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

  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 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA 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.

  ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  

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 Dosen Pembimbing, Universitas Airlangga,

  ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  

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 ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  

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 mikroalga juga mampu menghasilkan biofuel lain seperti bioetanol. Hal ini 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 HNO

  3 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

  ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  

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

  ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

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

  1)

  kepada : Ibu Dr. Kismiyati, Ir., M.Si. selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan arahan, petunjuk dan bimbingan sejak penyusunan Usulan hingga

  2)

  selesainnya penyusunan Karya Ilmiah Praktek Kerja Lapang ini, 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

  

3)

  Karya Ilmiah Praktek Kerja Lapang ini, 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

  4)

  serta 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

  ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

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

  ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA ix

  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

  ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  

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

  1.2 Tujuan ................................................................................................. 2

  1.3 Manfaat ............................................................................................... 2

  II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 3

  2.1 Mikroalga Porphyridium cruentum .................................................... 3

  2.2 Bioetanol ............................................................................................. 4 x LAPORAN PKL

  PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI

  ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  2.3 Hidrolisis ............................................................................................ 6

  2.4 Fermentasi .......................................................................................... 7

  III RENCANA KEGIATAN ........................................................................... 8

  3.1 Tempat dan Waktu .............................................................................. 8

  3.2 Metode Kerja ...................................................................................... 8

  3.3 Metode Pengambilan Data.................................................................. 9

  3.3.1 Observasi ..................................................................................... 9

  3.3.2 Wawancara .................................................................................. 10

  3.3.3 Partisipasi Aktif ........................................................................... 10

  IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 12

  4.1 Keadaan Umum Lokasi Praktek Kerja Lapangan ........................... 12

  4.1.1 Sejarah Berdiri dan Perkembangan ............................................. 12

  4.1.2 Letak Topografi ........................................................................... 13

  4.1.3 Visi dan Misi ............................................................................... 13

  4.1.4 Struktur Organisasi dan Tata Kerja ............................................. 14

  4.1.5 Tugas Pokok dan Fungsi ............................................................. 15

  4.1.6 Kepegawaian ............................................................................... 15

  4.1.7 Sarana dan Prasarana di Pusat Penelitian Bioteknologi .............. 16

  4.1.8 Sarana dan Prasarana di Laboratorium Mikroalga Air Tawar .... 17

  4.2 Proses Produksi Bioetanol Porphyridium cruentum .......................... 18

  4.2.1 Kultivasi Porphyridium cruentum .............................................. 18

  4.2.2 Pemeliharaan Kultur Porphyridum cruentum ............................. 20

  4.2.3 Indikator Pertumbuhan Porphyridum cruentum ......................... 21

  4.2.4 Pemanenan Biomassa Porphyridum cruentum ........................... 24

  4.2.5 Hidrolisis Biomassa Porphyridum cruentum .............................. 25

  4.2.6 Fermentasi Hasil Hidrolisis ......................................................... 27

  V SIMPULAN DAN SARAN ........................................................................ 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

  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

  

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

  52

cruentum .............................................................................................

xiv

  

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 mikroalga juga mampu menghasilkan biofuel lain seperti bioetanol. Hal ini 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 .

  LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI

  

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). 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.

  LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI

  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 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
• –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:

  Tabel 1. Sifat Fisik Etanol Parameter Etanol

  Rumus Kimia C

  2 H

  5 OH

  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 204 Viskositas pada 20º (Poise) 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).

  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

  LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI

  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

  LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI

  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.

  LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI

  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.

  LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI

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

  LAPORAN PKL PROSES PRODUKSI BIOETANOL… AYUNANI S. PUTRI 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.

  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.

  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, enam orang golongan IVB, tujuh orang golongan IVC, lima orang golongan IVD, dan enam orang golongan IVE.

4.1.7 Sarana dan prasarana di Puslit Bioteknologi LIPI A. 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 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

  2

  berukuran 7 x 10 m , 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 di dalam Gedung Kerjasama lantai satu.

  Perpustakaan ini menyimpan arsip mengenai bioteknologi 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.

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