i
OIL RECOVERY MENGGUNAKAN BIOSURFAKTAN HASIL
BIOSINTESIS OLEH Streptococcus thermophilus
Disusun oleh :
FITRI SITI SHOLIKHAH
M0313025
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Bidang Ilmu Kimia
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul “OIL
RECOVERY MENGGUNAKAN BIOSURFAKTAN HASIL BIOSINTESIS
OLEH Streptococcus thermophilus” belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, Maret 2018
iv
OIL RECOVERY MENGGUNAKAN BIOSURFAKTAN HASIL
BIOSINTESIS OLEH Streptococcus thermophilus
FITRI SITI SHOLIKHAH
Program Studi Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Sebelas Maret
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang oil recovery menggunakan biosurfaktan hasil biosintesis oleh Streptococcus thermophilus. Hasil biosintesis yang diperoleh adalah crude biosurfactant dan biosurfaktan hasil permurnian parsial (BHPP), produk BHPP berbentuk cairan kental berwarna coklat dengan massa 80 mg dalam 1 L media fermentasi. Biosurfaktan yang dihasilkan diaplikasikan sebagai oil recovery menggunakan metode batch dan sand pack column. Kemampuan crude biosurfactant maupun BHPP dalam oil recovery dibandingkan dengan surfaktan sintetik seperti sodium dodecyl sulfate (SDS) dan triton X-100, sedangkan akuades digunakan sebagai kontrol negatif. Oil recovery dengan metode batch dilakukan dengan pengocokan menggunakan shaker selama 24 jam pada kecepatan 70 rpm. Oil recovery menggunakan sand pack column dilakukan dengan kolom yang diisi pasir. Pasir dijenuhkan dengan brine water dan minyak. Water flooding yang diikuti dengan biosurfactant flooding dilakukan untuk mengetahui jumlah hasil oil recovery. Komponen minyak bumi dan hasil oil recovery oleh BHPP pada metode batch diidentifikasi menggunakan GCMS.
Hasil penelitian dari metode batch menunjukkan BHPP menghasilkan oil recovery lebih besar daripada crude biosurfactant dengan persentase oil recovery masing-masing sebesar (76,86±3,56) % dan (62,88±4,86) %, sedangkan hasil oil recovery oleh SDS, triton X-100 dan akuades berturut-turut adalah (94,33±0,46) %; (91,29±1,15) % dan (34,43±1,19) %. Oil recovery pada sand pack column oleh BHPP, crude biosurfactant dari S. thermophilus menghasilkan persentase oil recovery masing-masing sebesar (21,37±3,55) % dan (13,15±1,23) %, sedangkan SDS, triton X-100 dan akuades menghasilkan oil recovery beruturut-turut adalah (36,74±3,20) %; (11,74±0,910) % dan (7,36±0,64) %. Berdasarkan identifikasi menggunakan GC-MS menunjukkan komponen yang dapat diambil oleh biosurfaktan adalah golongan senyawa hidrokarbon jenuh berupa golongan n-alkana dan siklon-alkana. Selain hidrokarbon jenuh, terdapat senyawa hidrokarbon aromatik yang dapat diambil yaitu golongan naphthalene, fluorine, indene dan biphenyl, sedangkan golongan senyawa nonhidrokarbon yang dapat diambil adalah dibenzothiophene.
v
OIL RECOVERY USING BIOSURFACTANT FROM BIOSYNTHESIS RESULT BY Streptococcus thermophilus
FITRI SITI SHOLIKHAH
Department of Chemistry, Faculty of Mathematic and Natural Sciences, Sebelas Maret University
ABSTRACT
A research about oil recovery using biosurfactant from biosyinthesis result by Streptococus thermophilus has been done. The result of biosynthesis was crude biosurfactant and partial purification biosurfactant (BHPP), the obtained of BHPP was viscous brown with 80 mg in 1 L of fermentation medium. The biosurfactants have been applied for oil recovery using batch and sand pack column methods. The ability of oil recovery by the crude biosurfactant and BHPP were compared with synthetic surfactants such as sodium dodecyl sulfate (SDS) and triton X-100, while distilled water used as negative control. Oil recovery using batch method was done with agitated under the speed of 70 rpm for 24 hours. Oil recovery in sand pack column was used column and the column was packed with sand material. Sand was saturated with brine initially followed by oil saturation. Water flooding followed by biosurfactant flooding was done to determine the amount of oil recovered. The compound of crude oil and oil recovery result by BHPP in batch method were identified using GCMS.
The result of oil recovery in batch method using BHPP and crude biosurfactant were (76.86±3.56)% and (62.88±4.86)%, respectively. Sodium dodecyl sulfate (SDS) and triton X-100 as positive control, which was able to recover (94.33±0.46)%; (91.29±1.15)%, respectively. It was followed by distilled water with percentage of oil recovery was (34.43±1.19)%. Moreover, oil recovery in sand pack column using BHPP and crude biosurfactant were (21.37±3.55)% and (13.15±1.23)%, respectively. The result of oil recovery using SDS, triton X-100 were (36.74±3.20)% and (11.74±0.910)% in sand pack column, while the distilled water was able to recover (7.36±0.64)%. The analyse using GC-MS revealed that biosurfactant can recovered of saturated hydrocarbon (n-alkane and cycloalkane), aromatic hydrocarbon (naphthalene, fluorine, indene and biphenyl) and non hydrocarbon (dibenzothiophene).
vi
MOTTO
“Allah tidak akan membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya”
(QS. Al baqarah: 286)
“Barang siapa yang keluar mencari ilmu, maka ia berada di jalan Allah hingga pulang”
(HR. Tirmidzi)
“Boleh jadi harapan tidak sesuai dengan kenyataan, tetapi ketahuilah bahwa sehebat apapun kita merencanakan sesuatu tetapi tetap rencana Allah
adalah yang terbaik”
vii
PERSEMBAHAN
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan nikmat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi. Sholawat dan salam senantiasa penulis haturkan kepada Rosulullah SAW sebagai pembimbing seluruh umat manusia.
Skripsi ini tidak akan selesai tanpa adanya bantuan dari banyak pihak, karena itu penulis menyampaikan terima kasih kepada :
1. Dr. Triana Kusumaningsih, M.Si selaku Kepala Program Studi Kimia
2. Dr. Desi Suci Handayani, M.Si selaku Pembimbing Akademik yang telah memberikan bimbingan dan arahan
3. Venty Suryanti., M.Phil., Ph.D selaku pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, arahan dan bantuan dalam penyusunan skripsi
4. Dr. Abu Masykur., M.Si selaku pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, arahan dan bantuan dalam penyusunan skripsi
5. Dr. Sayekti Wahyuningsih, M.Si, selaku Kepala Laboratorium MIPA Terpadu.
6. Dr. Khoirina Dwi Nugrahaningtyas, M.Si, selaku Kepala Laboratorium Kimia FMIPA UNS.
7. Laboran Lab Kimia dan Lab Pusat Biologi yang telah memberikan bantuan selama penelitian
8. Bapak-Ibu dosen Program Studi Kimia FMIPA UNS.
9. Rekan-rekan kerja dalam penelitian (Valista, Santi, Linda, Isnaini dan Lindasari) terimakasih atas bantuan dan kerjasama dalam penelitian ini 10.Rekan-rekan lab organik (Meyta, Fifi, Aisyah, Marta, Metin, Mia, Ratna,
Leny, Anis, Wahyu dan Fajar) terimakasih atas bantuannya selama penelitian 11.Rekan-rekan (Santi, Yasinta, Etika, Widy, Yatmi, Dewi) terimakasih atas
bantuan, motivasi dan canda tawa selama ini
ix
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak dalam rangka untuk menyempurnakan skripsi ini. Namun demikian, penulis berharap semoga karya kecil ini bermanfaat bagi pembaca.
Surakarta, Maret 2018
x
2. Pengambilan Minyak Bumi atau Oil Recovery ... 8
3. Surfaktan ... 11
4. Biosurfaktan ... 12
5. Biosurfaktan dari Streptococcus thermophilus ... 18
xi
B.Kerangka Pemikiran ... 21
C.Hipotesis ... 23
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ... 25
A.Metode Penelitian ... 25
B.Waktu dan Tempat Penelitian... 25
C.Alat dan Bahan ... 25
1. Alat ... 25
2. Bahan... 26
D.Prosedur Penelitian ... 26
1. Produksi Biosurfaktan pada Kondisi Optimum ... 26
2. Aplikasi Biosurfaktan Metode Batch ... 28
3. Aplikasi Biosurfaktan Menggunakan Sand Pack Column ... 29
4. Esterifikasi dan Identifikasi Minyak Bumi ... 30
E.Teknik Pengumpulan Data ... 30
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 32
A.Produksi Biosurfaktan ... 32
B.Recovery Minyak Bumi... 33
1. Metode Batch ... 34
2. Metode Sand Pack Column ... 36
C.Idenifikasi Komponen dalam Minyak Bumi ... 39
BAB V. PENUTUP ... 44
A.Kesimpulan ... 44
B.Saran ... 44
DAFTAR PUSTAKA ... 45
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Mekanisme kerja biosurfaktan dalam menurunkan tegangan
permukaan ... 10
Gambar 2. Mekanisme kerja surfaktan dalam membentuk emulsi ... 10
Gambar 3. Struktur molekul SDS ... 12
Gambar 4. Struktur molekul triton X-100 ... 12
Gambar 5. Jalur biosintesis rhamnolipida oleh P. aeruginosa dari n-tetradekana ... 16
Gambar 6. Kromatogram minyak bumi sebelum dan setelah recovery dengan biosurfaktan dari S. thermophilus ... 40
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Komponen minyak bumi ... 8
Tabel 2. Jenis dan sifat surfaktan ... 11
Tabel 3. Struktur biosurfaktan ... 15
Tabel 4. Persentase oil recovery dengan metode batch ... 34
Tabel 5. Persentase oil recovery dengan metode sand pack column ... 37
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Diagram alir cara kerja ... 51
Lampiran 2. Perhitungan KKM... 57
Lampiran 3. Perhitungan %recovery metode batch ... 59
Lampiran 4. Perhitungan %recovery metode sand pack column ... 61
Lampiran 5. Metode analisis GC-MS ... 63
Lampiran 6. Komponen dalam minyak bumi ... 64
Lampiran 7. Skema perkiraan fragmentasi ... 68
xv
DAFTAR SINGKATAN
CPO : Crude palm oil
EOR : Enhanced oil recovery FTIR : Fourier transform infra red
GC-MS : Gas chromatography mass spectrometry KLT : Kromatografi Lapis Tipis
KKM : Konsentrasi kritik misel
NA : Nutrient agar
NB : Nutrient broth
OOIP : Original oil in place
PV : Pore volume
SDS : Sodium dodecyl sulfat
