Rancang bangun fotobioreaktor ISACS dijabarkan ke dalam beberapa langkah di bawah ini:
Pembuatan pertama adalah menggabungkan antara akrilik tabung dengan flang ukuran 4” menggunakan resin. Total akrilik yang digunakan adalah 4 buah dan
flang 16 buah. 8 flang digunakan untuk akrilik dan 8 yang lain digunakan untuk knee.
Setelah akrilik tabung dan flang menjadi satu kemudian penggabungan antara knee 4” dengan flang 4” menggunakan lem paralon. Pelekatan antara akrilik flang dengan knee flang yang lain menggunakan mur dan baut anti karat yang diantara flang tersebut dikasih oring (karet) supaya tidak bocor.
Perakitan knee, paralon, valve dan box (digunakan utk tempat pompa) dengan menggunakan lem paralon. Box yang akan digunakan dibolongin dahulu supaya paralon dapat masuk ke dalam box. Perekatan antara box dengan paralon menggunakan resin dan serat fiber supaya daya rekatnya lebih kuat dan tahan bocor. Pompa yang ada di dalam box direkatkan sekuat mungkin agar tidak goyang dan jatuh. Membuat saluran keluar dan masuk dari bak penampungan air/torn ke fotobioreaktor ataupun sebaliknya.
Bak penampungan/torn yang digunakan mempunyai daya tamping 250 ltr. Pembuatan dudukan untuk fotobioreaktor dengan model seperti ranjang. Setelah perekatan selesai kemudian dirakit dan di uji coba.
Kultivasi mikroalga skala luar ruangan dengan me nggunakan fotobioreaktor ISACS
Kultivasi yang dilakukan di fotobioreaktor ISACS dengan memasukkan bibit Scenedesmus sp. sebanyak 1/3 bagian. Kultivasi berlangsung selama 7 hari dan dilakukan pengukuran kepadatan setiap hari. Media yang digunakan adalah media Guillard dan Conway. Kultivasi pada reaktor ISACS merupakan kultivasi mikroalga skala 200 liter yang dilakukan pada ruang tertutup dengan kondisi yang terkontrol. Selama dilakukan kultivasi, kepadatan mikroalga diukur setiap hari untuk dilihat laju pertumbuhannya dengan menggunakan mikroskop dan Haemacytometer. Sejalan dengan pengukuran kepadatan dilakukan juga pengukuran kualitas air untuk parameter suhu, pH dan cahaya.
Kultivasi mikroalga dengan perlakuan pemiskinan nutrie n
Kultivasi dilakukan selama 8 hari dengan perlakuan pada media nutrient diantaranya kontrol, tanpa komponen N, tanpa komponen P, tanpa komponen N dan P (hanya trace elements). Setiap perlakuan dilakukan 3 kali ulangan. Media
yang digunakan untuk percobaan ini adalah media Guillard. Komponen media Guillard bisa dilihat pada lampiran 3. Selama dilakukan kultivasi, kepadatan mikroalga diukur setiap hari untuk dilihat laju pertumbuhannya dengan menggunakan mikroskop dan Haemacytometer.
Kultivasi mikroalga dengan perlakuan perbedaan laju alir gas CO2
Kultivasi dilakukan selama 7 hari menggunakan mixing chamber dengan
perlakuan perbedaan laju alir gas karbondioksida yakni 1 cc/menit dan 1,5 cc/menit. Setiap perlakuan dilakukan 3 kali ulangan. Setiap harinya diukur
beberapa parameter seperti suhu, salinitas dan pH. Pengukuran pH dilakukan 1 kali dalam satu hari yaitu sesudah karbondioksida dimasukkan, untuk pengukuran suhu dapat dilihat pada pH meter ketika mengukur pH. Pengukuran pH menggunakan pH meter dan parameter suhu diukur dengan menggunakan termometer. Gas CO2 yang masuk diukur dengan menggunakan flowmeter. Banyaknya masukan gas CO2 sebanyak 1 cc/menit dan 1,5 cc/menit selama 5 jam setiap hari. Selama dilakukan kultivasi, kepadatan mikroalga diukur setiap hari untuk dilihat laju pertumbuhannya dengan menggunakan mikroskop dan Haemacytometer.
Analisis kepadatan sel mikroalga
Penghitungan kepadatan sel mikroalga dengan menggunakan
haemacytometer. Sebelum digunakan, Haemacytometer dibersihkan dengan menggunakan alkohol 70% dan keringkan dengan tisu. Jumlah sel mikroalga diamati setiap hari dengan 3 kali ulangan menggunakan Haemocytometer pada mikroskop dengan perbesaran 100 atau 400 kali di 5 lapang pandang pada kotak sedang dan dihitung densitasnya dengan rumus (Schoen, 1988):
N = (n/4)x 106
Keterangan: N = Kepadatan mikroalga (ind/mL) n = Jumlah mikroalga yang diamati
Analisis laju pertumbuhan spesifik mikroalga
Laju pertumbuhan spesifik mikroalga (µ) dihitung dengan rumus Krichnavaruk et al., (2004):
µ =
lnNt−lnNo Tt−To Keterangan:
NbtB = Kepadatan mikroalga pada waktu t NB0B = Kepadatan mikroalga awal
T0 = Waktu awal
Tt = Waktu pengamatan
Pemanenan mikroalga
Pemanenan dilakukan dengan cara flokulasi menggunakan tawas dengan konsentrasi 120 ppm. Setelah terjadi pengendapan dilakukan proses filtrasi atau penyaringan menggunakan kain satin selama beberapa jam. Setelah semuanya tertampung dalam kain satin, hasil panen dapat dikeringkan menggunakan sinar matahari atau oven jika cuaca tidak cukup panas. Hasilnya yang berupa bubuk, selanjutnya akan dianalisis lebih lanjut meliputi penimbangan biomassa mikroalga.
Ekstraksi mikroalga
Ekstraksi yang akan menghasilkan minyak dari mikroalga dilakukan dengan menggunakan larutan kimia heksan (Bligh and Dyer, 1959). Larutan heksan dapat digunakan langsung untuk mengekstraksi minyak atau dikombinasikan dengan alat pengepres. Cara kerjanya adalah: bubuk kering mikroalga hasil panen dimasukkan ke dalam kertas saring yang telah dibentuk seperti tabung soklet dengan kapas diletakkan di bagian atas dan bawah. Lalu kertas saring berisi bubuk kering mikroalga dimasukkan ke dalam tabung soklet dan dilarutkan dengan pelarut heksan sampai warna asli mikroalga memudar. Setelah itu heksan diuapkan sampai yang tersisa hanya crude oil mikroalga. Proses ini dijalankan selama minimal 5-6 jam untuk memperoleh hasil yang maksimal dari mikroalga. Ekstraksi ini dilakukan untuk memperoleh minyak mikroalga dan dianalisa untuk mengetahui kandungan senyawa kimia hidrokarbon dan lipid dalam mikroalga yang telah dikultur. Kandungan minyak mikroalga tersebut diidentifikasi dengan cara diinjeksikan ke dalam alat Kromatografi Gas dengan detektor Spektrofotometer Massa. Hasilnya berupa kromatogram yang dapat dianalisa kadar per senyawa yang dideteksi.
Uji kandungan asam lemak mikroalga dengan GC
Ekstrak hidrokarbon dipurifikasi dengan menggunakan kolom kromatografi di dalam silica gel. Contoh hidrokarbon dianalisis terhadap kolom SPB-1 (30m x 0.32 mm ID x 0.25 µm ketebalan film) dengan menggunakan peralatan GC dengan FID dan diidentifikasi dengan membandingkan pola fragmentasinya dengan standar (Sigma) dan juga dengan perpustakaan NIST (Dayananda et al., 2005)
Lemak (Lipid) diekstraksi dengan menggunakan chloroform- metanol (2:1), chloroform dan 1% cairan NaCl ditambahkan untuk menyesuaikan perbandingan antara methanol, chloroform dan air menjadi 2:2:1 dan dikuantifikasi secara gravimetri. Semua lapisan chloroform yang telah diambil sebanyak 3 kali dievaporasi, dikeringkan di dalam desikator, dan ditimbang beratnya sebagai lipid total. FAME dianalisis dengan peralatan GC-MS (PerkinElmer, Turbomass Gold, Mass spectrometer) dengan FID dan menggunakan kolom kapilaritas SPB-1 (poly(dimetysiloxane)) (30 m x 0.32 mm ID x 0.25 µm ketebalan film) dengan temperatur yang telah diprogram pada 1300C sampai 2800C pada rata-rata 20C/min. FAME diidentifikasi dengan membandingkan pola fragmentasi mikroalga dengan standar (Sigma) dan juga perpustakaan NIST (Dayananda et al. 2006). Proses ini cukup dilakukan hanya dengan bahan kimia metanol dan alat pendeteksi kandungan lemak yatu Kromatografi Gas dengan detektor Ionisasi Flame (GC-FID).