Dapis_dapus.docx

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL............................................................................................. i HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... ii DAFTAR ISI ......................................................................................................... iii BAB I PENDAHULUAN …………………………...……………… ............... 1 1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1 1.2 Tujuan Penelitian ..................................................................................... 1 1.3 Manfaat penelitian ................................................................................... 2 1.4 Luaran penelitian……………………………………………..... ............ 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA…………………………..………...... .............. 3 BAB III METODE PENELITIAN……………………………………................ 4 3.1 Alat Penelitian………………………………………………….............. 4 3.2 Bahan Penelitian………………………………………………. ............. 4 3.3 Prosedur Penelitian………………………………………….…. ............ 4 BAB IV BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN .................................................. 9 4.1 Ringkasan Anggaran Biaya Kegiatan ...................................................... 9 4.2 Jadwal Pelaksanaan Kegiatan .................................................................. 9 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 10 LAMPIRAN .......................................................................................................... 11 Lampiran 1. Biodata Dosen, Ketua dan Anggota ................................................. 11 Lampiran 2. Rincian Anggaran Biaya…………………………………. .............. 20 Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Kegiatan dan Pembagian Tugas...................................................................................................21 Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Pelaksana ................................................... 22

iii

1 BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Indonesia adalah negara kepulauan dua pertiga luas wilayahnya adalah lautan dan garis pantai terpanjang didunia, yakni 80.791,42 km yang kaya akan sumber daya hayati perairan yang sangat melimpah baik dari jenis maupun jumlahnya. Salah satu yang memiliki potensi yang sangat besar dalam mengambangkan bahan baku ramah lingkungan (Green energy). Bahan bakar ramah lingkungan (green energy) belakangan ini menjadi topik pembicaraan dan penelitian para ahli yang popular. Salah satu kajian tentang bahan bakar ramah ligkungan (green energy) adalah bahan dasar biodiesel, dimana pemanfaatan sangat diharapkan sebagai sumber energi pengganti bahan bakar fosil yang semakin menipis dan tidak dapat diperbaharui. Biodiesel merupakan salah satu contoh biofuel atau turnan biomassa organisme. Biodiesel adalah fatty acid methyl ester (FAME) yang berasal dari minyak nabati dan lemak/lipid hewani. Berbagai alternatif sumber energi yang ada, seperti mikroalga yang sangat berpotensi menjadi bahan baku biodiesel yang sangat menjanjikan. Fitoplankton yang berpotensi untuk dibudidayakan sebagai sumber energi altenatif baru terdapat beberapa jenis, diantaranya Chlorella sp., Nannochloropsis sp.,dan Isochrysis sp., tetapi telah banyak dilakukan. Namun penelitian mengenai bahan dasar biodiesel dari fitoplankton jenis Navicula sp. dan Skeleotema Costatum., masih sangat kurang dijumpai. Fitoplankton jenis Botryococcus braunii memiliki kandungan kadar minyak dari ekstraksi 25 gram biomassa kering Botryococcus braunii dengan tingkat keasaman (pH) 5, 7 dan 9 berturut-turut adalah 1,59% ; 1,37% ; dan 0,62%. (Musdalifah, dkk., 2015). 1.2 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk: 1. Menentukan kandungan lipid yang dihasilkan dari fitoplankton Botryococcus Braunii. 2. Menentukan jumlah dan mutu biodiesel yang disintesis dari lipid fitoplankton Botryococcus Braunii. 3. Menguji karakteristik biodiesel yang dihasilkan dari lipid fitoplankton laut Botryococcus Braunii berdasarkan ASTM D6751.

2

1.3 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan memberikan manfaat sebagai berikut: 1. Memberikan informasi tentang metode yang digunakan pada proses sintesis biodiesel. 2. Memberikan informasi tentang sumber biodiesel yang diperoleh dari lipid fitoplankton laut Botryococcus Braunii sehingga dapat dijadikan sebagai salah satu sumber energi alternatif yang terbarukan. 1.4 Luaran Penelitian Luaran yang diharapkan adalah: 1. Karya ilmiah mengenai “Oil Fit” Biodiesel Dari Fitoplankton Botryococcus Braunii. 2. Menghasilkan biodiesel sehingga bisa lebih menghemat penggunaan energi. 1.5 Urgensi Penelitian Untu menghemat energi sehingga diciptakan diodiesel dari fitoplankton.

3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

Beberapa tahun terakhir, dari tahun 2007 hingga 2012 produksi minyak mentah Indonesia berkisar 900 ribu barrel. Penurunan yang cukup besar dari produksi minyak ini memberikan fakta bahwa sumber daya alam yang tidak diperbaharui semakin lama akan semakin menipis hingga pada akhirnya akan habis. Hal ini telah banyak solusi-solusi yang dapat menggantikan minyak tersebut, seperti halnya pembuatan biodiesel dari tanaman jarak ataupun biodiesel dari minyak jelantah, serta biofuel dari minyak kelapa sawit. Kekurangan dari pembuatan biodiesel dari tanaman jarak yaitu dengan menggunakan lahan yang cukup luas untuk memproduksinya. Untuk mengurangi penggunaan lahan yang bisa dimanfaatkan dalam produksi bercocok tanam, dapat diganti dengan fitoplankton Botryococcus Braunii dan Nannochloropsis sp. Keunggulannya yakni dapat dikembangbiakkan dengan wadah yang memiliki tempat tidak terlalu luas. Selama ini produksi biodiesel menggunakan bahan baku tanaman jarak sehingga membutuhkan lahan untuk budidaya yang luas dan waktu panen yang cukup lama. Sementara itu lahan pertanian semakin mengalami degradasi akibat maraknya bisnis real state. Oleh karena itu dibutuhkan bahan baku alternatif yang lebih efisien. Hal ini menjadi dorongan bagi penulis untuk melakukan penelitian ini. Dengan demikian kita tidak lagi berharap pada bahan bakar nabati dari tanaman jarak dan bahan bakar diesiel fosil lagi sebagai sumber energi. Mikroalga pada umumnya merupakan tumbuhan renik berukuran mikroskopik (diameter antara 3-30 μm) yang termasuk dalam kelas alga dan hidup sebagai koloni maupun sel tunggal di seluruh perairan tawar maupun laut. Morfologi mikroalga berbentuk uniseluler atau multiseluler tetapi belum ada pembagian fungsi organ yang jelas pada sel-sel komponennya. Hal itulah yang membedakan mikroalga dari tumbuhan tingkat tinggi. Berdasarkan distribusi vertikal di perairan, mikroalga dikelompokkan menjadi tiga yaitu hidup di zona euphotik (ephiplankton), hidup di zona disphotik (mesoplankton), hidup di zona aphotik (bathyplankton) dan yang hidup di dasar perairan/ bentik (hypoplankton). Mikroalga merupakan kelompok organisme yang sangat beragam dan memiliki berbagai potensi yang dapat dikembangkan sebagai sumber pakan, pangan, dan bahan kimia lainnya. Kandungan senyawa pada mikroalga bervariasi tergantung dari jenisnya, factor lingkungan dan nutrisinya. Pada Spirulina platensis yang dikultur dengan menggunakan media Walne kandungan kadar protein, karbohidrat, dan lemak berturut-turut adalah 50,05%; 15,48%; 0,5%. Kandungan lemak ratarata sel mikroalga bervariasi antara 1–70% tetapi dapat mencapai 90% berat kering dalam kondisi tertentu. Beberapa jaringan sel mikroalga dapat dipergunakan dalam pembedaan dan klasifikasi sesuai divisinya. Ada empat karakteristik yang digunakan untuk membedakan divisi mikroalga yaitu tipe jaringan sel, ada tidaknya flagella, tipe

4

komponen fotosintesa, dan jenis pigmen sel. Selain itu, morfologi sel dan sifat sel yang menempel baik yang berkoloni ataupun filamen merupakan informasi yang dapat digunakan untuk mengklasifikasikan masing-masing kelompok mikroalga. Salah satu spesies mikroalga yang cukup dikenal sebagai bahan biodiesel adalah Botryococcus braunii. B. braunii merupakan tanaman sel tunggal berwarna hijau, banyak dijumpai di perairan danau, tambak ataupun perairan payau sampai laut (Metzger & Largeau, 2005). Kandungan klorofil (zat hijau daun) B. braunii mencapai ±1,5–2,8%, terdiri dari klorofil a, b, dan c, sehingga di permukaan perairan tampak berwarna hijau-coklat kekuningan (Kabinawa, 2008). B. braunii memiliki inti sel dengan ukuran ±15–20 µm dan berkoloni, bersifat non motil dan setiap pergerakannya sangat dipengaruhi oleh arus perairan

Gambar 1. Botryococcus braunii Kandungan minyak mikroalga yang cukup tinggi merupakan salah satu alasan pengembangan biodiesel dari mikroalga oleh negara-negara maju di Eropa, selain alasan yang terkait dengan lingkungan. Komposisi asam lemak pada mikroalga yang sangat bervariasi menyebabkan karakteristik biodiesel yang dihasilkan juga beragam. Keragaman spesies mikroalga akan membuat kandungan asam lemak pada mikroalga juga bervariasi. Penelitiannya lebih lanjut menunjukkan bahwa pada umumnya terdapat perbedaan kandungan asam lemak pada mikroalga pada saat fase eksponensial dan fase stationery. Asam lemak yang bervariasi pada mikroalga salah satunya dapat dimanfaatkan untuk biodiesel. Biodiesel merupakan campuran dari alkali ether dan asam lemak yang diperoleh dari proses transesterifikasi minyak nabati atau minyak hewani Bahan baku diesel adalah hidrokarbon yang mengandung 8–10 atom karbon per molekul sementara hidrokarbon yang terkandung pada minyak nabati rata-rata adalah 16–20 atom karbon per molekul sehingga minyak nabati viskositasnya lebih tinggi (lebih kental) dan daya pembakarannya sebagai bahan bakar masih rendah.

5

BAB III. METODE PENELITIAN 3.1 Alat Penelitian Alat yang akan digunakan dalam penelitian ini antara lain; alat-alat gelas yang pada umumnya digunakan dalam laboratorium, toples yang terbuat dari bahas gelas, aerator, salinometer, centrifuge, haemocytometer, mikroskop Nikon Japan Model SE Tipe 102, mikroskop Olympus SZX16, desikator, pompa vakum, corong Buchner, waterbath, penangas air, rotary evaporator Butchi, blower, viskometer Oswald, buret 50 mL Pyrex, neraca analitik, dan alat ultrasonik S 40 H Elmasonic. 3.2 Bahan Penelitian Bahan-bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini antara lain; biakan fitoplankton laut Botryococcus Braunii yang berasal dari Balai Budidaya Air Jepara, air laut yang berasal dari daerah pantai Makassar, akuades, FeCl 3.6H2O, MnCl2.4H2O, H3BO3, Na-EDTA, NaH2PO4.2H2O, NaNO3, ZnCl2, CoCl2.6H2O, CuSO4.5H2O, (NH4)6Mo7O24.4H2O, vitamin B12, vitamin B1, natrium boraks, KIO3, H2SO4, kalium iodida, metanol p.a, kalium hidroksida, HCl, Na2S2O3.5H2O, Na2SO4 anhidrat, asam oksalat, indikator fenolftalein, indikator metil orange, etanol 96 %, iodin (I2), amilum, kertas saring, tissue roll, kertas label, dan aluminium foil. 3.3 Prosedur Penelitian 3.3.1 Membuat Medium Conway Stok A dilarutkan ke dalam 1 L akuades dan dididihkan, kemudian stok B dipipet sebanyak 2 mL. Selanjutnya dicampurkan menjadi larutan medium. Setelah itu, larutan medium dipipet sebanyak 1 mL dan dimasukkan ke dalam wadah fitoplankton yang telah diisi 1 L air laut steril sebelumnya, kemudian ditambahkan 1 tetes stok C. Fitoplankton yang dinding selnya terbuat dari silika, ditambahkan 1 mL stok D setelah penambahan stok C. 3.3.2 Mengkultur Fitoplankton laut Air laut yang telah disterilkan diletakkan dalam wadah kemudian diukur salinitasnya menggunakan salinometer kemudian dimasukkan dalam medium Conway dengan pengkondisian gas CO2 dengan proses aerasi lalu ditambahkan bibit fitoplankton (Masnawati, 2011). 3.3.3 Pemanenan Biomassa Pemanenan dilakukan pada fase akhir pertumbuhan atau fase akhir stasioner dan selanjutnya dilakukan sentrifugasi terhadap fitoplankton sehingga diperoleh biomassa basah fitoplankton. Biomassa basah yang diperoleh kemudian dicuci dengan menggunakan akuades sebanyak dua kali pengulangan kemudian dengan dua kali menggunakan akuabides lalu dikeringkan dengan menggunakan freeze dryer selama 12 jam sehingga didapatkan bobot kering dari biomassa

6

fitoplankton. Biomassa yang diperoleh kemudian dipisahkan untuk keperluan analisis dan keperluan isolasi biodisel. 3.3.4 Isolasi Lipid Fitoplankton Fitoplankton laut Botryococcus Braunii yang sudah dikeringkan dalam oven, masing-masing ditempatkan dalam erlenmeyer dan ditambahkan dengan pelarut etanol 96 % dengan perbandingan 1 : 6 b/v, kemudian diekstraksi dengan alat ultrasonik cleaner yang dioperasikan pada frekuensi 40 kHz. Ekstrak etanol diperoleh yang mengandung lipid kemudian dipisahkan dengan menggunakan rotary evaporator. Lipid yang diperoleh kemudian dianalisis untuk menentukan kadar asam lemak bebas dan kadar air (Surya, 2006). 3.3.5 Sintesis Biodiesel Melalui Metode Ultrasonik Lipid murni dari masing-masing fitoplankton laut Botryococcus Braunii yang sudah diperoleh, masing-masing dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan dipanaskan dalam alat ultrasonik cleaner yang dioperasikan pada frekuensi 40 kHz dan suhu 50 – 60 oC, kemudian dicampur dengan larutan yang terbuat dari metanol (perbandingan mol lipid : metanol = 1 : 12) dan katalis KOH (9 % berat minyak) yang telah diaduk selama  15 menit. Waktu untuk proses transesterifikasi yakni sekitar 180 menit. Selama reaksi tersebut berlangsung, suhu pemanasan perlu dijaga. Selanjutnya, hasil transesterifikasi dibiarkan selama 3-4 hari hingga terbentuk dua fasa. Fasa bawah yang berupa gliserol dipisahkan dengan fasa atasnya yang berupa metil ester. Setelah itu ditambahkan Na2SO4 anhidrat ke dalam metil ester tersebut untuk menarik sisa air dalam larutan tersebut. Tahap selanjutnya adalah memisahkan Na2SO4 dari biodiesel dengan menggunakan sentrifuge. Supernatan berupa metil ester (biodiesel) diambil kemudian dipanaskan dalam oven pada suhu 70 oC. Selanjutnya diperoleh biodiesel murni yang kemudian dianalisis densitas, viskositas, kadar asam lemak bebas, bilangan penyabunan, dan bilangan iodium untuk mengetahui kualitas biodiesel tersebut (Stavarache dkk., 2007; Surya, 2006). i. Uji Mutu Biodiesel Analisis Densitas Biodiesel Prosedur dilakukan berdasarkan Metode ASTM D1475. Penentuan densitas biodiesel pada suhu 40 oC menggunakan alat piknometer. Cara kerjanya yaitu piknometer kosong yang telah dibersihkan dan dikeringkan ditimbang dengan menggunakan neraca analitik. Akuades yang sudah dipanaskan pada suhu 40 - 42 oC dimasukkan ke dalam piknometer sampai penuh kemudian diimpitkan dan suhunya dicatat. Bagian dinding luar piknometer dikeringkan. Setelah itu, piknometer yang berisi akuades ditimbang dan bobotnya dicatat. Akuades kemudian diganti dengan biodiesel yang telah dipanaskan pada suhu 40 - 42 oC. Sebelumnya, piknometer dibersihkan dan dikeringkan lalu diisi dengan contoh yang akan diukur. Hasil penimbangan tersebut dicatat dalam satuan gram. Prosedur di atas diulangi sebanyak tiga (3) kali.

7

Analisis Viskositas Biodiesel Prosedur berdasarkan Metode ASTM D445. Penentuan viskositas biodiesel menggunakan alat Viskometer Oswald. Prosedur kerjanya sebagai berikut: Alat viskometer Ostwald dimasukkan ke dalam akuades yang dipanaskan pada suhu 40 - 42 oC dalam gelas kimia yang ditempatkan di atas hotplate. Akuades dimasukkan ke dalam labu contoh sehingga jika cairan itu dipindahkan ke labu pengukur, cairan masih tersisa setengahnya. Cairan diisap ke labu pengukur menggunakan bulb sampai melewati tanda batas pertama, kemudian dibiarkan mengalir bebas hingga ke tanda batas kedua. Waktu yang diperlukan cairan untuk mengalir dari tanda batas pertama ke tanda batas kedua diukur dengan stopwatch, kemudian dicatat. Dilakukan triplo. Akuades dikeluarkan dari alat, kemudian diganti dengan biodiesel dan dilakukan prosedur yang sama seperti akuades sebelumnya. j. Analisis Sifat Kimia Biodiesel Analisis Kadar Air Lipid Penentuan kadar air dilakukan dengan menggunakan contoh dalam oven pada suhu 105 ± 2 oC. Pertama, wadah tahan panas dipanaskan dalam oven pada suhu 105 ± 2 oC selama 30 menit kemudian ditempatkan pada desikator. Setelah dingin, ke dalam wadah ditambahkan 0,5 g sampel kemudian dioven pada suhu 105 ± 2 oC selama 1 jam. Wadah yang berisi sampel didinginkan dalam desikator kemudian ditimbang sampai berat konstan. Prosedur diulang sebanyak tiga kali (Sudarmadji, 1989). Analisis Kadar Asam Lemak Bebas (Free Fatty Acid) Prosedur berdasarkan Metode AOCS Ca 5a-40. Sampel ditimbang lebih kurang 7,5 g dimasukkan dalam labu erlenmeyer 100 mL, ditambahkan 50 mL alkohol netral 95 % kemudian dipanaskan dalam waterbath sampai terbentuk larutan homogen. Setelah didinginkan kemudian dititrasi dengan KOH 0,1 N menggunakan indikator fenolftalein. Dihitung kadar asam lemak bebasnya. Analisis Bilangan Penyabunan Prosedur dilakukan berdasarkan Metode AOCS Cd 3-25. Sampel sebanyak kurang lebih 0,5 g dimasukkan dalam labu erlenmeyer 100 mL, kemudian ditambahkan 50 mL KOH 0,5 N alkoholik. Selanjutnya dididihka sampai minyak tersabunkan secara sempurna ditandai dengan tidak terlihatnya butir-butir lemak atau minyak dalam larutan. Setelah didinginkan kemudian dititrasi dengan HCl 0,5 N menggunakan indikator fenolftalein. Titik akhir titrasi ditandai dengan tepat hilangnya warna merah.

8

Analisis Bilangan Iodium Bilangan iodium ditentukan dengan cara titrasi. Prosedur kerjanya sebagai berikut: biodiesel sebanyak kurang lebih 0,2 g dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditambahkan 5 mL HCl 5 % sambil diaduk hingga homogen lalu ditutup dengan aluminium foil dan dididihkan selama 1 menit. Setelah didinginkan, ke dalam larutan ditambahkan 15 mL iodium 0,05 M lalu ditutup dengan segera dan dikocok kemudian disaring. Filtrat yang diperoleh dipipet sebanyak 5 mL dan dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat hingga berwarna kekuningan lalu ditambahkan 2-3 tetes larutan amilum 1 %. Selanjutnya, titrasi dilanjutkan hingga tidak berwarna. Catat volume larutan peniter dan ditentukan nilai bilangan iodiumnya (Staf Pengajar Kimia Fisika, 2014). Adapun diagram prosedur kerja, disajikan sebagai berikut:

9

BAB IV. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN

4.1 Anggaran Biaya No. Jenis Pengeluaran 1 Biaya Pembelian Bahan Habis Pakai 2 Biaya Pembelian Alat Laboratorium 3 Biaya Analisis 4 Biaya Penyusunan Laporan Jumlah

Biaya (Rp) Rp 2.648.800 Rp 7.669.000 Rp 420.000 Rp 166.000 Rp. 10.903.800

4.2 Jadwal Pelaksanaan Kegiatan No . 1 2 3 4 5 6 7 8

Nama Kegiatan Persiapan Alat dan Bahan Pengkulturan dan pemanenan Isolasi Lipid Fitoplankton Sintesis Biodiesel Menbuat pereaksi Uji Mutu ASTM Biodiesel Analisis Data Pembuatan Laporan

Bulan Ke-1 Bulan Ke-2 Minggu Ke Minggu Ke 1 2 3 4 1 2 3 4

Bulan Ke-3 Bulan Ke-4 Minggu Ke Minggu Ke 1 2 3 4 1 2 3 4

Bulan Ke-5 Minggu Ke 1 2 3 4

10

DAFTAR PUSTAKA Amini S. dan Rini S. 2016. Produksi Biodiesel Dari Mikroalga Botryococcus Braunii. Peneliti pada Balai Besar Riset Pengolahan Produk dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan. KKP. 5(1): 1-10. Chon A M dan Krisnandi E. 1982. Penuntun Praktikum Kimia Analisis Titrimetri. Pusat Pendidikan dan Latihan. Jakarta. ESDM. 2015. Mikroalga Jawab Tantangan Energi Alternatif Masa Depan (Online). http://esdm.go.id/berita/323-energi- baru-dan terbarukan / 3053 mikroalga-jawab-tantangan-energi-alternatif-masa-depan.html. Masnawati A M. 2011. Studi Bioremediasi Ion Logam Cu(II) dan Mn(II) dengan Menggunakan Fitoplankton Porphyridium cruentum. skripsi tidak diterbitkan. Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Hasanuddin. Makassar. Pangabean M G L. Sutomo Noerdjito D R. Afdal. M. D. Sapulete. S. Hadiriyono. S. Budiyono. E M. 2010. Eksplorasi Mikroalga laut Potensi Penghasil Biodiesel dari Perairan Pulau Jawa Selatan. Pusat Penelitian Oseanografi LIPI. Jakarta. Rachmaniah, O., Setyarini, R.D., dan Maulida, L., 2010, Pemilihan Metode Ekstraksi Minyak Alga dari Chlorella sp. dan Prediksinya Sebagai Biodiesel, Seminar Teknik Kimia Soehadi Reksowardojo, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya. Staf Pengajar Kimia Fisika, 2014, Diktat Penuntun Praktikum Kimia Fisika, Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar. Stavarache, C., Vinatoru, M., Maeda, Y., 2007, Aspects of Ultrasonically Assisted Transesterification of Various Vegetable Oils With Methanol, Ultrason. Sonochem., 14: 380-386. Sudarmadji, S., 1989, Analisa Bahan Makanan dan Pertanian, Liberty Yogyakarta, Yogyakarta. Surya, D., 2006, Optimalisasi Proses Sintesis Biodiesel dari Minyak Biji Jarak Pagar (Jathropa curcas L.) dengan Menggunakan Katalis KOH Berdasarkan Variasi Suhu, skripsi tidak diterbitkan, Jurusan Kimia FMIPA Universitas Hasanuddin, Makassar. Zuhdi, M.F.A dan Sukardi, 2005, Alga Sebagai Salah Satu Alternatif Bahan Baku Penghasil Biodiesel di Indonesia, (Online), http://www.geocities /fathalaz/biodiesel/alga/alga_biodiesel.html.