3. BAHAN DAN METODE. 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Januari hingga bulan Juni 2012

Transkripsi

1 11 3. BAHAN DAN METODE 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Januari hingga bulan Juni 2012 bertempat di Laboratorium Kultivasi Mikroalga di Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi (SBRC), Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat, Institut Pertanian Bogor. 3.2 Alat dan Bahan Penelitian Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian Alat dan Bahan Unit Keterangan Akuarium 3 Set Wadah kultivasi utama (50 L) Erlenmeyer 500 ml 3 Buah Wadah sampel mikroalga Gas Karbondioksida 1 Buah Sumber karbondioksida Hi-Blower 2 Buah Aerasi Regulator 1 Buah Injeksi karbondioksida Flowmeter 1 Buah Mengukur karbondioksida yang masuk Termometer 1 Buah Mengukur suhu Refraktometer 1 Buah Mengukur salinitas ph meter 1 Buah Mengukur ph Mikroskop cahaya 1 Set Mengamati kelimpahan sel mikroalga Buret 1 Buah Titrasi karbondioksida terlarut Haemocytometer 1 Set Menghitung kelimpahan sel Orsat 1 Set Menghitung karbondioksida tersisa Oven 1 Buah Mengeringkan biomassa Pompa Vacum 1 Buah Menyaring biomassa Clorin 25 gram Sterilisasi Na-Thiosulfat 10 gram Sterlilisasi Urea 12 gram Pupuk mikroalga Za 12 gram Pupuk mikroalga TSP 5 gram Pupuk mikroalga Alkohol 70 % 2 liter Sterilisasi Air Laut 315 liter Media kultivasi Inokulan Nannochloropsis 45 liter Inokulan NaOH 1 liter Menentukan karbondioksida terlarut Penoptalein 100 ml Indikator karbondioksida terlarut 11

2 Persiapan Penelitian Tahap persiapan penelitian meliputi sterillisasi alat dan bahan, persiapan inokulan Nannochloropsis sp dan persiapan pupuk Sterillisasi Sebelum melakukan kultivasi mikroalga dilakukan terlebih dahulu kegiatan sterilisasi terhadap alat dan bahan yang akan digunakan dalam kegiatan kultivasi. Tujuan dari kegiatan sterilisasi ini adalah untuk membunuh mikroorganisme yang dapat mengancam keberlangsungan hidup mikroalga selama proses kultivasi. Pada penelitian ini kegiatan sterilisasi terbagi menjadi dua yaitu sterilisasi alat dan sterilisasi bahan. Proses sterilisasi alat kultivasi seperti erlenmeyer, pipet tetes dan alat kaca lainya dilakukan dengan menggunakan klorin 150 mg/liter selama jam, kemudian dinetralkan dengan menggunakan NaOH mg/liter dan selanjutnya dibilas dengan menggunakan air tawar (Isnansetyo et al., 1995). Setelah dibilas dengan menggunakan air tawar peralatan yang akan digunakan terlebih dahulu disemprot dengan menggunakan alkohol 70%. Sterilisasi bahan dilakukan terhadap air laut sebagai media kultur. Air laut terlebih dahulu disaring dengan menggunakan kain saring, kemudian air hasil saringan disterilkan dengan menggunakan klorin sebesar 60 ppm. Akhirnya media air laut diaerasi selama 24 jam, sebelum dinetralkan menggunakan natrium thiosulfat sebesar 20 ppm (Isnansetyo et al., 1995) Persiapan Inokulan Nannochloropsis sp Inokulan Nannochloropsis sp yang digunakan di dalam penelitian ini merupakan inokulan koleksi laboratorium mikroalga Pusat Penelitian Surfaktan

3 13 dan Bioenergi (SBRC), Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat, Kampus IPB Baranangsiang. Selanjutnya inokulan tersebut diperbanyak dengan cara dikultivasi sebagai inokulan yang akan digunakan pada penelitian utama. Inokulan yang digunakan pada masing-masing ulangan dalam setiap perlakuan sebanyak 5 Liter Persiapan Pupuk Pupuk bersifat sebagai sumber nutrien bagi pertumbuhan mikroalga. Pada kultivasi mikroalga skala outdoor pupuk yang digunakan adalah jenis Urea, ZA dan TSP dengan konsentrasi masing-masing sebesar 30 ppm Urea, 30 ppm ZA, dan 12 ppm untuk pupuk TSP. 3.4 Desain Penelitian Kultivasi mikroalga pada skala outdoor merupakan bagian utama dari penelitian ini. Kultivasi skala outdoor dilakukan pada akuarium berukuran 100 cm x 50 cm x 100 cm. Kultivasi dilakukan selama 9 hari pada volume 42 liter. Kultivasi pada skala outdoor ini menggunakan rancangan percobaan rancangan acak kelompok yang terdiri atas 3 perlakuan sebanyak 3 kali ulangan, dengan rincian sebagai berikut : 1. Kontrol (K) : Perlakuan dengan memberikan aerasi ke dalam media kultivasi Nannochloropsis sp selama 24 jam. 2. Perlakuan 1 (P1) : Perlakuan dengan memberikan gas karbondioksida ke dalam media kultivasi Nannochloropsis sp dengan konsentrasi 1 cc x 100 per menit selama 120 menit setiap hari.

4 14 3. Perlakuan 2 (P2) : Perlakuan dengan memberikan gas karbondioksida ke dalam media kultivasi Nannochloropsis sp dengan konsentrasi sebesar 1,5 cc x 100 per menit selama 120 menit setiap hari Secara rinci desain pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3. Inokulan 15 Liter 37 L air laut+5 L inokulan 37 L air laut+5 L inokulan 37 L air laut+5 L inokulan Kontrol P1 P2 Setiap perlakuan dikultivasi 3 kali ulangan dengan mengamati parameter : 1.Pengamatan Kelimpahan Sel 2.Perhitungan Biomassa 3.Perhitungan ph, suhu dan Salinitas 1. Perhitungan gas karbondioksida terlarut 2. Perhitungan gas karbondioksida tersisa Gambar 3. Desain penelitian kultivasi Nannochloropsis sp skala outdoor 3.5 Pengamatan Pertumbuhan Nannochloropsis sp Kelimpahan Sel Kelimpahan sel Nannocloropsis sp. dari setiap ulangan pada setiap perlakuan dihitung setiap hari dengan menggunakan Haemocytometer dan

5 15 mikroskop. Sel yang tercacah selanjutnya dihitung dengan menggunakan formula Improved Neubaeur Haemocytometer sebagai berikut : Kelimpahan sel (sel/ml) = n x 25 5 x10 4 (1) Keterangan : n = Jumlah sel yang teramati Contoh perhitungan kelimpahan sel yang tercacah selanjutnya terdapat pada Lampiran Biomassa Biomassa Nannochloropsis sp dihitung setiap hari dengan menggunakan metode gravimetrik (Banse et al.,1963). Sebanyak 500 ml sampel air yang berisi Nannochloropsis sp., sebelumnya diberi tawas sebanyak 250 ppm yang bertujuan untuk mengendapkan sel Nannochloropsis sp.. Setelah sel Nannochloropsis sp. mengendap air yang berisi sel Nannochloropsis sp. tersebut disaring dengan menggunakan kertas saring berdiameter 90 mm yang telah diketahui bobot awalnya. Proses penyaringan dilakukan dengan menggunakan pompa vakum. Setelah proses penyaringan selesai kertas saring dikeringkan dalam oven selama 2 jam dengan suhu 60 C. Setelah proses pengeringan selesai kertas saring selanjutnya ditimbang. Biomassa mikroalga yang tersaring dihitung dengan menggunakan persamaan berikut (Lin et al., 2012) : Biomassa (gr/l) = A B 1000 ml sampel (2) Keterangan : A = Bobot kertas saring setelah dilakukan penyaringan (gr) B = Bobot kertas saring sebelum dilakukan penyaringan (gr)

6 Pengukuran Kualitas Air Parameter kualitas air yang diamati terdiri dari salinitas, suhu dan ph. Pengambilan data salinitas dilakukan menggunakan hand refraktometer, pengambilan data suhu dilakukan menggunakan thermometer dan ph dilakukan dengan menggunakan ph meter Karbondioksida terlarut dalam media kultivasi Kandungan karbondioksida yang terlarut di dalam air dapat dihitung dengan menggunakan metode titrasi (titrimetri) (Boyd,1982). Sebanyak 50 ml sampel air mikroalga yang akan dianalisis kandungan karbondioksida terlarut diberi indikator penoptalein untuk menentukan adanya gas karbondioksida yang terlarut. Sampel air dikatakan mengandung gas karbondioksida terlarut, jika setelah ditetesi penoptalein tidak mengalami perubahan warna. Selanjutnya sampel air yang mengandung karbondioksida terlarut dititrasi dengan menggunakan larutan NaOH 0,0227 N sampai terjadi perubahan warna menjadi merah muda, lalu catat banyak titran yang digunakan. Nilai konsentrasi karbondioksida terlarut dihitung dengan rumus (Boyd,1982) CO 2 (mg/l) = ml titran x N titran x44 x 1000 ml sampel..(3) Keterangan : CO 2 ml titran N titrant Volume Sampel = Konsentrasi CO 2 terlarut dalam air mikroalga (mg/l) = Volume titran NaOH yang terpakai (ml) = Nilai konstanta (0,0227) N = Volume air 50 ml

7 Konsentrasi Karbondioksida Tersisa Pada proses kultivasi mikroalga dengan menggunakan gas karbondioksida, gas karbondioksida yang diberikan tidak semuanya terserap. Tentunya terdapat gas karbondioksida yang tidak terserap, selanjutnya gas karbondioksida yang tidak terserap ini dapat dikarakan sebagai gas karbondioksida tersisa. Setiap akuarium dihubungkan dengan selang yang telah terhubung ke dalam kantong plastik. Kantong plastik ini berfungsi sebagai tempat menampung gas karbondioksida yang tidak digunakan dalam proses kultivasi mikroalga. Gas karbondioksida yang ada didalam kantong plastik tersebut selanjutnya akan dihitung dengan menggunakan alat bantu bernama orsat. Prosedur penentuan karbondioksida yang tersisa dengan menggunakan orsat terdapat pada Lampiran 3. Penggunaan alat bantu orsat ini akan menghasilkan nilai kandungan gas karbondioksida yang tersisa dalam bentuk persen sesuai dengan angka yang ditunjukan pada skala dalam salah satu tabung yang terdapat pada orsat. 3.6 Analisis Data Laju Pertumbuhan Spesifik Laju pertumbuhan spesifik kelimpahan sel Nannocloropsis sp dihitung dengan menggunakan persamaan berikut (Krichnavaruk et al.,2004) : Dimana : µ = (ln N t ln N 0 ) /t..(4) µ = Laju pertumbuhan kelimpahan sel (sel /ml/hari) N 0 N t t = Kelimpahan sel Nannocloropsis sp. pada awal kultivasi (sel/ml) = Kelimpahan sel Nannocloropsis sp. pada akhir kultivasi(sel/ml) = Selang waktu dari N 0 ke N t (hari)

8 Laju Pertumbuhan Biomassa Laju pertumbuhan biomassa Nannocloropsis sp. dihitung dengan menggunakan persamaan berikut (Chiu et al, 2008): Dimana : µ = (ln W t ln W 0 ) / t..(5) µ = Laju pertumbuhan biomassa ( gr/l/hari) W 0 W t t = Biomassa sel Nannocloropsis sp. pada awal kultivasi (gr/l) = Biomassa sel Nannocloropsis sp.pada akhir kultivasi (gr/l) = Selang waktu dari W 0 ke W t (hari) Analisis Statistik Hasil penelitian ini diuji secara statistik untuk mengetahui pengaruh perbedaan tiap perlakuan dengan kontrol. Analisis sidik ragam yang digunakan yaitu metode rancangan acak kelompok (Matjik dan Sumertajaya, 2006) Keterangan Y ij = a + P i +β i + є ij...(6) Y ij a P i β i Є ij = nilai pengamatan pada perlakuan ke-i, kelompok ke-j = rataan umum populasi = pengaruh aditif perlakukan kontrol = pengaruh aditif perlakuan pemberian gas karbondioksida = galat percobaan