alkalinitas
Satuan alkalinitas yang didapat adalah mmolL CaCO
3
akan diubah menjadi mgL CaCO
3
. Misal : nilai alkalinitas = 0.6952 mmolL
Jawab : mmol akan diubah terlebih dahulu menjadi mol x10
-3
maka : 0.6952 x 10
-3
6.952 x 10
-4
mol mol akan diubah menjadi gram x berat atom CaCO
3
berat atom CaCO
3
adalah : Ca : 40.08 C : 12
O : 16 berat atom CaCO
3
adalah : 100.8 maka, 6.952 x 10
-4
mol x 100.8 = 0.0700 gram gram akan diubah menjadi mg x10
3
maka, 0.0700 gram x 10
3
= 70.00 mgL CaCO
3
Lampiran 14 Gambar Alat dan Bahan Penelitian
Tabung CO
2
Erlenmeyer Aerator
Mikroskop Flow meter
Bibit Nannochloropsis sp.
Pipet tetes
Haemocytometer Hand Refraktometer
Lampiran 15 Dokumentasi Penelitian Pendahuluan
Kultivasi Mikroalga
Tanpa Aerasi Menggunakan Aerasi
Menggunakan CO
2
Sumber: Koleksi Pribadi
Lampiran 16 Dokumentasi Penelitian Utama
Kultivasi Mikroalga
Tanpa Aerasi Menggunakan Aerasi
Menggunakan CO
2
Sumber: Koleksi Pribadi
59
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 25 Maret 1987
dari pasangan ayah Fauzan Mansoer dan ibu Suminten. Penulis merupakan anak kedua dari dua bersaudara.
Pada Tahun 2005 penulis menyelesaikan pendidikan di Sekolah Menengah Atas Negeri SMAN 112 Jakarta . Pada
Tahun yang sama penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru SPMB. Setelah melewati Tingkat Persiapan Bersama
TPB selama satu tahun akhirnya penulis di terima di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan.
Selama menempuh pendidikan sarjana di IPB penulis aktif di Himpunan Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Kelautan HIMITEKA-IPB 2007-2009 sebagai Biro
Kesekretariatan dan Anggota Divisi PSDM dan mengikuti berbagai kepanitiaan. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Ilmu Kelautan pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, penulis menyelesaikan skripsi dengan judul ”Pemanfaatan Karbondioksida CO
2
untuk Kultivasi Mikroalga Nannochloropsis
sp. sebagai Bahan Baku Biofuel”.
iii
RINGKASAN FEMI ZUMARITHA. Pemanfaatan Karbondioksida CO
2
untuk Kultivasi Mikroalga
Nannochloropsis sp. sebagai Bahan Baku Biofuel. Dibimbing oleh DIETRIECH G. BENGEN dan MUJIZAT KAWAROE
Penelitian dilakukan berdasarkan pada perkembangan bioteknologi mikroalga dewasa ini yang memanfaatkan mikroalga tidak hanya untuk pakan
alami, sel protein tunggal, bidang farmasi dan kesehatan, tetapi juga digunakan sebagai sumber energi alternatif seperti penghasil biofuel. Tujuan dari penelitian
ini adalah membandingkan kelimpahan sel mikroalga pada kultivasi tanpa aerasi, menggunakan aerasi dan menggunakan karbondioksida, serta mengkaji pengaruh
pemanfaatan karbondioksida pada pertumbuhan mikroalga Nannochloropsis sp.
Penelitian ini dilakukan pada bulan Agustus 2009 hingga bulan April 2010
bertempat di Laboratorium Kultivasi Mikroalga di Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi, Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat, Institut
Pertanian Bogor. Parameter yang diukur adalah suhu, salinitas dan pH, pada kultivasi dengan menggunakan karbondioksida pengukuran pH dilakukan dua kali
untuk menghitung alkalinitas. Selain itu juga dilakukan perhitungan kelimpahan sel mikroalga. Penelitian dilakukan dua tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan
penelitian utama. Hasil dari penelitian pendahuluan akan dijadikan acuan untuk penelitian utama, pada penelitian pendahuluan didapatkan hasil bahwa pada
perlakuan P2 dengan menggunakan karbondioksida peningkatan kelimpahan sel mikroalga merupakan yang tertinggi setiap harinya bila dibandingkan dengan
kultivasi kontrol dan kultivasi perlakuan P1. Hasil dari penelitian utama menunjukkan bahwa penggunaan karbondioksida pada perlakuan P2 juga
mengalami peningkatan kelimpahan sel tertinggi setiap harinya, pada perlakuan P2 dan P1 puncak kelimpahan sel terjadi pada hari ke-6 sedangkan pada kultivasi
kontrol puncak kelimpahan sel terjadi pada hari ke-5.
Parameter kualitas air yang diukur antara lain suhu, salinitas dan pH. Suhu kultivasi berkisar antara 26-27 °C, salinitas berkisar antara 30-
34 ‰, pH pada kultivasi kontrol dan kultivasi P1 berkisar antara 7-8. Nilai alkalinitas pada
kultivasi P2 masih berada pada kisaran alkalinitas yang baik bagi perairan, dari nilai alkalinitas ini dapat disimpulkan bahwa penggunaan karbondioksida pada
kultivasi mikroalga memberikan pengaruh yang baik bagi pertumbuhan mikroalga. Dilihat dari nilai kelimpahan pada kultivasi P2 yang tinggi setiap
harinya dibandingkan dengan kultivasi kontrol dan kultivasi P1.
PEMANFAATAN KARBONDIOKSIDA CO
2
UNTUK KULTIVASI MIKROALGA
Nannochloropsis sp. SEBAGAI BAHAN BAKU BIOFUEL
FEMI ZUMARITHA
SKRIPSI
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011
1
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mikroalga adalah tumbuhan tingkat rendah yang dapat berfotosintesis dan dapat tumbuh dengan cepat. Menurut Mata, et al, 2010, mikroalga merupakan
mikroorganisme prokariotik atau eukariotik yang dapat berfotosintesis dan dapat tumbuh cepat pada kondisi yang sulit. Mikroalga dapat digunakan sebagai pakan
rotifer dan artemia. Salah satu cara untuk memproduksi biomassa mikroalga dalam jumlah yang besar maka dilakukan kultivasi.
Kultivasi mikroalga dapat dilakukan pada beberapa tingkatan, dari skala yang kecil hingga skala massal. Isnansetyo dan Kurniastuty 1995 dalam
bukunya juga menuturkan bahwa kultivasi mikroalga dimulai dari kegiatan isolasi kemudian dikembangkan sedikit demi sedikit secara bertingkat. Kultivasi skala
laboratorium dilakukan pada volume 50 ml-3 liter, lalu dilakukan kultivasi semi outdoor dengan volume 60-100 liter dan kultivasi massal dengan volume
≥ 1 ton. Kultivasi mikroalga dengan penambahan karbondioksida merupakan salah satu
cara untuk meningkatkan kelimpahan sel mikroalga. Pemanfaatan karbondioksida pada kultivasi mikroalga dilakukan untuk
meningkatkan kelimpahan sel mikroalga. Menurut Chiu, et al. 2008 dalam penelitiannya penggunaan karbondioksida ke dalam kultivasi mikroalga dapat
meningkatan kelimpahan sel mikroalga hingga 50 . Dengan demikian, mikroalga khususnya mikroalga laut memiliki potensi untuk mengurangi
pemanasan global akibat gas karbondioksida.
1.2 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Membandingkan laju pertumbuhan sel mikroalga antara kultivasi kontrol,
perlakuan menggunakan aerasi, dan perlakuan menggunakan karbondioksida. 2. Mengkaji pengaruh pemanfaatan karbondioksida terhadap pertumbuhan
mikroalga Nannochloropsis sp.