Pengaruh faktor pertumbuhan Spirulina Platensis sebagai agen dalam biofiksasi emisi CO2

RINALDI, Andre, Dr.Ir. Sarto, M.Sc

2007 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Peningkatan emisi gas rumah (CO2) yang dapat menimbulkan fenomena pemanasan global membutuhkan suatu upaya penanggulangan secara serius. Teknologi yang berbasis proses biologis menggunakan biomassa mikroalga untuk menangkap emisi CO2 merupakan teknologi yang efektif dan berbiaya rendah untuk menurunkan emisi gas rumah kaca tersebut. Penelitian ini bertujuan menentukan jumlah inokulum dan nilai laju alir udara sebagai agitasi yang berpengaruh terhadap karakteristik pertumbuhan biomassa Spirulina platensis, mencari konstanta pertumbuhan biomassa sebagai fungsi suhu, mencari konstanta pertumbuhan biomassa dan penggunaan substrat karbon oleh Spirulina platensis menggunakan model Monod serta menentukan jumlah substrat HCO3 - dan CO2 yang efisien sebagai sumber karbon oleh Spirulina platensis. Penelitian mengenai penentuan jumlah inokulum dan nilai laju alir udara sebagai agitasi yang berpengaruh terhadap karakteristik pertumbuhan biomassa Spirulina platensis dilakukan pada jumlah inokulum 5%; 10%; 20% (v/v) dan laju alir udara sebesar 0,2;0,4 dan 1 L/menit. Penelitian mengenai konstanta pertumbuhan biomassa sebagai fungsi suhu dilakukan pada suhu 25;28; 30 dan 320C. Penelitian mengenai penentuan konstanta pertumbuhan biomassa dan penggunaan substrat karbon oleh Spirulina platensis menggunakan model Monod dilakukan pada konsentrasi HCO3 - 0,02;0,04;0,08 dan 0,16 M. Penelitian mengenai penentuan jumlah substrat HCO3 - dan CO2 yang efisien sebagai sumber karbon oleh Spirulina platensis dilakukan pada jenis sumber karbon CO2 atmosferik, HCO3 - 0,2 M serta kombinasi HCO3 - 0,02 M dan 0,5 mL/detik gas CO2 . Penelitian dilakukan dengan cara mengalirkan gas CO2 0,5 mL/detik ke dalam kultur yang berisi medium Zarrouk yang memiliki konsentrasi HCO3 - 0,02 M. Dilakukan analisa sampel kultur setiap 24 jam yang meliputi pH, OD dan konsentrasi HCO3 -. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diperoleh hasil bahwa jumlah inokulum 20% merupakan jumlah inokulum terbaik dengan nilai μ sebesar 0,1003 hari-1 , periode fase logaritmik selama 5 hari dan tidak terdapat fase lag selama pertumbuhan. Nilai laju alir udara 0,2 L/menit sebagai agitasi kultur menunjukkan tingkat pengadukan yang sesuai pada penelitian ini. Nilai konstanta pertumbuhan sebagai fungsi suhu ( Θ ) yang diperoleh pada penelitian ini adalah sebesar 1,3302. Nilai konstanta Monod yang diperoleh pada penelitian ini adalah μmax sebesar 0,09314 (hari-1), Ks(HCO3 -) sebesar 3000,5 mg/L dan Yobs sebesar 0,001 g biomassa/g HCO3 -. Nilai μ sebesar 0,078 hari-1, efisiensi pengikatan karbon (Cutil) sebesar 9,03%, dan produktivitas kultur sebesar 0,1045 (g biomassa/L.hari-1) pada penelitian biofiksasi CO2 menggunakan kombinasi sumber karbon HCO3 - 0,02 M dan gas CO2 adalah yang tertinggi bila dibandingkan sumber karbon lain pada penelitian ini.

Impacts of increasing carbondioxide emission in atmosphere should be minimized. Micoalgae culture technology can capture carbondioxide emission based on biological process. This technology is suitable to reduce carbondioxide emission because its effective and low cost, compared other technologies. The aim of this research were to determine inoculum size and air flow rate as an agitation, to determine growth constant as temperature function, to determine growth and carbon substrate consumption based-on Monod model and to determine the efficiency of HCO3 - and CO2 utilization by Spirulina platensis culturee. The research of determining inoculum size was conducted on inoculum size 5%; 10%; 20% (v/v). Air flow rate as an agitation which used were 0,2;0,4 dan 1 L/minute. Growth constant as temperature function was determine on temperature 25;28;30 and 320C. Growth and carbon substrate consumption constants were determined on HCO3 - concentrations of 0,02;0,04;0,08 dan 0,16 M. The efficiency of carbon utilization on Spirulina platensis culture was conducted on carbon source of CO2 atmosfer, HCO3 - 0,2 M and combination HCO3 - 0,02 M with 0,5 mL/second CO2 pure gas. The experiment of biofixation CO2 emission was conducted by flowing 0,5 mL/second CO2 pure gas into Zarrouk medium which contained HCO3 - 0,2 M. Sample was analyzed every 24 hours to determine pH, OD and HCO3 - concentration. Based on the experiment that had been conducted, it can be concluded that inoculum size 20% (v/v) was the best. It had μ 0,1003 day-1, duration of logaritmic phase was 5 days and no lag phase. Air flow rate 0,2 L/minute was suitable for culture’s agitation. Growth constant as temperature function ( Θ ) based on the experiment result was 1,3302. The Monod constants were μmax = 0,09314 (day-1), Ks(HCO3 -) = 3000,5 mg/L and Yobs = 0,001 g biomass/g HCO3 -. The highest efficiency of 9,03%. was achieved by the experiment on carbon source HCO3 - 0,02 M dan CO2 pure gas.

Kata Kunci : Spirulina,Emisi Karbon Dioksida, spirulina, carbondioxide emission