:Perbandingan Pertumbuhan Mikroalga Tetraselmis x suecica pada Sistem Kolam Arus Terbuka dan Fotobioreaktor

(1)

PERBANDINGAN PERTUMBUHAN MIKROALGA

Tetraselmis suecica PADA SISTEM KULTIVASI

KOLAM ARUS TERBUKA DAN FOTOBIOREAKTOR

MOHD SUFFI SYAZWI BAHAR

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

(2)

(3)

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Perbandingan Pertumbuhan Mikroalga Tetraselmis suecica pada Sistem Kultivasi Kolam Arus Terbuka dan Fotobioreaktor adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Desember 2013

(4)

(5)

ABSTRAK

MOHD SUFFI SYAZWI BAHAR. Perbandingan Pertumbuhan Mikroalga Tetraselmis suecica pada Sistem Kultivasi Kolam Arus Terbuka dan Fotobioreaktor. Dibimbing oleh MUJIZAT KAWAROE dan HENRY M MANIK.

Kultivasi mikroalga spesies Tetraselmis suecica telah dilakukan pada kolam arus terbuka dan fotobioreaktor. Proses kultivasi dan pengambilan data dilakukan selama 10 hari. Hasil yang diperoleh untuk kepadatan sel yang tertinggi adalah sebesar 17,93 x105 sel/ml, bobot biomassa sebesar 0,20 gr/ml, jumlah rata hari yang dibutuhkan untuk menggandakan sel adalah 2.00 hari, nilai rata-rata laju pertumbuhan adalah sebesar 0.25 dan ukuran terbesar sel mikroalga sebesar 12 nm pada sistem kultivasi arus terbuka. Sedangkan pada sistem kultivasi fotobioreaktor diperoleh kepadatan sel tertinggi adalah sebesar 4,66 x105 sel/ml, bobot biomassa sebesar 0,08 gr/ml, , jumlah rata-rata hari yang dibutuhkan untuk menggandakan sel adalah 2,81 hari, nilai rata-rata laju pertumbuhan adalah sebesar 0.18 dan ukuran terbesar sel mikroalga sebesar 11,7 nm. Hasil menjelaskan bahwa sistem kultivasi kolam arus terbuka lebih baik dibandingkan fotobioreaktor. Secara keseluruhan diketahui bahwa sistem kultivasi kolam arus terbuka lebih baik digunakan untuk mengkultivasi Tetraselmis suecica.

Kata kunci: Kultivasi, Tetraselmis suecica, Kolam Arus Terbuka, Fotobioreaktor. ABSTRACT

MOHD SUFFI SYAZWI BAHAR. A Comparison of Tetraselmis suecica Growth Performance in Open Raceway Pond and Photobioreaktor. Mentoring by MUJIZAT KAWAROE dan HENRY M MANIK.

Microalgae cultivation of Tetraselmis suecica species has been carried out in an open raceway pond and photobioreactor. Cultivation process and data collecting were done in 10 days. The results showed the highest values of the cell density was 17.93 x105 cell/ml, the weight of biomass was 0.20 gr/ml, the average values of doubling time was 2.00 days, the average value of the growth rate was 0.25 and the biggest size of the microalgae cell was 12 nm on the open raceway cultivation system. While on photobioreactor the highest values of the cell density was 4,66 x105 cell/ml, the weight of biomass was 0.08 gr/ml, the average values of doubling time was 2.81 days, the average value of the growth rate was 0.18 and the biggest size of the microalgae cell was 11.7 nm The results proved the open raceway pond cultivation systems was better than photobioreactor cultivation systems. The open raceway pond cultivation is better used to cultivate microalgae species Tetraselmis suecica.

(6)

(7)

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Ilmu Kelautan

pada

Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan

PERBANDINGAN PERTUMBUHAN MIKROALGA

Tetraselmis suecica PADA SISTEM KULTIVASI

KOLAM ARUS TERBUKA DAN FOTOBIOREAKTOR

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2013

(8)

(9)

(10)

Judul Skripsi :Perbandingan Pertumbuhan Mikroalga Tetraselmis x suecica pada Sistem Kolam Arus Terbuka dan

Fotobioreaktor

Nama Mohd Suffi Syazwi Bahar

NIM C54098001

Disetujui oleh,

Diketahui oleh

Dr Ir I Wayan Nurjaya, MSc Ketua Departemen

Tanggal lulus :

Dr Ir Mujizat Kawaroe, MSi Pembimbing I

(11)

(12)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada ALLAH subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2013 adalah Perbandingan Pertumbuhan Mikroalga Tetraselmis suecica pada Sistem Kultivasi Kolam Arus Terbuka dan Fotobioreaktor.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr Ir Mujizat Kawaroe dan bapak Dr Ir Henry M. Manik, M.T yang telah banyak memberikan saran. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Laboratorium Surfactan and Bioenergy Research Center, Institut Pertanian Bogor dan seluruh staff pegawai yang telah mendukung dan membantu dalam pelaksanaan penelitian ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, seluruh keluarga, serta teman-teman atas segala doa dan kasih sayangnya.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Desember 2013

(13)

(14)

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR ix

DAFTAR LAMPIRAN ix

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Tujuan Penelitian 2

METODOLOGI 2

Waktu dan Lokasi Penelitian 2

Rancangan Penelitian 3

Prosedur Penelitian 3

Analisis Data 4

HASIL DAN PEMBAHASAN 5

Kepadatan Sel dan Bobot Biomassa Tetraselmis suecica pada Kolam Arus

Terbuka dan Fotobioreaktor 5 Doubling Time Sel Tetraselmis suecica pada Kolam Arus Terbuka dan

Fotobioreaktor. 8

Laju Pertumbuhan Spesifik Sel Tetraselmis suecica pada Kolam Arus

Terbuka dan Fotobioreaktor 8

Ukuran Sel Tetraselmis suecica pada Kolam Arus Terbuka dan Fotobioreaktor

Fotobioreaktor 10

Sistem Kultivasi yang Terbaik Untuk Sel Spesies Mikroalga Tetraselmis

Suecica 11

SIMPULAN DAN SARAN 11

Simpulan 11

Saran 12

DAFTAR PUSTAKA 12

LAMPIRAN 14

(15)

DAFTAR TABEL

1 Tabel Rancangan Penelitian 3

2 Perbandingan Nilai Kepadatan Awal dan Akhir Sel Tetraselmis suecica yang Dikultivasi Pada Kolam Arus Terbuka dan Fotobioreaktor

Berdasarkan Penelitian 6

3 Perbandingan Biomassa Awal dan Akhir Sel Tetraselmis suecica Kultivasi Pada Kolam Arus Terbuka dan Fotobioreaktor Berdasarkan

Penelitian 7

4 Nilai Rata-Rata Waktu Penggandaan Sel Tetraselmis suecica Kultivasi

pada Kolam Arus Terbuka dan Fotobioreaktor 8

DAFTAR GAMBAR

1 Gambar Desain Kolam Arus Terbuka 2

2 Gambar Desain Fotobioreaktor 3

3 Perbandingan Kepadatan Sel Tetraselmis suecica pada Kolam Arus

4 Perbandingan Biomassa Sel Tetraselmis suecica pada Kolam Arus

5 Laju Pertumbuhan Spesifik Sel Tetraselmis suecica pada Kolam Arus

6 Gambar Mikroskopis Ukuran Spesies Mikroalga Tetraselmis suecica 10

DAFTAR LAMPIRAN

1 Perbanyakan Bibit Mikroalga untuk Stok Penelitian 14

2 Spesifikasi Mesin Pereduksi 14

3 Data Hasil Penelitian 15

4 Analisis Statistik 18

(16)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Kultivasi mikroalga dapat dibagi menjadi dua bagian secara umum yaitu teknik kultivasi dalam ruangan (indoor) dan teknik kultivasi di luar ruangan (outdoor) (Ojamae 2011). Kultivasi luar ruangan (outdoor) biasanya diperuntukkan untuk kultivasi mikroalga dalam skala besar (Ucko et al. 1989). Dua metode yang digunakan dalam kultivasi luar ruangan (outdoor) adalah Kolam Arus Terbuka dan fotobioreaktor (Janssen et al. 2003 in Sanchez et al. 2000).

Kolam arus terbuka merupakan metode kultivasi mikroalga yang sangat tua dan sudah sangat lama digunakan. Pada sistem ini mikroalga dikultur dengan kedalaman sekitar satu kaki, sehingga kondisi budidaya identik dengan lingkungan asli. Sistem ini memiliki pedal yang berfungsi untuk mengaduk dan membuat sirkulasi dalam wadah kultivasi tersebut (Wen dan Johnson 2009). Kelebihan sistem ini adalah murah dari segi biaya (Li dan Wan 2011) dan memiliki desain yang sederhana sehingga mudah dioperasikan ( Sanchez et al. 2000). Sedangkan kekurangan yang dimiliki oleh kolam arus terbuka ialah terpapar secara langsung ke lingkungan terbuka, adanya penguapan dan kontaminasi oleh organisme lain yang memakan alga.(Chisti 2007; Li dan Wan 2011).

Fotobioreaktor merupakan sistem kultivasi mikroalga menggunakan alat berbentuk tabung dengan bahan transparan untuk media kultivasi agar memudahkan penetrasi cahaya matahari dan umumnya ditempatkan di luar ruangan (Wen dan Johnson 2009). Kelebihan sistem ini adalah dapat menghindari kontaminan dan mencegah penguapan (Grima et al. 2008). Kekurangan fotobioreaktor yaitu membutuhkan biaya yang lebih mahal dalam segi desain dan pengoperasian (Li dan Wan 2011).

Perlu dilakukan penelitian mengenai perbandingan kultivasi yang dilakukan pada fotobioreaktor dan kolam arus terbuka untuk mengetahui sistem kultivasi yang paling optimal, Sehingga dapat diketahui sistem kultivasi yang paling optimal untuk pertumbuhan mikroalga. Dalam penelitian ini digunakan spesies Tetraselmis suecica karena relatif mudah dikultur dalam waktu singkat, dan spesies tersebut memiliki potensi untuk bio bahan bakar.

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk:

1. Mengkaji perbedaan kepadatan, laju pertumbuhan spesifik, waktu pengadaan, bobot biomassa mikroalga dan ukuran sel Tetraselmis suecica yang dikultivasi pada fotobioreaktor dan kolam arus terbuka.

(17)

2

METODOLOGI

Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan 22 Maret – 26 Juni 2013 terdiri dari 2 tahap penelitian yaitu persiapan alat dan bahan dan kultivasi mikroalga pada pada sistem kolam arus terbuka dan fotobioreaktor. Tahap 1 persiapan alat dan bahan dari tanggal 22 Maret – 28 April 2013. Tahap 2 yaitu kultivasi mikroalga pada sistem kolam arus terbuka dan fotobioreaktor dan pengambilan data kepadatan, laju pertumbuhan spesifik, bobot biomassa, dan waktu pengandaan sel mikroalga, ukuran sel Tetraselmis suecica yang dikultivasi pada fotobioreaktor dan kolam arus terbuka dari tanggal 15 Mei – 1 Juni 2013 yang berlokasi di Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi, LPPM, Kampus IPB Baranangsiang, Kota Bogor.

Rancangan Penelitian

Penelitian yang telah dilakukan adalah penelitian eksperimental (experimental research) dengan membandingkan antara dua teknik kultivasi yang berbeda untuk mengetahui teknik mana yang paling optimal digunakan dalam proses kultivasi mikroalga. Teknik kultivasi yang dibandingkan dalam penelitian ini adalah teknik kolam arus terbuka dan fotobioreaktor. Pada penelitian ini disediakan 1 wadah kultivasi untuk teknik kultivasi kolam arus terbuka dan 1 wadah kultivasi untuk fotobioreaktor. kolam arus terbuka yang digunakan dalam penelitian ini merupakan alat yang desainnya diadopsi dari Sanchez (2000). Kolam arus terbuka terbuat dari akrelik yang dilengkapi pedal pengaduk (paddlewheel) dengan ukuran dapat dilihat pada (Gambar 1). Sedangkan fotobioreaktor yang digunakan terbuat dari bahan kaca dengan dilengkapi aerator sebanyak 3 buah sebagai tenaga pengaduk dengan ukuran yang dapat dilihat pada (Gambar 2).

(18)

3

Gambar 2. Desain fotobioreaktor

Proses kultivasi akan dilakukan sebanyak 3 kali ulangan. Dengan demikian tingkat kesalahan dalam pengambilan data akan semakin kecil. Data hasil pengamatan berupa laju pertumbuhan spesifik, bobot biomassa, dan waktu penggandaan sel akan dijadikan sebagai acuan untuk membandingkan tingkat efesiensi masing-masing alat dalam kultivasi mikroalga setelah data tersebut dioalah. Di bawah ini adalah tabel rancangan penelitian yang akan dilakukan. Tabel 1. Tabel rancangan penelitian

Teknik Kultivasi Jumlah Kultivasi (liter) Banyak Ulangan

Kolam Arus Terbuka 100 3

Fotobioreaktor 40 3

Prosedur Penelitian

Pengambilan Data Kelimpahan Sel Mikroalga

Pengambilan data kepadatan sel Tetraselmis suecica dilakukan setiap hari. Mikroalga yang dikultivasi pada kolam arus terbuka dan fotobioreaktor diambil sampelnya menggunakan pipet tetes. Mikroalga yang sudah diambil diteteskan pada Haemocytometer tipe Neubeur untuk kemudian diamati di bawah mikroskop Olympus CX21LED. Hasil yang diamati kemudian dihitung menggunakan rumus kelimpahan sel mikroalga.

Pengambilan Data Bobot Biomassa

(19)

4

Hasil tersebut dimasukkan pada kertas saring Whatman yang sebelumnya sudah ditimbang menggunakan timbangan digital. Kertas saring yang digunakan sebelumnya sudah di oven selama ±3 jam pada suhu 600C. Sampel yang sudah dimasukkan kedalam kertas saring dilakukan proses penyaringan menggunakan vacum pump. Hasil vacum pump kemudian ditimbang dan dikeringkan menggunakan oven dengan suhu 600C selama kurang lebih 3 jam. Selanjutnya hasil oven didinginkan kembali menggunakan desikator selama ±10 menit sebelum akhirnya ditimbang untuk terakhir kalinya. Hasil bobot kertas saring sebelum dan sesudah dilakukan penyaringan dihitung selisihnya dan masukkan kedalam rumus perhitungan bobot biomassa.

Pengambilan Data Waktu penggandaan sel

Waktu penggandaan sel merupakan waktu yang dibutuhkan mikroalga untuk membelah dari 1 sel menjadi 2 sel dan seterusnya. Data yang diolah untuk mengetahui waktu penggandaan sel mikroalga diambil dari data kepadatan sel yang diambil tiap hari. Namun perhitungan waktu penggandaan sel dilakukan berdasarkan laju pertumbuhan spesifik.

Pengambilan Data Laju Pertumbuhan Spesifik

Data laju pertumbuhan spesifik sel Tetraselmis suecica diperoleh dari pengambilan data kelimpahan harian dari mikroalaga yang dikultivasi pada kolam arus terbuka dan fotobioreaktor. Data yang diperoleh dihitung menggunakan rumus laju pertumbuhan spesifik.

Analisis Data

Pengolahan Data Kelimpahan Sel

Kepadatan sel mikroalga dapat dihitung menggunakan rumus Improved Neubaeur Haemocytometer. jumlah selmikroalga ke-i dalam kotak pengamatan.

Pengolahan Data Biomassa

Bobot biomassa dihitung menggunakan rumus di bawah ini (Lin et al 2012) .

Biomassa (gr/l)

= (

−

)

500

� � �

(2)

(20)

5 Pengolahan Data Waktu Penggandaan Sel

Waktu penggandaan sel dihitung dengan menggunakan rumus laju pertumbuhan spesifik atau specific growth rate. Jika T diekpresikan dalam hari, dari � dapat dikonversikan menjadi waktu penggandaan sel per-hari (Tt), dengan menggunakan persamaan dibawah ini.

Tt = 0,6931/� (3)

Pengolahan Data Laju Pertumbuhan Spesifik

Laju pertumbuhan spesifik bisa dihitung menggunakan rumus di bawah ini.

�

=

ln ��− ln�0

�− 0

(4)

� _adalah_{specific growth rate, N}_t_{adalah kepadatan mikroalga pada waktu} t, N0 adalah kepadatan mikroalga awal, T adalah waktu awal dan Tt adalah waktu

pengamatan. Analisis Statistik

Hasil penelitian ini diuji secara statistik untuk mengetahui pengaruh perbedaan laju pertumbuhan spesifik, bobot biomassa, dan waktu penggandaan sel pada fotobioreaktor dan Kolam Arus Terbuka. Analisis statistik yang digunakan adalah uji nilai tengah.(Matjik dan Sumertajaya, 2006).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kepadatan Sel dan Bobot Biomassa Tetraselmis suecica pada Kolam Arus Terbuka dan Fotobioreaktor

(21)

6

Gambar 3. Nilai kepadatan sel Tetraselmis suecica pada kolam arus

…………..terbuka dan fotobioreaktor

Nilai rata-rata kepadatan sel mikroalga Tetraselmis suecica hasil uji T diketahui kolam arus terbuka memiliki nilai rataan lebih tinggi jika dibandingkan fotobioreaktor. Sehingga dapat dipastikan sistem kolam arus terbuka lebih baik dari pada fotobioreaktor. Jika dibandingkan dengan penelitan yang terdahulu seperti yang terlihat pada tabel 2 dapat menguatkan penelitian ini bahwa sistem arus terbuka lebih baik jika dibandingkan dengan kultivasi mikroalga pada fotobioreaktor.

Tabel 2. Perbandingan nilai kepadatan awal dan akhir sel Tetraselmis suecica

(22)

7

Gambar 4. Nilai biomassa sel Tetraselmis suecica pada kolam arus terbuka dan fotobioreaktor

Hasil yang diperoleh terhadap pengamatan biomassa sel Tetraselmis suecica hampir sama dengan hasil pengamatan kepadatan sel. Biomassa sel mikroalga pada kolam arus terbuka mengalami peningkatan dari 0.05 gr/ml pada hari ke-0 menjadi 0.20 gr/ml pada hari ke-10. Biomassa mikroalga terus meningkat sehingga hari ke-16 dan mula menurun pada hari ke-17 kerana pada hari ke-17 mikroalga mengalami fase kematian. Sedangkan biomassa sel pada fotobioreaktor mengalami peningkatan dari 0.02 gr/ml pada hari ke-0 menjadi 0.08 gr/ml pada hari ke-7 dan selanjutnya mengalami penurunan dari sebesar 0.08 gr/ml pada hari ke-7 menjadi 0.02 gr/ml pada hari ke 10. Hasil biomassa sel yang diperoleh dari kedua sistem kultivasi ini juga berbeda nyata berdasarkan hasil uji T. Terbukti dari nilai p-value yang didapatkan dari uji T terhadap data biomassa adalah sebesar 0.01.

Tabel 3.Perbandingan biomassa awal dan akhir sel Tetraselmis suecica kultivasi

………..pada kolam arus terbuka dan fotobioreaktor.

Peneliti dibandingakan fotobioreaktor dengan nilai rataan sebesar 0.01. Hal tersebut

(23)

8

menunjukkan bahwa sistem kolam arus terbuka lebih baik jika dibandingkan sistem fotobioreaktor. Jika dibandingkan dengan penelitan yang terdahulu seperti yang terlihat pada Tabel 3 dapat diketahui bahwa sistem kolam arus terbuka lebih baik jika dibandingkan dengan kultivasi mikroalga pada fotobioreaktor.

Peningkatan kepadatan sel dan biomassa sel Tetraselmis suecica yang lebih tinggi pada sistem kolam arus terbuka jika dibandingkan dengan sistem fotobioreaktor disebabkan karena rancang kolam arus terbuka memungkinkan terjadinya sirkulasi air lebih maksimal pada saat kulrivasi. Seperti telah diketahui bahwa Tertraselmis suecica memiliki ukuran yang lebih besar yaitu sekitar 10 nm sampai 12 nm (Morineau 2001) sehingga membutuhkan pengadukan agar terjadi sirkulasi air untuk menggerakkan sel-sel agar tidak menggendap atau menempel di dinding wadah kultivasi.

Doubling TimeSel Tetraselmis suecica Pada Kolam Arus Terbuka dan Fotobioreaktor

Nilai rata-rata waktu pengandaan sel mikroalga selama 10 hari pada Kolam Arus Terbuka dan fotobioreaktor dapat dilihat pada Tabel 4..

Tabel 4. Nilai rata-rata waktu penggandaan sel Tetraselmis suecica kultivasi ………. .pada kolam arus terbuka dan fotobioreaktor.

Waktu penggandaan sel (Hari) Rata-rata

Kolam Arus Terbuka Fotobioreaktor

2.00 2.81

Berdasarkan Tabel 4 diketahui bahwa nilai waktu penggandaan sel Tetraselmis suecica pada kultivasi di kolam arus terbuka lebih rendah jika dibandingkan dengan nilai waktu penggandaan pada fotobioreaktor. Waktu penggandaan sel adalah waktu yang dibutuhkan mikroalga untuk mengandakan diri. Nilai waktu penggandaan sel yang lebih kecil menunjukkan bahwa mikroalga membutuhakan waktu yang lebih sedikit untuk menggandakan diri. Hasil pengadaan waktu pada kolam arus terbuka lebih baik jika dibandingkan dengan hasil waktu pengadaan pada fotobioreaktor. Selanjutnya penggandaan sel mikroalga yang dikultivasi pada kolam arus terbuka sebesar 2.00 hari, hal tersebut memberikan arti bahwa mikroalga yang dikultivasi pada sistem kolam arus terbuka membutuhkan waktu selama 2.00 hari untuk menggandakan diri. Selanjutnya nilai waktu penggandaan sel pada fotobioreaktor sebesar 2.81 hari atau mikroalga yang dikultivasi pada sistem fotobioreaktor membutuhkan waktu selama 2.81 hari untuk mengandakan diri.

Laju Pertumbuhan Spesifik Sel Tetraselmis suecica Pada Kolam Arus Terbuka dan Fotobioreaktor

(24)

9 pertumbuhan spesifik menggunakan Persamaan 4. Laju pertumbuhan spesifik ditampilkan dalam bentuk grafik (Gambar 4 ).

Gambar 5. Laju Pertumbuhan Spesifik Sel Tetraselmis suecica pada kolam arus

………….terbuka dan Fotobioreaktor

Hasil analisis statistik menggunakan uji-T diketahui bahwa laju pertumbuhan sel Tetraselmis suecica untuk sistem kultivasi kolam arus terbuka dan fotobioreaktor berbeda nyata atau perlakuan sistem kultivasi berbeda memberikan pengaruh terhadap laju pertumbuhan. Hasil analisis statistik menggunakan uji-T diketahui nilai p-value > 0.05 yaitu sebesar 0,003. Secara analisis statistik laju pertumbuhan memang berbeda nyata. Walaupun laju perumbuhan pada hari ke-0 sampai hari ke-3 sel mikroalga mengalami laju pertumbuhan yang sama namun hasil perhitungan laju pertumbuhan spesifik hari ke-4 sampai ke-10 menunjukkan laju pertumbuhan mikroalga pada kedua sistem kultivasi sangat berbeda sesuai dengan hasil analisis statistik menyatakan berbeda nyata. Hasil tersebut mengindikasikan bahwa sistem kolam arus terbuka lebih baik jika dibandingkan fotobioreaktor.

(25)

10

UkuranSel Tetraselmis suecica Pada Kolam Arus Terbuka dan Fotobioreaktor

Ukuran mikroalga Tetraselmis suecica selama proses kultivasi dari hari ke-0 hingga hari ke-10 mengalami peningkatan untuk sistem kultivasi kolam arus terbuka. Sedangkan pada sistem kultivasi fotobioreaktor tidak mengalami peningkatan. Menurut Morineau et al, 2001 ukuran Tetraselmis suecica berkisar antara 10 nm sampai 12 nm. hasil perbandingan dari dua sistem kultivasi juga terlihat bahwa ukuran sel pada sistem kolam arus terbuka memiliki ukuran yang sedikit lebih besar dibandingkan sistem kultivasi fotobioreaktor, namun perbedaan tersebut tidak terlalu signifikan. Menurut Boyd dan Wynne (1985), pertumbuhan dipengaruhi nutrien atau unsur hara, cahaya, temperatur, pH, serta salinitas. Perbedaan sistem kultivasi yang menyebabkan perbedaan pencahayaan, distribusi nutrisi dan temperatur tidak memberikan pengaruh terhadap ukuran sel secara nyata. Kemungkinan besar untuk membuat ukuran sel menjadi lebih besar dibutuhkan komponen lain seperti penambahan pupuk khusus untuk pembesaran sel atau modifikasi DNA mikroalga agar dapat tumbuhn dengan ukuran sel lebih besar. Perbedaan sistem kultivasi baik sistem kolam arus terbuka dan fotobioreaktor tidak dapat memberikan pengaruh untuk pembesaran ukuran sel secara nyata. Hasil pengukuran sel pada sistem kultivasi kolam arus terbuka dan fotobioreaktor pada hari ke-0, ke-5 dan ke-10 dapat dilihat pada Gambar 6.

(26)

11 Sistem Kultivasi Yang Terbaik Untuk Spesies Mikroalga Tetraselmis Suecica

Secara umum diperoleh bahwa mikroalga spesies Tetraselmis suecica lebih baik dikultivasi pada sistem kolam arus terbuka dibandingkan dengan menggunakan sistem fotobioreaktor. Diperoleh bahwa kepadatan sel, laju pertumbuhan spesifik, bobot biomassa, waktu pengandaan sel lebih tinggi pada sistem kolam arus terbuka. Walapun untuk ukuran sel belum diketahui pasti sistem kolam arus terbuka lebih baik jika dibandingkan fotobioreaktor. Namun secara umum berdasarkan hasil penelitian diketahui bahwa sistem kolam arus terbuka lebih baik dibandingkan fotobioreaktor.

Tetraselmis suecica mengalami pertumbuhan yang lebih baik pada sistem kultivasi kolam arus terbuka karena Tetraselmis suecica merupakan spesies mikroalga yang memilki ukuran besar. Sel mikroalga dengan ukuran yang lebih besar rentan untuk mengendap jika dibandingkan sel mikroalga yang ukurannya lebih kecil. Salah satu kelemahan mikroalga spesies Tetraselmis suecica apabila mengendap akan mengalami kematian. Sistem kultivasi kolam arus terbuka memungkinkan sel dengan ukuran besar untuk tidak mengendap akibat adanya pedal pengaduk (paddlewheel) yang mencegah terjadinya pengendepan sel. Sistem pedal pengaduk (paddlewheel) didesain untuk membentuk sirkulasi pada media kultivasi sehingga sel tidak akan mengendap. Berbeda halnya dengan sistem kultivasi fotobioreaktor yang hanya mengandalkan pergerakan yang berasal dari aerator. Penyebab kurang maksimalnya sistem fotobioreaktor untuk kultivasi Tetraselmis suecica karena pergerakan yang dihasilkan oleh gelembung udara dari aerator tidak mampu mencegah proses pengendapan dan tidak mampu membuat sistem sirkulasi yang berkesinambungan seperti halnya yang terjadi pada sistem kultivasi kolam arus terbuka.

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

(27)

12

Saran

Diperlukan rancangan yang lebih sempurna untuk sistem sirkulasi yang pada fotobioreaktor. Selain itu perlu dilakukan kultivasi menggunakan spesies mikroalga lain untuk mengetahui apakah setiap spesies mikroalga membutuhkan sistem kultivasi yang berbeda-beda untuk pertumbuhannya sesuai karakteristik mikroalga itu sendiri.

DAFTAR PUSTAKA

Ana Rengel, Makridis P, Divanach P .2008. Harvesting Tetraselmis suecica. J Appl Phycol 22:349–355

Borowitzka M. A. 2005. Culturing Micoalgae In Outdoor Ponds. Dalam: Algal Culturing Techniques. Editor: Andersen RA. Elsevier Academic Press: USA. p205-218.

Chisti Y. 2007. Biodiesel From Microalgae. Biotechnology Advances 25: 294-306. doi: 10.1016/j.biotechadv.2007.02.001.

Grima EM, Belarbi EH, Fernandez FGA, Medina AR, Chisti Y. 2003. Recovery of Microalgal Biomass and Metabolites: Process Options and Economics. Biotechnology Advances 20 : 491–515. PII: S0 7 3 4 - 9 7 5 0 ( 0 2 ) 0 0050-2.

Imansetyo.A,.Kurniaty.1995.Teknik Kultur Phytoplankton dan Zooplankton. penerbit Kanisius.Yogyakarta.

Kawaroe M, Prartono T, Sunuddin A, Sari DW, Agustine D. Mikroalga Potensi dan Pemamfaatan untuk Produksi Bio Bahan Bakar. IPB Press.150.

Li, Q, Du, W, dan Liu D. H., 2008. Perspectives of microbial oils for biodiesel production. Appl. Microbiol. Biotechnol., 80:749-756.

Mohn FH. 1988. Harversting of Microalga Biomass. Mikroalga Biotechnology. Cambridge University Press. 477.

Pulz O. 2001. Photobioreactors: Production systems for phototrophic microorganisms. Appl. Microbiol. Biotechnol., 57:287-293.

Richmond A.. 2004. Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology. Blackwell Science, Oxford, UK.

Sanchez A., Gonzales A., Maceiras R., Cancela A., dan Urrejola S. 2000.

Raceway Pond Design for Microalgae culture for Biodiesel. Chemical Engineering Department. University of Vigo. Spain.

Sathe S. 2010. Culturing and Harvesting Microalgae for the Large-scale Production of Biodiesel.Microbial Engineerring Research .Group.97.

Schenk PM, Hall SRT, Stephens E, Marx UC, Mussgnug JH, Posten C, Kruse O, Hankamer B. 2008. Second Generation Biofuels: High-Efficiency Microalgae for Biodiesel Production. Bioenerg. Res 1 (2008) 1:20–43. doi 10.1007/s12155-008-9008-8.

(28)

(29)

14

Lampiran 1 Perbanyakan Bibit Mikroalga Untuk Stok Penelitian

Bibit mikroalga Tetraselmis suecica, diperoleh dari Laboratorium Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi, LPPM, Kampus IPB Baranangsiang, Kota Bogor. Bibit mikroalga awal yang disediakan sebanyak 500 mL untuk masing-masing spesies mikroalga. Jumlah bibit tersebut tidak mencukupi kebutuhan penelitian, sehingga dibutuhkan waktu untuk melakukan proses scale up (perbanyakan bibit.Komposisi bibit mikroalga dan air laut pada saat kultivasi skala laboratorium adalah 1/3 bibit dan 2/3 air laut yang sudah distrerilisasi menggunakan autoklaf. Sedangkan untuk skala out door komposisi bibit mikroalga dan air lau pada saat kultivasi adalah 1/10 bibit mikroalga dan 9/10 air laut streril (Kawaroe 2009). Kultivasi skala laboratorium menggunakan pupuk Walne sebagai sumber nutrisi bagi mikroalga dengan komposisi 1 mL Walne untuk 1 L kultivasi mikroalga. Sedangkan kultivasi skala outdoor menggunakan pupuk TSP, ZA, Urea dengan komposisi berturut-turut 15 ppm, 30 ppm, 30 ppm (Isnansetyo dan Kuniastuty 1995). Selanjutnya bibit sebanyak 4.5 L dilakukan perbanyakan bibit hingga 45 L untuk bibit penelitian.

Lampiran 2 Spesifikasi mesin pereduksi

Mesin Nama Keterangan

Pompa Air

Air Divider Outlet 33

(30)

15

Lampiran 3. Data kepadatan sel mikroalga Tetraselmis suecica pada kolam arus terbuka.

Data Kepadatan Sel Mikroalga Tetraselmis suecica pada Kolam Arus Terbuka

Hari Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Rata-rata

Lampiran 4. Data kepadatan sel mikroalga Tetraselmis suecica pada fotobioreaktor

(31)

16

Lampiran 5. Data biomassa sel mikroalga Tetraselmis suecica pada kolam arus terbuka

Data Biomassa Sel Mikroalga Tetraselmis suecica pada Kolam Arus Terbuka Hari Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Rata-rata

Lampiran 6. Data biomassa sel mikroalga Tetraselmis suecica pada fotobioreaktor

Data Biomassa Sel Mikroalga Tetraselmis suecica pada Fotobioreaktor Hari Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Rata-rata

Lampiran 7. Data laju pertumbuhan sel mikroalga Tetraselmis suecica pada kolam arus terbuka.

Data Laju Pertumbuhan Sel Mikroalga Tetraselmis suecica pada kolam arus terbuka

0 0 0 0 0

(32)

17

Lampiran 8. Data laju pertumbuhan sel mikroalga Tetraselmis suecica pada fotobioreaktor

Data Laju Pertumbuhan Sel Mikroalga Tetraselmis suecica pada Fotobioreaktor Hari Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Rata-rata

0 0 0 0 0

1 0 0.693147181 0 0.231049

2 0 0.458145366 0.346574 0.26824

3 0.231049 0.43611094 0.343206 0.336789

4 0 0.402359478 0.313191 0.238517

Data Waktu Penggandaan Sel Mikroalga Tetraselmis suecica pada kolam arus terbuka

0 0 0 0 0

1 0 0 0 0

2 1.999864 4.119804992 1.839018 2.652896

3 1.764129 2.578254462 2.347286 2.22989

4 1.843256 2.383525831 1.916071 2.047618

5 1.934132 2.375883935 2.089881 2.133299

6 2.137098 2.522414244 2.240265 2.299926

7 2.242707 2.816225951 2.428162 2.495698

8 2.408076 2.892552868 2.590948 2.630526

2 0.346574 0.168236118 0.376886 0.297232

3 0.392885 0.268825289 0.295277 0.318996

4 0.376019 0.290787702 0.36173 0.342846

5 0.358352 0.291723005 0.331646 0.32724

6 0.324318 0.274776438 0.309383 0.302826

7 0.309046 0.246109514 0.285442 0.280199

8 0.287823 0.239615327 0.267508 0.264982

9 0.293229 0.23104906 0.250144 0.25814

10 0.292316 0.22617631 0.232728 0.250407

(33)

18

9 2.363685 2.999795799 2.770809 2.71143

10 2.371063 3.064423504 2.978158 2.804548

Lampiran 10. Data waktu penggandaan sel mikroalga Tetraselmis suecica pada fotobioreaktor

Data Waktu Penggandaan Sel Mikroalga Tetraselmis suecica Pada Hari Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Rata-rata

0 0 0 0 0

1 0 0 0 0

2 0 1.512838613 1.999864 1.170901

3 2.999796 1.589274509 2.019484 2.202851

4 0 1.722588973 2.213028 1.311872

Lampiran 11. Analisis Statistik Kepadatan

Two-Sample T-Test and CI: open raceway; fotobioreaktor

Two-sample T for open raceway vs fotobioreaktor N Mean StDev SE Mean open raceway 11 835682 556955 167928 fotobioreaktor 21 202381 136225 29727

Difference = mu (open raceway) - mu (fotobioreaktor) Estimate for difference: 633301

95% CI for difference: (253316; 1013286)

T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = 3,71 P-Value = 0,004 DF = 10 Biomassa

Two-sample T for open raceway vsfotobioreaktor N Mean StDev SE Mean open raceway 11 0,1194 0,0485 0,015 fotobioreaktor 11 0,0478 0,0228 0,0069

Difference = mu (open raceway) - mu (fotobioreaktor) Estimate for difference: 0,071622

(34)

19 T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = 4,43 P-Value = 0,001 DF = 14 Laju Pertumbuhan

95% CI for difference: (-0,023509; 0,172196)

T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = 1,59 P-Value = 0,128 DF = 19 Waktu penggandaan

95% CI for difference: (-1,376217; 1,861370)

T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = 0,32 P-Value = 0,751 DF = 13 Lampiran 12. Dokumentasi Penelitian

1. Proses mensterilkan ruangan dengan mengunakan alcohol 70%.

(35)

20

3. Bibit mikroalga Tertraselmis suecica yang telah diberikan pupuk dikultivasi diruangan steril dan diberikan aerasi.

4. Proses memperbaiki alat kolam arus terbuka.

5. Melakukan scale up bibit mikroalga Tetraselmis suecica.

6. Melakukan persiapan kultivasi outdoor.

7. Menghomogenkan bibit mikroalga Tetraselmis suecica didalam bak sebelum di masukan kedalam kolam arus terbuka dan fotobioreaktor.

(36)

21

9. Memasukan bibit mikroalga Tetraselmis suecica

10.Kolam arus terbuka yang sedang beroperasi.

11.Kondisi fotobioreaktor yang sedang beroperasi

12.Proses melakukan penyaringan sel mikroalga untuk diambil data biomassa.

13.Menimbang biomassa kering sel mikroalga Tetraselmis suecica.

(37)

22

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Sabah Malaysia, 23 Januari 1991 dari Ayah Bahar Lakimo dan Ibu Risnah Ukin.Penulis merupakan anak kedua dari 4 bersaudara. Tahun 2008 Penulis menyelesaikan pendidikan di Sekolah Menengah Atas (SMA) Saint Paul Beaufort. Setelah tamat dari SMA pada tahun 2008, Penulis melanjutkan studi sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan melalui jalur Beasiswa Utusan Daerah (BUD).