PEMANFAATAN LIMBAH CAIR KELAPA SAWIT (PALM OIL MILL EFFLUENT) SEBAGAI SUBSTRAT PERTUMBUHAN BAKTERI PENGHASIL HIDROGEN DALAM FERMENTOR

LISTIA PRADANI, Prof. Dr. A. Endang S. Soetarto, M.Sc.; Prof. Dr. I Made Sudiana, M.Sc.

2014 | Skripsi | BIOLOGI

Biohidrogen (gas H2) merupakan sumber energi alternatif tertinggi yang dihasilkan oleh mikrobia melalui proses fermentasi menggunakan limbah cair kelapa sawit (Palm Oil Mill Effluent) sebagai substrat. Bakteri fermentatif mengubah karbohidrat yang terkandung dalam POME menjadi senyawa yang lebih sederhana dan melepaskan hidrogen. Tujuan penelitian adalah mendapatkan bakteri penghasil hidrogen dari berbagai sumber dan memanfaatkan POME sebagai substrat alternatif untuk pertumbuhan bakteri penghasil hidrogen. Penelitian diawali dengan isolasi bakteri dari lumpur anaerobik (anaerobic sludge) melalui teknik kultur diperkaya, dengan perlakuan pemanasan (suhu 105 oC) selama 15 menit atau penambahan 1M NaOH disertai pemanasan (suhu 80 oC) selama 10 menit, diinkubasi pada kondisi anaerob selama 5 hari atau sampai terjadi pertumbuhan bakteri. Isolasi bakteri dilakukan dengan menumbuhkan kultur cair tersebut melalui pengenceran seri dan masing-masing pengenceran (10-2 dan 10-3) ditanam secara taburan (pour plate method) pada Reinforced Clostridial Medium (RCM) agar. Koloni bakteri yang tumbuh terpisah pada medium RCM agar diambil secara aseptis dan dipindahkan ke medium RCM agar miring sebagai kultur tunggal (murni). Seleksi isolat bakteri dilakukan berdasarkan kemampuan menghasilkan gas hidrogen, yaitu dengan menumbuhkannya dalam medium POME cair, diinkubasi selama 14 hari. Tiap interval waktu tertentu, pertumbuhan dan aktivitas pembentukan gas H2 diukur masing-masing secara spektrofotometri (A600 nm) dan kromatografi gas. Bakteri yang menghasilkan hidrogen dengan kadar paling tinggi dipilih untuk percobaan lebih lanjut. Percobaan pembentukan hidrogen oleh bakteri terpilih dilakukan dengan cara penumbuhan pada 20 L fermentor berisi 5 L POME steril. Tiap interval waktu tertentu (2 hari), pertumbuhan bakteri diamati secara spektrofotometri (A 600 nm), produksi hidrogen diukur menggunakan kromatografi gas dan perubahan pH kultur diukur menggunakan pHmeter. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan teknik kultur diperkaya, lima koloni bakteri yang berbeda (isolat B.L1, B.L2, B.L3, B.L4 dan B.L5) berhasil diisolasi. Kelima isolat tersebut menunjukkan karakteristik yang mirip dengan Staphylococcus warneri (isolat B.L1 dan B.L3), Staphylococcus caprae (isolat B.L2), Bacillus cereus (isolat B.L4) dan Staphylococcus sp. (isolat B.L5). isolat Staphylococcus warneri (B.L1) merupakan isolat terpilih sebagai penghasil H2 tertinggi. Kemampuan produksi H2 oleh Staphylococcus warneri dalam fermentor sekitar 20.77 g/L dengan pH 4,36 setelah 10 hari inkubasi. Kandungan total karbon organik pada POME menurun sekitar 22,49% setelah 14 hari inkubasi. Penambahan jerami sebagai sumber karbon lain tidak mendukung pembentukan H2 oleh Staphylococcus warneri (B.L1).

Biohydrogen (H2 gas) is an alternative energy source produced by microorganisms through fermentation using liquid waste of Palm Oil Mill Effluent (POME) as substrate. Fermentative bacteria converted carbohydrate containing POME to simpler compounds and released hydrogen. The aims of the research were to obtain hydrogen producing bacteria from several sources and to use POME as an alternative bacterial growth substrate for producing hydrogen. The research commenced with isolation of hydrogen producing bacteria through enrichment culture techniques from an anaerobic sludge of waste as bacterial sources and treated using different ways. The treatment of anaerobic sludges was carried out by heating (105 oC) for 15 minutes or by addition of IM NaOH and heating (80 oC) for 10 minutes, incubated under the anaerobic condition for five days or until the growth of bacteria was occured. Bacterial isolation was carried out by growing liquid cultures through serial dilution and planted by pour plate method on Reinforced Clostridial Agar (RCA) medium. The colony of bacteria grown separately on RCA medium was transfered aseptically on to slant medium as pure culture. Selection of H2 producing bacteria isolate was carried out by growing on POME medium, incubated for fourtheen days. The highest H2 producing bacteria isolate was selected for further POME fermentation experiment. Producing bacteria by selected bacteria was carried out by growing bacterial isolate on 20 L fermentor containing 5 L POME steril. Every interval of time (2 days), the growth of bacteria was monitored spectrophotometrically (A 600 nm), hydrogen production was observed using gas chromatography and the change of pH culture was measured using pHmeter. Results revealed that five different colonies of bacteria (B.L1, B.L2, B.L3, B.L4 and B.L5 isolates) were successfully isolated through enrichment culture techniques. Those five isolates showed different characteristics from Clostridium, they were resembled to Staphylococcus warneri (isolate B.L1 and B.L3), Staphylococcus caprae (isolate B.L2), Bacillus cereus (isolate B.L4) and Staphylococcus sp. (isolate B.L5), selected for fermentation of POME to produce H2. The highest yield H2 producing isolate was Staphylococcus warneri (B.L1). The yield was 20.77 g/L at pH 4.36 after 10 days incubation. Total Organic Carbon on POME decreasing about 22.49% of 5L POME after 14 days incubation.

Kata Kunci : Biohydrogen, fermentor, POME, Staphylococcus warneri