OPTIMASI OIL REMOVAL LUMPUR MINYAK MENGGUNAKAN KULTUR BIOSURFAKTAN Micrococcus sp. DENGAN SUBSTRAT MOLASE Repository - UNAIR REPOSITORY

  

OPTIMASI OIL REMOVAL LUMPUR MINYAK

MENGGUNAKAN KULTUR BIOSURFAKTAN Micrococcus sp.

  

DENGAN SUBSTRAT MOLASE

SKRIPSI

ACHMAD MUSYADDAD AZZUHRI

PROGRAM STUDI S-1 KIMIA

  

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

2016

  

OPTIMASI OIL REMOVAL LUMPUR MINYAK

MENGGUNAKAN KULTUR BIOSURFAKTAN Micrococcus sp.

  

DENGAN SUBSTRAT MOLASE

SKRIPSI

  Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Bidang Kimia

  Pada Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

  

Achmad Musyaddad Azzuhri

081115056

  Tanggal Lulus : 29 Januari 2016 Disetujui oleh :

  Pembimbing I Pembimbing II Drs. Handoko Darmokoesoemo, DEA. Dr.

  Ni’matuzahroh NIP. 19591208 198601 1 001 NIP. 19680105 199203 2 003

  

LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI

Judul : Optimasi Oil Removal Lumpur Minyak menggunakan

Kultur Biosurfaktan Micrococcus sp. dengan Substrat Molase Penyusun : Achmad Musyaddad Azzuhri NIM : 081115056 Pembimbing I : Drs. Handoko Darmokoesoemo, DEA. Pembimbing II : Dr. Ni’matuzahroh Tanggal ujian : 29 Januari 2016

  

Disetujui oleh :

Pembimbing I Drs. Handoko Darmokoesoemo, DEA. NIP. 19591208 198601 1 001 Pembimbing II Dr. Ni’matuzahroh NIP. 19680105 199203 2 003 Mengetahui, Ketua Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Dr. Purkan, M.Si. NIP. 19721116 199702 1 001

SURAT PERNYATAAN TENTANG ORISINALITAS

  Yang bertanda tangan di bawah ini, saya: Nama : Achmad Musyaddad Azzuhri NIM : 081115056 Program Studi : Kimia Fakultas : Sains dan Teknologi Jenjang : Sarjana (S1)

  Menyatakan bahwa saya tidak melakukan kegiatan plagiat dalam penulisan skripsi saya yang berjudul: Optimasi Oil Removal Lumpur Minyak menggunakan Kultur Biosurfaktan

  Micrococcus sp. dengan Substrat Molase

  Apabila suatu saat nanti terbukti melakukan tindakan plagiat, maka saya akan menerima sanksi yang telah diterapkan. Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.

  Surabaya, 10 Februari 2016 Achmad Musyaddad Azzuhri

  NIM. 081115056

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

  

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam

lingkungan Universitas Airlangga. Diperkenankan untuk digunakan sebagai

referensi kepustakaan dengan pengutipan seijin penulis serta harus menyebutkan

sumbernya.

  Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga

KATA PENGANTAR

  Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala hidayah dan

karunia yang telah dilimpahkan, sehingga penyusun dapat menyelesaikan

penulisan skripsi dengan judul Optimasi Oil Removal Lumpur Minyak

  “

menggunakan Kultur Biosurfaktan Micrococcus sp. dengan Substrat Molase

”. Skripsi ini dibuat dengan tujuan memenuhi persyaratan akademis pendidikan

sarjana sains dalam bidang kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas

Airlangga.

  Pada kesempatan ini, Skripsi ini dapat selesai atas bantuan berbagai pihak.

  Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

  1. Bapak Drs. Handoko Darmokoesoemo, DEA. selaku pembimbing I yang selalu memberikan arahan dan masukan serta meluangkan waktu bagi penulis untuk berkonsultasi.

  2. Ibu Dr. Ni’matuzahroh, selaku pembimbing II yang juga selalu memberikan arahan dan masukan serta meluangkan waktu bagi penulis untuk berkonsultasi

  3. Bapak Dr. Mulyadi Tanjung, M.S. selaku dosen wali atas dukungan dan motivasi yang telah diberikan dalam penyusunan skripsi ini.

  4. Bapak Dr. Purkan, M.Si. selaku Ketua Departemen Kimia yang banyak memberikan informasi dalam penyusunan skripsi ini.

  5. Seluruh dosen dan staf karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Surabaya telah memberikan ilmu kepada penulis.

  6. Kedua orang tua Ayahanda Sirojul Munir, Ibunda Nur Bariroh, Kakak Ilham

  Sifai’ dan Adik Tuqqotul Ulliyah yang telah memberikan semangat, doa, dukungan moral dan materi.

  7. Tim Micropsuedomonas khususnya Faris, Fira, Sylvi selaku teman seperjuangan penelitian atas kesabaran, pengertian dan dukungan dalam suka maupun duka selama masa penelitian dan penulisan skripsi ini.

  8. Nastiti, Ayu Dewi, Tholiatul, dan Arif yang telah meluangkan waktu untuk mengajarkan penulis tentang berbagai ilmu dalam penulisan skripsi ini.

  9. Teman-teman kimia 2011 yang telah membantu penyelesaian skripsi ini.

  10. Saudara-Saudara Wanala Unair, khususnya Angkatan 34.

  11. Teman-teman di Departemen Kimia dan semua pihak yang telah membantu penyelesaian naskah skripsi ini.

  12. Pihak-pihak yang telah membantu penyelesaian skripsi ini, yang tidak dapat disebutkan namanya satu-persatu.

  Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan demi perbaikan pada penulisan selanjutnya. Akhirnya, penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua. Amin.

  Surabaya, 10 Februari 2016 Penulis, Achmad Musyaddad Azzuhri

  

Azzuhri, Achmad Musyaddad, 2016, Optimasi Oil Removal Lumpur Minyak

menggunakan Kultur Biosurfaktan Micrococcus sp. dengan Substrat Molase,

skripsi ini dibawah bimbingan Drs. Handoko Darmokoesoemo, DEA. dan

Dr. Ni’matuzahroh, Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi,

Universitas Airlangga, Surabaya.

  

ABSTRAK

  Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui presentase (%) oil removal lumpur minyak (oil sludge) pada variasi waktu agitasi, suhu dan kombinasi keduanya menggunakan kulture biosurfaktan Micrococcus sp. pada substrat molase. Mengetahui efektivitas dari kombinasi terbaik dibandingkan dengan surfaktan sintetik Tween-20. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental laboratoris menggunakan rancangan faktorial 4 x 3 terdiri dari variasi waktu agitasi 0, 30, 60, 120 menit dan variasi suhu agitasi 30, 40, 50

  ˚C. Setiap perlakuan diulang 3 kali. Tween-20 (surfaktan sintetik) digunakan sebagai perbandingan dari data terbaik. Parameter yang dihitung adalah persentase oil

  

removal . Hasil terbaik oil removal dianalisis keberadaan dan kandungan senyawa

  hidrokarbon menggunakan kromatografi gas-spektroskopi massa. Data presentase

  

oil removal dianalisis dengan Brown Forysthe dan Gomes Howell. Variasi suhu

memberikan perbedaan yang signifikan terhadap presentase (%) oil removal.

  Hasil kombinasi terbaik untuk oil removal lumpur minyak adalah pada suhu agitasi 50 ˚C dan waktu agitasi 120 menit sebesar 32.94 % sedangkan Tween-20 sebesar 38.30%. Kemampuan kultur bakteri Micrococcus sp. kurang efektif dalam

  

oil removal lumpur minyak dengan nilai efektivitasnya sebesar -15,67%. Hasil

  kromatogram kromatografi gas-spektroskopi massa memperlihatkan penurunan konsentrasi senyawa hidrokarbon alifatik, aromatik dan poliaromatik pada oil

  removal diakhir inkubasi.

  

Kata Kunci : Oil Removal, lumpur minyak, biosurfaktan, Micrococcus sp, Tween

  20, suhu, agitasi, kromatografi gas-spektroskopi massa, biodegradasi.

  

Azzuhri, Achmad Musyaddad, 2016, Oil Removal Optimization of Oil Sludge

Using Micrococcus sp. Culture Biosurfactant and Substrates Molasses, This

Research is under supervision Drs. Handoko Darmokoesoemo, DEA. and Dr.

Ni’matuzahroh, Chemistry Department, Faculty of Science and Technology,

Airlangga University, Surabaya.

  

ABSTRACT

  This study aim to determine the percentage (%) of oil sludge removal at the time variation of agitation, temperature and both combination using biosurfactant culture Micrococcus sp. the molasses substrate. Examine the best compared of effectiveness combination to synthetic surfactant Tween-20. This study was an laboratory experimental research using 4 x 3 factorial design, consists of variation from agitation time 0, 30, 60, 120 minutes and temperature variations agitation 30, 40, 50 ˚C. Each treatment was replicated three times. Tween-20 (synthetic surfactant) was used as a comparison for the best data. Parameter calculated was the percentage of oil removal. The best results were analyzed the presence of oil removal and hydrocarbon compounds using gas chromatography-mass spectroscopy. The percentage of oil removal Data were analyzed by Brown Forysthe dan Gomes Howell. Data on temperature variations provide significant difference to the percentage (%) of oil removal The result of the best combination for oil sludge removal oil was at a temperature of 50 ° C and the agitation time of 120 minutes for 32,94%, while Tween-20 amounted to 38.30%. The ability of bacterial culture Micrococcus sp. less effective in the removal of oil sludge oil with a value of -15.67% effectiveness. Results of chromatogram by gas chromatography-mass spectroscopy showed a decrease in the concentration of aliphatic hydrocarbons, aromatic and polyaromatic on oil removal at the end of incubation.

  

Keyword : Oil removal, oil sludge, biosurfactant, Micrococcus sp., Tween-20,

  temperature, agitation, GC-MS, biodegradation

  

DAFTAR ISI

  Halaman

  HALAMAN JUDUL ................................................................................... i LEMBAR PERNYATAAN ........................................................................ ii

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................ iii

LEMBAR PERNYATAAN TENTANG ORISINALITAS ..................... iv

LEMBAR PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ................................. v

KATA PENGANTAR ................................................................................. vi

ABSTRAK ................................................................................................... viii

ABSTRACT .................................................................................................. ix DAFTAR ISI ................................................................................................ x

  

DAFTAR TABEL ...................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xv

BAB I: PENDAHULUAN...........................................................................

  1 1.1 Latar Belakang Permasalahan ...................................................

  1 1.2 Rumusan Masalah......................................................................

  3 1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................

  4 1.4 Manfaat Penelitian .....................................................................

  4 BAB II: TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................

  5 2.1 Minyak Bumi .............................................................................

  5 2.1.1 Pengertian dan asal minyak bumi .....................................

  5 2.1.2 Komposisi minyak bumi ...................................................

  5 2.1.3 Jenis-jenis minyak bumi ...................................................

  8 2.1.4 Fraksi-fraksi minyak bumi................................................

  9 2.1.5 Lumpur minyak ................................................................

  9 2.2 Oil Removal ...............................................................................

  10 2.3 Surfaktan ....................................................................................

  11 2.4 Biosurfaktan...............................................................................

  11 2.4.1 Pengertian biosurfaktan ....................................................

  11 2.4.2 Karakteristik biosurfaktan ...............................................

  13 2.4.3 Aplikasi biosurfaktan ........................................................

  14 2.5 Bakteri Micrococcus sp. ............................................................

  15 2.5.1 Klasifikasi bakteri Micrococcus sp. ..................................

  15

  2.5.2 Karakteristik bakteri Micrococcus sp. ..............................

  15 2.5.3 Aktivitas lipolitik bakteri Micrococcus sp. .......................

  16 2.6 Substrat ......................................................................................

  16 2.6.1 Molase ..............................................................................

  17 2.7 Tegangan Permukaan ................................................................

  17 2.8 Aktivitas Emulsifikasi ...............................................................

  18 2.9 Stabilitas Biosurfaktan terhadap Suhu dan pH ..........................

  18 2.10 Metode Karakterisasi Oil Sludge .............................................

  19 2.10.1 Kromatografi Gas ...........................................................

  19 2.10.1.1 Prinsip kerja kromatografi gas ..........................

  20 2.11 Degradasi Senyawa Hidrokarbon oleh Bakteri .......................

  22 BAB III: METODE

  PENELITIAN……………………………………… 23 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ....................................................

  23 3.2 Bahan dan Alat Penelitian .........................................................

  23 3.2.1 Isolat bakteri penelitian ....................................................

  23 3.2.2 Bahan penelitian ...............................................................

  24 3.2.3 Alat penelitian...................................................................

  24 3.3 Prosedur Penelitian ....................................................................

  25 3.3.1 Diagram alir penelitian ......................................................

  25 3.3.2 Pembuatan media pertumbuhan Micrococcus sp. .............

  25 3.3.3 Pembuatan stok bakteri Micrococcus sp. ..........................

  26 3.3.4 Perbanyakan bakteri dalam Nutrient Broth .......................

  26 3.3.5 Produksi kultur biosurfaktan .............................................

  26 3.3.6 Oil removal ........................................................................

  27 3.3.7 Karakterisasi oil sludge dengan GC-MS ...........................

  27 3.4 Rancangan Penelitian ................................................................

  29 3.5 Variabel Penelitian ....................................................................

  30 3.6 Analisis Data Penelitian .............................................................

  30 BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………………… 32 4.1 Karakteristik Bakteri Micrococcus sp. ......................................

  32 4.2 Pertumbuhan Bakteri Micrococcus sp. ......................................

  32 4.3 Karakteristik Kultur dan Supernatan Micrococcus sp. ..............

  33 4.3.1 Nilai tegangan permukaan Micrococcus sp. .....................

  34 4.3.2 Nilai aktivitas emulsifikasi Micrococcus sp. ....................

  34 4.4 Hasil Oil Removal Lumpur Minyak ..........................................

  35

  4.4.1 Pengaruh kultur Micrococcus sp. terhadap presentase oil removal .............................................................................

  35

  4.4.2 Pengaruh waktu agitasi pada kultur Micrococcus sp.terhadap presentase oil removal ......................................................

  36

  4.4.3 Pengaruh suhu agitasi pada kultur Micrococcus sp. terhadap presentase oil removal ......................................................

  37 4.4.4 Pengaruh waktu dan suhu agitasi dari kultur Micrococcus sp. terhadap presentase oil removal .......................................

  38 4.5 Karakterisasi Oil Sludge GC-MS ..............................................

  45 BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................

  50 5.1 Kesimpulan ................................................................................

  50 5.2 Saran ..........................................................................................

  50 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................

  51 LAMPIRAN

  

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Tabel Halaman

  35

  4.6 Presentase penurunan luas area sampel kontrol dan sampel hasil oil removal berdasarkan uji GC-MS

  41

  4.5 Rata-rata persentase oil removal dengan kultur biosurfaktan Micrococcus sp.terhadap waktu dan suhu.

  41

  4.4 Rata-rata persentase oil removal dengan kultur biosurfaktan Micrococcus sp. terhadap suhu

  40

  4.3 Rata-rata persentase oil removal dengan kultur biosurfaktan Micrococcus sp. terhadap waktu

  4.2 Nilai aktivitas emulsifikasi sampel uji (1 jam dan 24 jam)

  2.1 Fraksi-fraksi minyak bumi

  34

  29 4.1 Nilai tegangan permukaan supernatan Micrococcus sp.

  3.1 Kombinasi antara waktu kontak dan suhu kelarutan

  17

  2.3 Komposisi kimia molase

  14

  2.2 Biosurfaktan yang dihasilkan oleh mikroba

  9

  44

  

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Gambar Halaman

  3.1 Diagram alir penelitian

  25

  4.1 Grafik persentase oil removal akuades, molase, kultur

  Micrococcus sp., dan tween 20

  36

  4.2 Grafik persentase oil removal variasi waktu agitasi

  37

  4.3 Grafik persentase oil removal variasi suhu agitasi

  38

  4.4 Grafik persentase oil removal variasi suhu agitasi (30, 40, dan 50 ˚C) dan waktu agitasi (0, 30, 60 dan 120 menit) 39

  4.5 Tahapan dalam oksidasi dari senyawa hidrokarbon alifatik

  46

  4.6 Jalur degradasi senyawa hidrokarbon aromatik

  47

4.7 Degradasi aerob naphthalene

  48