karakterisasi hasil biosolubilisasi batubara lignit...

KARAKTERISASI PRODUK BIOSOLUBILISASI BATUBARA

LIGNIT OLEH KAPANG INDIGENOUS DARI TANAH

PERTAMBANGAN SUMATERA SELATAN

MIFTAHUL JANNAH

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2010 M / 1431 H




SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Pada Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

MIFTAHUL JANNAH 106096003229

PROGRAM STUDI KIMIA



JAKARTA

2010 M / 1431 H




SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Pada Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta


Menyetujui,

Pembimbing I Pembimbing II

Irawan Sugoro, M.Si Sandra Hermanto, M.Si NIP. 19761018 20001 2 1001 NIP. 19750810 200501 1 005

Mengetahui,

Ketua Program Studi Kimia

Sri Yadial Chalid, M.Si NIP. 19680313 20031 2 2001

PENGESAHAN UJIAN

Skripsi berjudul “Karakterisasi Produk Biosolubilisasi Batubara Lignit oleh Kapang Indigenous dari Tanah Pertambangan Sumatera Selatan” yang ditulis oleh Miftahul Jannah NIM 106096003229 telah diuji dan dinyatakan LULUS dalam sidang munaqosyah Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta pada tanggal 10 Desember 2010. Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Kimia.

Menyetujui

Penguji I, Penguji II, La Ode Sumarlin, M.Si Anna Muawanah, M.Si NIP. 150 408 693 NIP. 19740508 199903 2 002 Pembimbing I, Pembimbing II, Irawan Sugoro, M.Si Sandra Hermanto, M.Si NIP. 19761018 20001 2 1001 NIP. 19750810 200501 1 005

Mengetahui,

Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Ketua Program Studi Kimia DR. Syopiansyah Jaya Putra, M. Sis. Sri Yadial Chalid, M.Si NIP. 19680117 20011 2 1001 NIP. 19680313 20031 2 2001

PERNYATAAN

DENGAN INI SAYA MENYATAKAN BAHWA SKRIPSI INI ADALAH HASIL

KARYA SENDIRI YANG BELUM PERNAH DIAJUKAN SEBAGAI SKRIPSI

ATAU KARYA ILMIAH PADA PERGURUAN TINGGI ATAU LEMBAGA

MANAPUN.

Jakarta, Desember 2010





MIFTAHUL JANNAH

PROGRAM STUDI KIMIA



JAKARTA

2010 M / 1431 H

i




SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Pada Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta


PROGRAM STUDI KIMIA



JAKARTA

2010 M / 1431 H

ii




SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Pada Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta


Menyetujui,

Pembimbing I Pembimbing II

Irawan Sugoro, M.Si Sandra Hermanto, M.Si NIP. 19761018 20001 2 1001 NIP. 19750810 200501 1 005

Mengetahui,

Ketua Program Studi Kimia

Sri Yadial Chalid, M.Si NIP. 19680313 20031 2 2001

iii

PENGESAHAN UJIAN

Skripsi berjudul “Karakterisasi Produk Biosolubilisasi Batubara Lignit oleh Kapang Indigenous dari Tanah Pertambangan Sumatera Selatan” yang ditulis oleh Miftahul Jannah NIM 106096003229 telah diuji dan dinyatakan LULUS dalam sidang munaqosyah Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta pada tanggal 10 Desember 2010. Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Kimia.

Menyetujui

Penguji I, Penguji II, La Ode Sumarlin, M.Si Anna Muawanah, M.Si NIP. 150 408 693 NIP. 19740508 199903 2 002 Pembimbing I, Pembimbing II, Irawan Sugoro, M.Si Sandra Hermanto, M.Si NIP. 19761018 20001 2 1001 NIP. 19750810 200501 1 005

Mengetahui,

Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Ketua Program Studi Kimia DR. Syopiansyah Jaya Putra, M. Sis. Sri Yadial Chalid, M.Si NIP. 19680117 20011 2 1001 NIP. 19680313 20031 2 2001

iv

PERNYATAAN

DENGAN INI SAYA MENYATAKAN BAHWA SKRIPSI INI ADALAH HASIL

KARYA SENDIRI YANG BELUM PERNAH DIAJUKAN SEBAGAI SKRIPSI

ATAU KARYA ILMIAH PADA PERGURUAN TINGGI ATAU LEMBAGA

MANAPUN.



v

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmanirrahiim…

Segala puji bagi Allah yang telah memberikan banyak kenikmatan yang tidak

akan pernah habis, nikmat yang patut selalu kita syukuri sehingga skripsi yang

berjudul “Karakterisasi Produk Biosolubilisasi Batubara Lignit oleh Kapang

Indigenous dari Tanah Pertambangan Sumatera Selatan” dapat diselesaikan

dengan baik. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat dalam menyelesaikan

program studi S1 pada Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta.

Penulis menyadari bahwa isi maupun materi skripsi ini masih banyak

kekurangannya, walaupun sudah diupayakan semaksimal mungkin oleh karena itu

kritik dan saran yang bersifat konstruktif guna kesempurnaan dalam penulisan skripsi

ini sangat diperlukan.

Pada kesempatan ini penulis tidak lupa mengucapkan terimakasih yang

sebesar-besarnya atas bimbingan dan saran serta dukungannya kepada:

1. DR. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi

UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

2. Sri Yadial Chalid, M.Si selaku Ketua Program Studi Kimia UIN Syarif

Hidayatullah Jakarta.

3. Irawan Sugoro, M.Si. selaku pembimbing I yang telah banyak meluangkan

waktunya, memberi saran, bimbingan dan motivasi dalam melaksanakan kegiatan

penelitian dan penulisan skripsi ini.

vi

4. Sandra Hermanto, M.Si. selaku pembimbing II atas kesabarannya dalam

membimbing dan terimakasih atas masukan-masukan yang tentunya membantu

untuk kedepannya agar lebih maju.

5. La Ode Sumarlin, M.Si dan Anna Muawanah, M.Si selaku dosen penguji sidang,

terimakasih penulis ucapkan atas saran, masukan, serta nasihat yang membangun

semangat bagi penulis.

6. Para Dosen Program Studi Kimia atas sumbangsih Ilmunya.

7. Kedua Orang Tuaku tercinta, Ayahanda Rusdi Usman, M.M.Pd dan Ibunda

Nurhaidah yang memberikan kasih sayang yang luar biasa, kesabaran, dukungan

dan doa yang tiada henti untuk ananda serta adik-adikku tersayang (abdul, awa,

umi).

8. Dodi yang telah meluangkan waktunya, bersedia mendegar keluh kesah penulis,

dan selalu ada ketika penulis butuhkan.

9. Teman-teman seperjuangan selama penelitian (dede, riska, diyah, yelvi, noet, dan

ryan) terimakasih atas bantuan dan sharingnya.

10. Teman-temanku semua terutama anak Kimia angkatan 2006

11. Pihak-pihak lain yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu, tapi saya ucapkan

sekali lagi banyak terimakasih karena dengan bantuan semuanya segala masalah

dapat terselesaikan dengan lebih mudah dan mendapatkan hasil yang lebih baik.


Miftahul Jannah

vii

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR.................................................................................... vi

DAFTAR ISI................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xi

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................. xiv

ABSTRAK ...................................................................................................... xv

ABSTRACT.................................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN............................................................................... 1

1.1. Latar Belakang .......................................................................................... 1

1.2. Perumusan Masalah .................................................................................. 3

1.3. Hipotesis ................................................................................................... 4

1.4. Tujuan Penelitian ...................................................................................... 4

1.5. Manfaat Penelitian .................................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 5

2.1. Batubara .................................................................................................... 5

2.1.1. Pembentukan Batubara................................................................. 7

2.1.2. Klasifikasi Batubara ..................................................................... 9

2.1.3. Substansi Humik dalam Batubara ................................................ 13

2.2. Biosolubilisasi Batubara .......................................................................... 14

2.2.1. Mikroorganisme Pensolubilisasi Batubara ................................... 15

2.2.2. Solubilisasi Batubara oleh Kapang............................................... 18

2.2.3. Faktor-Faktor yang Berpengaruh Terhadap Biosolubilisasi Batubara ............................................................... 22

viii

2.3. Analisis Kimia Terhadap Produk Solubilisasi Batubara.......................... 24

2.3.1. Spektrofotometer UV-Vis............................................................. 24

2.3.2. Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red (FTIR)............... 26

2.3.3. Gas Chromatography Mass Spectrometry (GCMS)..................... 30

BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................... 34

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian................................................................... 34

3.2. Alat dan Bahan.......................................................................................... 34

3.2.1. Alat ............................................................................................... 34

3.2.2. Bahan............................................................................................ 34

3.3. Prosedur Kerja .......................................................................................... 35

3.3.1. Persiapan dan Sterilisasi Alat........................................................ 35

3.3.2. Persiapan Serbuk Batubara ........................................................... 35

3.3.3. Pembuatan Medium Minimal Salt (MS) ...................................... 36

3.3.4. Pembuatan Medium MSSA .......................................................... 36

3.3.5. Peremajaan Kultur Spora Kapang................................................. 36

3.3.6. Kultur Inokulum Spora ................................................................. 36

3.3.7. Pembuatan Medium MSS ............................................................. 37

3.3.8. Biosolubilisasi Batubara ............................................................... 37

3.3.9. Pengukuran pH Medium............................................................... 38

3.3.10. Pengukuran Aktivitas Enzim ........................................................ 38

3.3.11. Pengukuran Asam Humat dan Fulvat ........................................... 38

3.3.12. Pengukuran Solubilisasi dengan Spektrofotometer UV-Vis......... 39

3.3.13. Analisis Hasil Solubilisasi Batubara oleh Kapang dengan Menggunakan GCMS ................................................................... 39

3.3.14. Analisis Sample dengan Menggunakan FTIR .............................. 40

3.4. Skema Kerja.............................................................................................. 41

ix

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................... 42

4.1. Perubahan Nilai Derajat Keasaman (pH) pada Medium........................... 42

4.2. Analisis Aktivitas Enzim dengan FDA..................................................... 44

4.3. Solubilisasi Batubara ................................................................................ 47

4.4. Asam Humat dan Asam Fulvat pada Produk Solubilisasi Batubara ........ 51

4.5. Analisa Spektrum IR Produk Biosolubilisasi Batubara .............................54

4.6. Analisis GC-MS Hasil Solubilisasi Batubara oleh Kapang...................... 55

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 60

5.1. Kesimpulan .............................................................................................. 60

5.2. Saran ........................................................................................................ 60

DAFTAR PUSTAKA..................................................................................... 61

LAMPIRAN ................................................................................................... 65

x

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Proses Pembentukan Batubara ..................................................... 7

Gambar 2. Struktur Kimia dan Bentuk Batubara Lignit ................................ 10

Gambar 3. Struktur Kimia dan Bentuk Batubara Subbituminus.................... 11

Gambar 4. Struktur Kimia dan Bentuk Batubara Bituminus ........................ 12

Gambar 5. Struktur Kimia dan Bentuk Batubara Antrasit ............................ 12

Gambar 6. Struktur Asam Humat ................................................................. 13

Gambar 7. Struktur Asam Fulvat ................................................................... 14

Gambar 8. (a) Struktur lignin, (b) hemiselulosa dan (c) selulosa .................. 19

Gambar 9. Spektrofotometer UV-vis............................................................. 25

Gambar 10. Vibrasi Renggangan .................................................................... 27

Gambar 11. Vibrasi Bengkokan....................................................................... 28

Gambar 12. Instrumentasi FTIR ..................................................................... 29

Gambar 13. Instrumentasi GCMS................................................................... 31

Gambar 14. Nilai pH Medium pada Berbagai kapang.................................... 42

Gambar 15. Reaksi Penguraian Piridin Menjadi Amonia dan Terbentuknya Amonium Hidroksida .......................................... 43

Gambar 16. Reaksi Hidrolisis FDA Oleh Enzim Esterase ............................. 44

Gambar 17. Aktivitas Enzim pada Produk Biosolubilisasi Batubara dengan Kapang Yang Berbeda................................................... 45

Gambar 18. Reaksi Enzim dan Substrat pada Pembentukan Produk.............. 46

Gambar 19. Pengaruh (S) Terhadap Aktivitas katalitik Enzim ..................... 47

xi

Gambar 20. Absorbansi Hasil Solubilisasi Batubara pada Berbagai Kapang dengan Panjang Gelombang 250 nm............................. 48

Gambar 21. Reaksi Degradasi Lignin Oleh Enzim Lignin Peroksidase......... 48

Gambar 22. Reaksi oksidasi unit fenolik oleh Enzim Laccase dan Mangan .. 49

Gambar 23. Absorbansi Hasil Solubilisasi Batubara pada Berbagai Kapang dengan Panjang Gelombang 450 nm............................. 49

Gambar 24. Reaksi Degradasi Poli Aromatik Hidrokarbon (PAH)................ 50

Gambar 25. Perbandingan Asam Humat dan Asam Fulvat pada Produk Solubilisasi Batubara dengan Jenis Kapang yang Berbeda. ....... 52

Gambar 26. Reaksi Degradasi Naftasena........................................................ 53

Gambar 27. Spektrum Hasil Analisa FTIR Terhadap Sisa Endapan Hasil Biosolubilisasi Batubara oleh Kapang 14AD, 20B, 25A, 18HJ dan kontrol .................................................................................. 54

Gambar 28. Persentase Area Senyawa hidrokarbon Komponen Bensin dan Solar Hasil Biosolubilisasi Batubara oleh Berbagai Kapang......................................................................... 58

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Bahan Mineral yang Biasa Terdapat dalam Batubara ....................... 6

Tabel 2. Unsur-Unsur Yang Terdapat pada Setiap Tahapan Pembentukan Batubara ...................................................................... 8

Tabel 3. Persentase Senyawa Sulfur dalam Batubara ..................................... 9 Tabel 4. Enzim ekstraseluler pendegradasi lignin dari kapang pelapuk putih...................................................................................... 21

Tabel 5. Beberapa Contoh Nilai Frekuensi Gugus Fungsi ............................. 30

Tabel 6. Komposisi Medium............................................................................ 35

Tabel 7. Kondisi Optimum GC-MS................................................................. 40

Tabel 8. Senyawa Hasil Biosolubilisasi Batubara Menggunakan GC-MS............................................................................................... 56

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Komposisi Medium ................................................................... 65

Lampiran 2. Skema Kerja .............................................................................. 66

Lampiran 3. Parameter Pengujian pada Berbagai Kapang ............................ 67

Lampiran 4. Senyawa Komponen Bensin dan Solar Hasil Biosolubilisasi Batubara ............................................................ 69

Lampiran 5. Spektrum Hasil FTIR Batubara Lignit ...................................... 71

Lampiran 6. Kromatogram Hasil GC-MS Kontrol ........................................ 74

Lampiran 7. Kromatogram Hasil GC-MS Solubilisasi Batubara oleh Kapang .............................................................................. 75

Lampiran 8. Komponen Senyawa Solar ........................................................ 79 Lampiran 8. Batubara lignit ........................................................................... 80

Lampiran 9. Hasil Biosolubilisasi Batubara ................................................. 81

Lampiran 10. Endapan Batubara Lignit Hasil Saring Sampel......................... 82

xiv

ABSTRAK

Karakterisasi Produk Biosolubilisasi Batubara Lignit oleh Kapang Indigenous

dari Tanah Pertambangan Sumatera Selatan. Di bawah bimbingan Irawan

Sugoro, M.Si dan Sandra Hermanto, M.Si

Biosolubilisasi batubara adalah proses pelarutan batubara dalam suatu medium

dengan bantuan mikroorganisme. Mikroorganisme yang digunakan pada penelitian ini

terdiri dari 4 isolat kapang indigenous yang merupakan hasil isolasi dari tanah

pertambangan batubara di Sumatera Selatan. Tujuan dari penelitian ini adalah

mengetahui kemampuan kapang indigenous hasil isolasi dari tanah pertambangan

batubara Sumatera Selatan dalam mensolubilisasi batubara lignit dan karakteristik

produk yang dihasilkan. Medium yang digunakan adalah minimal salt sugar (MSS)

dengan penambahan batubara lignit Sumatera Selatan 5 %, kemudian diinokulasikan

spora kapang sebanyak 5 % dengan pencuplikan pada hari 7, 14, 21, dan 28. Hasilnya

menunjukkan bahwa kapang indigenous memiliki kemampuan yang berbeda dalam

mensolubilisasi batubara dimana kapang 14AD pada hari ke 7 inkubasi menunjukan

solubilisasi terbesar. Hasil analisis GCMS menunjukkan bahwa kapang 25A pada hari

ke 7 inkubasi menghasilkan persentase senyawa hidrokarbon terbesar dengan

komposisi karbon yang setara dengan bensin dan solar.

Kata kunci : Biosolubilisasi, Batubara, kapang, lignit

xv

xvi

ABSTRACT

Characterization of Lignite Coal Biosolubilization Products by Indigenous

Molds from Mining Land in South Sumatera. Under direction of Irawan Sugoro,

M.Si and Sandra Hermanto, M.Si

Coal Biosolubilization is the coal dissolution process in a medium by

microorganisms. The microorganism this research was 4 isolates of indigenous

moulds result isolated from mining land in South Sumatera. The purpose of this

research was to determine the ability of indigenous moulds in solubilization lignite

and characterization of the products. The medium was minimal salt sugar (MSS)

+ 5 % of South Sumatra lignite and 5 % mould spores and sampling times were done

at 7, 14, 21, and 28 days. The result showed that Indigenous moulds have different

ability in solubilization of lignite and the highest solubilization occurred was 14AD

after 7 days incubation. GCMS analysis showed the largest percentage of hydrocarbon

compound which is equivalent to gasoline and diesel was 25A after 7 days incubation.

Keywords: Biosolubilization, Coal, mold, lignite

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Cadangan sumber daya energi di Indonesia semakin menipis. Saat ini

Indonesia hanya memiliki 4.300 juta ton cadangan minyak dari total cadangan

minyak dunia tahun 2006 sebesar 1.208.200 ton, dengan tingkat produksi sebesar

390 juta ton per tahun, dan hanya dapat bertahan dalam 11 tahun ke depan.

Sementara itu, gas alam hanya memiliki cadangan yang ekuivalen dengan masa

produksi selama 35,54 tahun. Oleh karena itu perlu dicari bahan bakar alternatif

pengganti minyak bumi dan gas yang keberadaannya melimpah, salah satunya

adalah batubara (Jauhary, 2007).

Berdasarkan laporan Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral

(2008), potensi sumber daya batubara di Indonesia pada akhir tahun 2008

sebanyak 105 miliar ton yang berasal dari tiga daerah, yaitu Sumatera Selatan,

Kalimantan Timur dan Kalimantan Selatan. Batubara sebagai bahan bakar

alternatif diperkirakan dapat menjadi solusi dari krisis kelangkaan BBM sampai

ratusan tahun mendatang (Calvin, 2007). Sehingga batubara merupakan kandidat

yang sesuai sebagai alternatif untuk menggantikan energi minyak bumi.

Cadangan batubara di dunia pada umumnya tidak berkualitas baik, bahkan

setengahnya merupakan batubara dengan kualitas rendah, seperti: lignit dan

subituminus. Batubara jenis ini memiliki tingkat kelembaban yang tinggi dan

kadar karbon yang rendah, sehingga kandungan energinya juga rendah dan

2

harganya pun sangat murah (Sukandarrumidi, 1995). Di Indonesia, lebih dari

46 % merupakan batubara kualitas rendah dari jenis lignit (Beyond, 2009). Oleh

karena itu perlu ada upaya solusi untuk meningkatkan kualitas batubara agar

bernilai ekonomis. Salah satu upaya yang dapat dilakukan adalah dengan cara

pencairan (solubilisasi) batubara.

Pencairan batubara dapat dilakukan dengan metode fisika dan biologi.

Metode fisika yaitu dengan proses sintesis fischer-Tropsch dan Brown Coal

Liquefaction Technology (BCL). Pencairan batubara dengan metode tersebut

memakan biaya operasional yang cukup tinggi dan memerlukan instalasi yang

cukup rumit serta menghasilkan produk sampingan yang berbahaya. Sehingga

perlu dikembangkan suatu teknologi pengolahan batubara menjadi energi

alternatif yang efisien (Natural Resources Defense Council, 2007).

Salah satu metode pencairan batubara yang bisa dikembangkan adalah

secara biologis dengan bantuan mikroorganisme yang disebut biosolubilisasi.

Pencairan batubara dengan metode biologi relatif dapat menekan biaya

operasional karena tidak dilakukan dalam tekanan dan temperatur yang tinggi

serta lebih ramah lingkungan karena tidak menghasilkan produk sampingan yang

berbahaya (Shi, 2009).

Sejumlah jamur dan bakteri diketahui mampu berinteraksi dengan

batubara kualitas rendah pada enzim ekstraseluler. Kapang memiliki kemampuan

untuk mensolubilisasi batubara karena aktivitas enzim lignoselulasenya (Cohen et

al, 1990). Proses ini mampu mensolubilisasi polimer organik berupa karbohidrat

dan lignoselulosa yang terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin yang

3

menyusun batubara. Hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Selvi et al,

2009 menyatakan bahwa kapang Aspergillus sp. mampu mensolubilisasi batubara

subituminus. Kapang Trichoderma sp. dan Penicillium sp. yang diisolasi dari

sampel batubara subituminus Sumetera Selatan mampu mensolubilisasi batubara

subituminus (Sugoro et al., 2009).

Sampel batubara yang digunakan dalam penelitian ini adalah batubara

jenis lignit yang berasal dari Lahat Sumatera Selatan, dengan kapang indigenous

sebagai mikroorganisme yang membantu proses biosolubilisasi. Kapang

indigenous tersebut merupakan kapang penghuni asli suatu habitat atau substrat.

Kapang ini diisolasi langsung dari tanah pertambangan batubara tersebut,

sehingga dapat memudahkan saat pengaplikasian karena secara alami telah

teradaptasi dengan substrat batubara (Sugoro et al., 2009). Pada akhirnya

diharapkan proses biosolubilisasi ini dapat meningkatkan kualitas batubara lignit

dan menghasilkan senyawa potensial sebagai pengganti Bahan Bakar Minyak.

1.2. Perumusan Masalah

1. Apakah kapang indigenous hasil isolasi dari tanah pertambangan

batubara memiliki kemampuan solubilisasi batubara lignit?

2. Bagaimanakah karakteristik produk biosolubilisasi batubara lignit

Sumatera Selatan oleh kapang indigenous hasil isolasi dari tanah

pertambangan?

4

1.3. Hipotesis

1. Kapang indigenous hasil isolasi dari tanah pertambangan batubara

Sumatera Selatan dapat mensolubilisasi batubara lignit dengan

kemampuan yang berbeda-beda pada setiap isolat.

2. Senyawa Hasil biosolubilisasi lignit oleh kapang indigenous merupakan

senyawa hidrokarbon yang memiliki karakteristik bensin dan solar.

1.4. Tujuan Penelitian

1. Mengetahui kemampuan kapang indigenous hasil isolasi dari tanah

pertambangan batubara Sumatera Selatan dalam mensolubilisasi

batubara lignit

2. Mengetahui karakteristik produk batubara cair hasil biosolubilisasi

kapang indigenous batubara lignit Sumatera Selatan sebagai energi

alternatif.

1.5. Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai

potensi kapang indigenous yang berasal dari tanah pertambangan batubara lignit

Sumatera Selatan dalam proses biosolubilisasi dan karakteristik produk

biosolubilisasi batubara yang dihasilkan untuk bahan bakar alternatif pengganti

minyak dan gas bumi.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Batubara

Batubara adalah mineral organik yang terbentuk dari endapan, dan

merupakan batuan organik yang terutama terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen.

Batubara terbentuk dari tumbuhan yang telah bersatu antara strata batuan lainnya

dan diubah oleh kombinasi pengaruh tekanan dan panas selama jutaan tahun

sehingga membentuk lapisan batubara. Proses yang mengubah tumbuhan menjadi

batubara tadi disebut dengan pembatubaraan atau coalification (Speight, 1994).

Bahan mineral di dalam batubara berasal dari unsur organik yang terdapat

dalam tumbuhan pembentuk batubara dan dari bahan mineral yang berasal dari

luar yang tergabung dalam proses pembentukan batubara. Jumlah dan tipe mineral

yang ditemukan dalam batubara sangat bervariasi, bergantung pada sejarah

pembentukan batubara tersebut. Mineral yang ditemukan dalam jumlah yang

melimpah adalah clay mineral dengan illite, kaolinite dan montmorillonite sebagai

jenis yang sering ditemukan (speight, 1994). Mineral utama yang ditemukan

dalam batubara dapat diklasifikasikan sebagai shale, kaolin, sulfida, karbonat,

klorida atau accessory mineral. Beberapa kelompok mineral yang terkandung

dalam batubara dapat dilihat pada Tabel 1.

6

Tabel 1. Bahan Mineral yang Biasa Terdapat dalam Batubara Kelompok Senyawa Formula

Muscovite KAI3Si3O10(OHF)2 Hydromuscobite (Al, Si)8 O20 (OH.F)4 (general formula) Illite (HO)4K2 (Si6.Al2) Al4 O20

Shale

Montmorillonite Na2 (Al Mg) Si4 O10 (OH)2

Kaolinite Al2 (Si2 O5) (OH)4

Livesite Al2 (Si2 O5) (OH)4 Kaolin

Metahalloysite Al2 (Si2 O5) (OH)4 Pyrite FeS2

Marcasite FeS2 Sulfide

Ankerite CaCO3.(Mg, Fe, Mn) CO3

Calcite CaCO3

Dolomite CaCO3. MgCO3

Carbonat

Siderite FeCO3

Sylvire KCl Chloride Halite NaCl Quartz SiO2

Feldspar (K, Na)2 O. Al2O3. 6 SiO2

Garnet 3CaO. Al2O3. SiO2

Hornblende CaO. 3 FeO. 4 SiO2

Gypsum CaSO4. 2 H2O Apatite 9 CaO. 3 P2O5. CaF2

Zircon Zr SiO4

Epidote 4 CaO. 3 Al2O3. 6 SiO2. H2O Biotite K2O. MgO. Al2O3. 3 SiO2. H2O Augite CaO. MgO. 2SiO2

Pro chloride 2FeO. 2 MgO. Al2O2. 2SiO2. 2 H2O Diaspore Al2O3. H2O Lepidocrocite Fe2O3. H2O Magnetite Fe3O4 Kyanite Al2O3. SiO2 Staurolite 2 FeO. 5 Al2O3. 4 SiO2. H2O Topaz 2 AlPO. SiO2 Tourmaline 3 Al2O3. 4 Bo (OH). 8 SiO2. 9 H2O Hematite Fe2O3 Penninite 5 MgO. Al2O3. 3 SiO2. H2O Sphalerite Zn S Chlorite 10 (Mg, Fe) O. 2 Al2O3. 6 SiO2. 8 H2O Barite Ba SO4

Accessory mineral

Pyrophillite Al2O3 (Speight, 1994)

2.1.1. Pembentukan Batubara

Penimbunan pasir dan sedimen lainnya, bersama dengan pergeseran kerak

bumi (dikenal sebagai pergeseran tektonik) mengubur rawa dan gambut yang

seringkali sampai kedalaman yang sangat dalam. Penimbunan tersebut

menyebabkan material tumbuhan terkena suhu dan tekanan yang tinggi. Suhu dan

tekanan yang tinggi menyebabkan tumbuhan tersebut mengalami proses

perubahan fisika dan kimiawi yang mengubah tumbuhan tersebut menjadi gambut

dan kemudian batubara (Sukandarrumidi, 1995). Proses pembentukan batubara

dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 1. Proses Pembentukan Batubara (Sukandarrumidi, 1995)

Proses pembentukan batubara terdiri dari dua tahap, yaitu tahap

penggambutan dan tahap pembatubaraan. Tahap penggambutan dimana sisa-sisa

tumbuhan yang terakumulasi tersimpan dalam kondisi reduksi di daerah rawa

dengan sistem pengeringan yang buruk dan selalu tergenang air pada kedalaman

0,5 – 10 meter. Material tumbuhan yang busuk ini melepaskan H, N, O, dan C

dalam bentuk senyawa CO2, H2O, dan NH3 untuk menjadi humus. Bakteri

7

8

anaerobik dan fungi akan merubah material tersebut menjadi gambut

(Sukandarrumidi, 1995).

Pada proses pembatubaraan gambut akan terkubur dengan sedimen lain, di

bawah pemanasan dan tekanan mengubah gambut menjadi batubara tingkat

rendah yaitu lignit. Batubara di bawah pemanasan dan tekanan yang terus

menerus selama jutaan tahun, mengalami perubahan yang secara bertahap

sehingga menambah maturitas organiknya dan mengubah batubara muda menjadi

batubara subituminus. Pada pemanasan dan tekanan yang lebih tinggi batubara

lignit berubah menjadi batubara bituminus. Bahkan pada pemanasan dan tekanan

yang lebih tinggi lagi dapat mengubah batubara bituminus menjadi batubara

antrasit yang lebih keras dan mengkilap (Sukandarrumidi, 1995). Berikut ini

contoh analisis dari masing – masing unsur yang terdapat dalam setiap tahapan

pembatubaraan pada Tabel 2.

Tabel 2.Unsur-Unsur Yang Terdapat pada Setiap Tahapan Pembentukan Batubara

Jenis Batubara C (%) H (%) O (%) N (%) C/O Kayu 50,0 6,0 43,0 1,0 1,2 Gambut 59,0 6,0 33,0 2,0 1,8 Lignit 69,0 5,5 25,0 0,5 2,8 Bituminus 82,0 5,0 12,2 0,8 6,7 Antrasit 95,0 2,5 2,5 0,0 38,0

(Sukandarrumidi, 1995)

Semakin tinggi tingkat pembatubaraan, kadar karbon akan meningkat

sedangkan hidrogen dan oksigen berkurang. Batubara dengan tingkat

pembatubaraan rendah disebut pula batubara bermutu rendah, contohnya lignit

dan sub-bituminus yang biasanya lebih lembut dengan materi yang rapuh dan

9

berwarna suram seperti tanah, memiliki tingkat kelembaban (moisture) yang

tinggi dan kadar karbon yang rendah, sehingga kandungan energinya juga rendah.

Semakin tinggi mutu batubara, umumnya akan semakin keras dan kompak, serta

warnanya akan semakin hitam mengkilat (Sukandarrumidi, 1995).

Selain unsur karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen, di dalam batubara

terdapat sulfur. Sulfur berada dalam bentuk senyawa organik dan anorganik.

Sulfur anorganik sebagian besar terdiri dari bentuk sulfit dan sulfat. Kandungan

sulfur dalam batubara bervariasi tergantung wilayah batubara tersebut berasal

(Speight, 1994). Berikut persentase senyawa sulfur dalam batubara:

Tabel 3. Persentase Senyawa Sulfur dalam Batubara

Unsur Rentang

Sulfur organik 0,31-3,09 %

Sulfur pirit 0,06-3,78 %

Sulfur sulfat 0,01-1,06 %

Total sulfur 0,42-6,47 %

(Speight, 1994).

2.1.2. Klasifikasi Batubara

Faktor tumbuhan purba yang jenisnya berbeda-beda sesuai dengan zaman

geologi dan lokasi tempat tumbuh dan berkembangnya, ditambah dengan lokasi

pengendapan (sedimentasi) tumbuhan, pengaruh tekanan batuan dan panas bumi

serta perubahan geologi yang berlangsung kemudian, akan menyebabkan

terbentuknya batubara yang jenisnya bermacam-macam (Speight, 1994). Tipe

batubara berdasarkan tingkat pembatubaraan ini dapat dikelompokkan sebagai

berikut :

1. Lignit

Lignit merupakan jenis batubara yang secara geologis tergolong jenis

batubara yang paling muda yang mengandung karbon sebanyak 25-35%.

Pada umumnya warna lignit mulai dari coklat hingga hitam kecoklatan

(Gambar 3). Lignit sebagian besar terdiri dari material kayu kering yang

terkena tekanan tinggi. Lignit bersifat rapuh serta memiliki kandungan air

yang sangat tinggi sehingga perlu dikeringkan terlebih dahulu sebelum

dibakar. Sebagian besar lignit digunakan untuk pembangkit listrik. Struktur

kimia dan bentuk batubara lignit dapat dilihat pada gambar 2 (Speight,

1994).

(a) (b) Gambar 2 . (a) Struktur Kimia Batubara Lignit (Schumacher,1997), (b) Bentuk

Batubara Lignit (Bryant, 2005)

10

2. Subituminus

Batubara jenis subbituminus memiliki warna hitam. Kandungan karbon di

dalam batubara ini berkisar 35-45%. Batubara subbituminus memiliki nilai

kalor yang lebih rendah dari pada batubara bituminus. Batubara ini

merupakan batubara yang sering digunakan dalam industri karena di

Indonesia jumlahnya sangat melimpah. Struktur dan bentuk batubara

Subbituminus dapat dilihat pada gambar 3 (Speight, 1994)..

(a) (b)

Gambar 3. (a) Struktur Kimia Batubara Subbituminus (Schumacher,1997), (b) Bentuk Batubara Subbituminus (Bryant, 2005)

3. Bituminus

Batubara jenis bituminus dapat diperoleh dengan menambahkan panas

serta tekanan pada lignit. Batubara Bituminus mengandung karbon

sebanyak 45-86%. Penggunaan terbesar batubara bituminus terdapat di

pembangkit listrik serta industri baja. Bentuk batubara bituminus dapat dilihat

pada gambar 4 (Speight, 1994).

11

(a) (b)

Gambar 4 . (a) Struktur Kimia Batubara Bituminus (Schumacher,1997), (b) Bentuk Batubara Bituminus ((Bryant, 2005)

4. Antrasit Antrasit merupakan golongan batubara yang paling tinggi, memiliki tampilan

yang hitam mengkilat seperti permukaan logam. Antrasit mengandung

karbon sebanyak 86-97%. Bentuk batubara Antrasit dapat dilihat pada

gambar 5 (Speight, 1994)

(a) (b)

Gambar 5. (a) Struktur Kimia Batubara Antrasit (Schumacher,1997), (b) Bentuk

Batubara Antrasit (Bryant, 2005)

12

Dari keempat jenis batubara tersebut, masing-masing memiliki kualitas

yang berbeda. Lignit merupakan golongan yang paling rendah, karena kandungan

airnya yang sangat tinggi harga lignit pun sangat murah. Oleh karena itu, untuk

pengolahan batubara menjadi energi alternatif, jenis yang banyak dipakai adalah

lignit karena cost effective (Speight, 1994).

2.1.3. Substansi Humik dalam Batubara

Substansi humik (HSs) merupakan produk organik yang berwarna coklat

sampai hitam dengan banyak pengaruhnya terhadap agrikultural dan lingkungan.

HSs merupakan karbon terkaya di bumi. HSs juga merupakan makromolekul

aromatik yang kompleks dengan variasi ikatan diantara gugus aromatik. Ikatan

yang berbeda termasuk diantaranya asam amino, peptida, asam alifatik, dan

senyawa alifatik lainnya. Gugus fungsional dalam sustansi humat termasuk gugus

asam karboksil (COOH), fenolik, alifatik, dan enolik-OH dan struktur karbonil

(C=O) dalam berbagai tipe yang bervariasi (Arianto et al., 2005).

Menurut Arianto et al., (2005), subtansi humik terdiri atas fraksi asam

humat, asam fulvat dengan klasifikasi sebagai berikut :

1. Humic Acid (Asam humat)

Warna gelap, amorf, dapat diekstraksi pada pH 4 keatas, tidak larut dalam

asam, mengandung gugus fungsional asam seperti fenolik dan karboksilik,

berat molekul (BM) 20000 hingga 1360000.

13

Gambar 6. Struktur Asam Humat (Stevenson, 1982)

2. Fulvic Acid (Asam fulvat)

Dapat diekstraksi dengan basa kuat, larut juga dalam asam, berat molekul

(BM) 275-2110.

Gambar 7 . Struktur Asam Fulvat (Stevenson, 1982)

2.2. Biosolubilisasi Batubara

Biosolubilisasi adalah proses pelarutan batubara dalam suatu medium

dengan bantuan mikroorganisme. Biosolubilisasi dapat berupa upaya untuk

mencairkan batubara atau bioliquifaksi yang nantinya dapat digunakan sebagai

bahan bakar pengganti minyak bumi. Disamping untuk mencairkan batubara,

biosolubilisasi dapat pula digunakan untuk mengurangi kandungan sulfur atau

logam toksik pada batubara (Faison et al.,1989).

Pencairan batubara dengan metode biologi dapat menekan biaya

operasional karena tidak dilakukan dalam tekanan dan temperatur yang tinggi

serta lebih ramah lingkungan karena tidak menghasilkan produk samping

berbahaya. Meskipun teknologi ini memiliki potensi besar, tetapi masih ada

sejumlah masalah yang harus dipecahkan. Tanpa adanya pelarut yang cocok,

produk yang dihasilkan tetap padat.

Meskipun produk terlarut memiliki kandungan energi tinggi dan

14

15

memungkinkan digunakan sebagai bahan bakar, tapi belum dapat digunakan

sebagai bahan bakar sarana transportasi. Selain itu, kebanyakan mikroorganisme

membutuhkan gula dan media pertumbuhan untuk pertumbuhan lebih dari 2

minggu. Media murah yang mampu mempercepat pertumbuhan mikroorganisme

dibutuhkan untuk aplikasi komersial. Masalah ekonomis lainnya yang

berhubungan adalah dibutuhkannya pra-perlakuan untuk menghasilkan produk

berkualitas (Liu et al., 1989).

Produksi batubara cair dapat juga dilakukan dengan memanfaatkan enzim

hasil isolasi dari mikroorganisme. Biosolubilisasi batubara dengan bantuan

mikroorganisme dapat menghasilkan produk yang setara dengan komponen

minyak bumi. Produk biosolubilisasi yang setara dengan senyawa yang terdapat

dalam bensin mempunyai rantai atom karbon yang pendek yaitu C4 sampai C12,

sedangkan untuk komponen minyak solar mempunyai atom karbon C10 sampai

C13 (American Petroleum Institute, 2001).

2.2.1. Mikroorganisme Pensolubilisasi Batubara

Terdapat beberapa jenis mikroorganisme dari jenis bakteri maupun jamur

yang dapat mengubah batubara padat menjadi produk cair. Batubara cair yang

dihasilkan dari proses biosolubilisasi adalah berupa campuran senyawa yang larut

dalam air, senyawa-senyawa polar dengan berat molekul relatif tinggi. Contoh

bakteri yang dapat dimanfaatkan untuk proses ini adalah Thiobacillus

Ferroxidans, Leptospirillum Ferroxidansdan Rhodococcus erythropolis.

Sementara itu contoh fungi yang dapat dimanfaatkan untuk proses ini diantaranya

adalah Polyporus versicolor, Penicillium, Streptomyces (Reiss,1992).

16

Kapang adalah kelompok mikroorganisme yang tergolong dalam fungi.

Selain kapang, organisme lainnya yang termasuk ke dalam fungi adalah khamir

dan cendawan (mushroom). Kapang merupakan organisme multiseluler,

eukariotik, tidak berklorofil, dinding selnya tersusun dari kitin, bersifat heterotrof,

menyerap nutrient melalui dinding selnya, mengeksresikan enzim ekstraseluler ke

lingkungan, menghasilkan spora atau konidia, bereproduksi seksual dan atau

aseksual. Tubuh kapang terdiri dari hifa, hifa berfungsi menyerap nutrien dari

lingkungan serta membentuk struktur reproduksi (Hidayat et al, 2006).

Hifa adalah suatu struktur berbentuk tabung menyerupai seuntai benang

panjang yang terbentuk dari pertumbuhan spora atau konidia. Kumpulan hifa yang

bercabang-cabang membentuk suatu jala dan umumnya berwarna putih disebut

miselium. Ada beberapa kapang dengan miselia longgar atau seperti bulu kapas

sedangkan yang lainnya kompak. Penampakan miselia ada yang seperti beludru

(velvet) pada permukaan atasnya, beberapa kering seperti bubuk, basah atau

memiliki massa seperti gelatin (Hidayat et al, 2006).

Kapang saprofit adalah kapang yang memanfaatkan atau menyerap nutrien

dari benda mati. Pada umumnya, kapang mengekskresikan enzim ekstraseluler ke

lingkungan. Enzim ekstraseluler tersebut menguraikan komponen-komponen

kompleks pada substrat menjadi komponen-komponen sederhana yang dapat

dengan mudah diserap kapang untuk mensintesis berbagai bagian sel, dan

digunakan sebagai sumber energinya. Keberadaan kapang pada suatu substrat

dapat diketahui dengan adanya perubahan warna atau kekeruhan pada substrat

cair, timbul bau, dan substrat berubah menjadi lunak. Hal tersebut

17

mengindikasikan adanya pertumbuhan kapang berupa pertambahan massa sel atau

volume sel (Gandjar et al, 2006).

Sifat-sifat fisiologi kapang sangat penting dipenuhi agar pertumbuhan

kapang menjadi optimal. Gandjar et al., (2006) menerangkan sifat-sifat fisiologi

kapang sebagai berikut :

1. Kebutuhan air

Pada umumnya, fungi tingkat rendah seperti Rhizopus sp. dan Mucor sp.

memerlukan lingkungan dengan kelembaban nisbi 90 %, kapang Aspergillus

sp, Penicillium sp, Fusarium sp. dan banyak hypomycetes lainnya dapat

hidup pada kelembaban yang lebih rendah yaitu 80 % sedangkan kapang

xerofilik mampu hidup pada kelembaban 70 %.

2. Suhu

Kebanyakan kapang bersifat mesofilik yaitu tumbuh baik pada suhu kamar.

Suhu optimum pertumbuhan untuk kebanyakan kapang adalah sekitar 25-30°

C, tetapi beberapa kapang dapat tumbuh pada suhu 35-37° C atau lebih tinggi

seperti Aspergillus sp. Beberapa kapang mampu tumbuh pada suhu dingin

(bersifat psikrotrofik) dan juga pada suhu tinggi (termofilik).

4. Derajat keasaman (pH)

Kebanyakan kapang mampu tumbuh pada kisaran pH yang luas yaitu 2 - 8,5

akan tetapi pertumbuhannya akan lebih baik pada kondisi asam atau pH

rendah.

18

5. Substrat

Substrat merupakan sumber nutrien utama bagi kapang. Nutrien dalam

substrat baru dapat dimanfaatkan apabila kapang telah mengekskresikan

enzim-enzim ekstraseluler untuk menguraikan senyawa kompleks menjadi

sederhana.

6. Komponen penghambat

Beberapa kapang mengeluarkan komponen yang dapat menghambat

organisme lainnya seperti bakteri, komponen tersebut disebut antibiotik.

2.2.2. Solubilisasi Batubara oleh Kapang

Batubara diperkaya dengan berbagai macam polimer organik yang berasal

dari karbohidrat dan lignoselulosa yang terdiri dari selulosa, hemiselulosa dan

lignin. Selulosa merupakan komponen utama penyusun dinding sel tanaman, dan

salah satu komponen pembangun tumbuhan. Selulosa adalah polimer yang

tersusun atas unit-unit glukosa melalui ikatan α-1,4-glikosida. Enzim yang dapat

mengurai selulosa adalah selulase dan merupakan enzim kompleks yang terdiri

dari tiga komponen. Endoglukanase, mengurai polimer selulosa secara random

pada ikatan internal α-1,4-glikosida untuk menghasilkan oligodekstrin dengan

panjang rantai bervariasi. Eksoglukanase, mengurai selulosa dari ujung pereduksi

dan nonpereduksi untuk menghasilkan selobiosa/glukosa. Enzim α-glukosidase,

mengurai selobiosa untuk menghasilkan glukosa (Lynd et al., 2002).

Hemiselulosa merupakan kelompok polisakarida heterogen dengan berat

molekul rendah, relatif lebih mudah dihidrolisis dengan asam menjadi monomer

yang mengandung glukosa, mannosa, galaktosa, xilosa dan arabinosa. Lignin

merupakan polimer dengan struktur aromatik yang terbentuk melalui unit-unit

penilpropan. Lebih dari 30 % tanaman tersusun atas lignin yang memberikan

bentuk yang kokoh (Lynd et al., 2002).

(a) (b)

(c)

Gambar 8. (a) Struktur lignin, (b) hemiselulosa dan (c) selulosa (Gutiérrez dan Martínez, 1996)

Lignin sulit disolubilisasi karena strukturnya kompleks dan heterogen

yang berikatan dengan selulosa dan hemiselulosa dalam jaringan tanaman

(Orth et al, 1993). Lignin merupakan suatu unsur yang memegang peranan

penting dalam merubah susunan sisa tumbuhan menjadi batubara. Sebagian besar

mikroorganisme yang mampu mensolubilisasi lignin dapat diaplikasikan juga

untuk mensolubilisasi batubara (Cohen et al., 1990).

19

http://isroi.files.wordpress.com/2008/11/hemiselulosa.jpg�

20

Enzim pensolubilisasi lignin secara umum terdiri dari dua kelompok

utama yaitu laccase (Lac) dan peroksidase yang terdiri dari lignin peroksidase

(LiP) dan mangan peroksidase (MnP) (Chahal dan Chahal, 1998). Ketiga enzim

tersebut bertanggung jawab terhadap pemecahan awal polimer lignin (Akhtar et

al., 1997). Mangan peroksidase (MnP), lignin peroksidase (LiP) atau laccase

mampu mensolubilisasi komponen aromatik pada batubara dan

mendepolimerisasinya menjadi komponen yang kaya oksigen dan dapat melarut

ke dalam air (Holker et al., 2002).

Enzim pendegradasi lignin secara umum terdiri dari dua kelompok utama

yaitu laccase (Lac) dan peroksidase yang terdiri dari lignin peroksidase (LiP) dan

mangan peroksidase (MnP) (Chahal and Chahal, 1998). Ketiga enzim tersebut

bertanggung jawab terhadap pemecahan awal polimer lignin dan menghasilkan

produk dengan berat molekul rendah, larut dalam air dan CO2 (Akhtar et al.,

1997).

Lignin peroksidase (LiP) merupakan enzim utama dalam proses

degaradasi lignin karena mampu mengoksidasi unit non fenolik lignin. Unit non

fenolik merupakan penyusun sekitar 90 persen struktur lignin. Oksidasi

substruktur lignin yang dikatalis oleh LiP dimulai dengan pemisahan satu elektron

cincin aromatik substrat donor dan menghasilkan radikal aril. LiP memotong

ikatan Cα-Cβ molekul lignin, pemotongan tersebut merupakan jalur utama

perombakan lignin oleh berbagai kapang pelapuk putih (Hammel, 1996).

Mangan peroksidase (MnP) berperan dalam oksidasi unit fenolik, sehingga

LiP dan MnP dapat bekerja secara sinergis. Siklus katalitik MnP dimulai dengan

21

pengikatan H2O2 atau peroksida organik dengan enzim ferric alami dan

pembentukan kompleks peroksida besi. Pemecahan ikatan oksigen peroksida

membutuhkan Fe oxo-porphyrin-radikal kompleks dalam pembentukan MnP-

komponen I, kemudian ikatan dioksigen dipecah dan dikeluarkan satu molekul air.

Reaksi berlangsung sampai terbentuk MnP-komponen II, ion Mn2+ bekerja

sebagai donor 1-elektron untuk senyawa antara porfirin dan dioksidasi menjadi

Mn3+. Mn3+ merupakan oksidasi kuat yang dapat mengoksidasi senyawa fenolik

tetapi tidak dapat menyerang unit non fenolik lignin (Perez et al., 2002).

Laccase ditemukan pada kapang, khamir, dan bakteri. Enzim ini tidak

membutuhkan H2O2 tetapi menggunakan molekul oksigen. Laccase mereduksi

oksigen menjadi H2O dalam substrat fenolik melalui reaksi satu elektron

membentuk radikal bebas yang dapat disamakan dengan radikal kation yang

terbentuk pada reaksi MnP (Kersten et al., 1990).

Tabel 4. Enzim ekstraseluler pendegradasi lignin dari kapang pelapuk putih (Akhtar et al.,1997).

Enzim Tipe Enzim Peran dalam Degradasi

Kerja Bersama dengan

pH Optimum

Lignin peroksidase

Peroksidase Degradasi unit non fenolik

H2O2 2,5-3,0

Mangan peroksidase

Peroksidase Degradasi unit fenolik dan non fenolik dengan lipid

H2O2, lipid 4,0-4,5

Lakase Fenol oksidase

Oksidasi unit fenolik dan non fenolik dengan mediator

O2, mediator :3- hidroxybenzotriazole

3,5-7,0

22

Kapang yang memiliki kemampuan paling baik dalam proses

biosolubilisasi batubara adalah Trametes versicolor, Pleurotus florida, P.

ostreatus and P. sajorcaju. Kapang lain yang juga mampu mensolubilisasi

batubara seperti Trichoderma atroviride, Fusarium oxysporum, Penicillium sp.,

Candida sp., Aspergillus sp., Mucor sp. dan Sporothrix sp. namun dengan

kemampuan yang lebih kecil. Kapang tersebut mensolubilisasi batubara

menggunakan enzim ekstraseluler (Reiss, 1992).

Enzim ekstraseluler adalah enzim yang diekskresikan oleh kapang ke luar

tubuhnya untuk mensolubilisasi substrat. Enzim ekstraseluler tersebut akan

menghasilkan medium yang lebih gelap akibat dari solubilisasi batubara selama

proses kultur cair atau cairan gelap pada permukaan kultur ketika ditumbuhkan

pada permukaan kultur agar (Faison et al, 1989).

2.2.3. Faktor-Faktor yang Berpengaruh Terhadap Biosolubilisasi Batubara

Di dalam proses biodegradasi terdapat beberapa faktor yang berpengaruh

terhadap kerja mikroorganisme yang digunakan. Faktor-faktor tersebut dapat

berupa kondisi lingkungan, ataupun perlakuan awal terhadap batubara. Beberapa

faktor yang berpengaruh terhadap proses biosolubilisasi diantaranya:

A. Temperatur

Secara umum kenaikan temperatur akan meningkatkan laju reaksi kimia,

termasuk reaksi yang dilakukan oleh mikroorganisme. Temperatur proses

biodegradasi harus dikendalikan agar tetap berada pada temperatur optimum

mikroorganisme yang digunakan serta tidak melewati temperatur minimum

atau maksimum mikroorganisme tersebut. Setiap mikroorganisme memiliki

23

temperatur optimum dan temperatur maksimum yang berbeda-beda. Oleh

karena itu, temperatur optimum biodegradasi akan sangat bergantung pada

mikroorganisme yang digunakan. Temperatur optimum pada kapang adalah

22-30 oC (Pelzar dan Chan, 2005).

B. pH

Seperti halnya temperatur, pH juga sangat berpengaruh terhadap proses

biosolubilisasi. Setiap mikroorganisme memiliki pH optimum yang berlainan

oleh karena itu biodegradasi harus dilakukan pada pH optimum sesuai dengan

mikroorganisme yang digunakan. Jika pH yang digunakan terlalu asam atau

basa maka proses biodegradasi akan mengalami inhibisi. Inhibisi ini terjadi

akibat pengaruh buruk lingkungan yang terlalu asam terhadap metabolisme

mikroorganisme yang menyebabkan aktivitas metaboliknya menurun. pH

optimum kapang adalah 3,8-5,6 (Pelzar dan Chan, 2005).

C. Ukuran Partikel

Ukuran partikel batubara memberikan pengaruh terhadap persentase

pengurangan sulfur dalam proses biodegradasi batubara. Semakin kecil

ukuran partikel batubara maka persentase pengurangan sulfur akan semakin

besar. Ukuran partikel yang kecil menyebabkan luas pemukaan kontak antara

sel bakteri dengan batubara semakin besar. Akibatnya reaksi oksidasi

senyawa sulfur yang terjadi akan semakin banyak pula. Ukuran batubara

optimum adalah sekitar 72-100 mesh (Selvi dan Banerje, 1982).

24

D. Konsentrasi Mikroorganisme

Semakin sedikit konsentrasi sel mikroorganisme, maka efisiensi biodegradasi

akan semakin berkurang. Pada umumnya konsentrasi mikroorganisme yang

digunakan adalah 5 % (Scott dan lewis, 1990).

2.3. Analisis Kimia Terhadap Produk Solubilisasi Batubara

Produk biosolubilisasi batubara dikarakterisasi menggunakan

Spektrofotometer UV-Vis, Spektrofotometer infra merah (FTIR), dan

Kromatografi Gas - Spektroskopi Massa (GC-MS) sebagaimana yang telah

dilakukan oleh Shi, et al., (2009).

2.3.1. Spektrofotometer UV-Vis

Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari

spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum

dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas

cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi. Jadi spektrofotometer

digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut

ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang

gelombang (Underwood dan Day, 2002).

Semua molekul dapat mengabsorpsi radiasi dalam daerah UV-Vis karena

mengandung elektron, baik sekutu maupun menyendiri, yang dapat dieksitasikan

ke tingkat yang lebih tinggi. Panjang gelombang di mana absorpsi itu terjadi,

bergantung pada berapa kuat elektron itu terikat dalam molekul itu (Underwood

dan Day, 2002). Gambar Spektrofotometer UV-Vis diperlihatkan pada gambar 9.

Gambar 9. Spektrofotometer UV-vis (Dokumen Pribadi,2010)

Kebanyakan penerapan spektrofotometri ultraviolet dan cahaya tampak

pada senyawa organik didasarkan pada transisi n-π* ataupun π-π* dan karenanya

memerlukan hadirnya gugus kromofor dalam molekul itu. Transisi itu terjadi

dalam daerah spektrum (sekitar 200 nm hingga 700 nm) yang praktis untuk

digunakan dalam eksperimen. Identifikasi kualitatif senyawa organik dalam

daerah ini jauh lebih terbatas daripada dalam daerah inframerah. Ini karena pita

absorpsi terlalu lebar dan kurang terinci. Tetapi gugus-gugus fungsional tertentu

seperti karbonil, nitro, dan sistem terkonjugasi, benar-benar menunjukkan puncak

karakteristik, dan sering dapat diperoleh informasi yang berguna mengenai ada

atau tidaknya gugus semacam itu dalam molekul tersebut (Underwood dan Day,

2002).

Pada penelitian ini analisis produk biosolubilisasi batubara dilakukan

dengan menggunakan spektroskopi sinar ultraviolet-visible (UV-Vis).

Spektroskopi UV-Vis dapat menentukan adanya ikatan tak jenuh dalam produk

biosolubilisasi (Shi et al., 2009). Panjang gelombang yang digunakan yaitu 250

dan 450 nm.

25

26

2.3.2. Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red (FTIR)

Spektrofotometri infra merah merupakan teknik yang di dasarkan pada

vibrasi (pergerakan) atom-atom dalam molekul. Spektrum infra merah pada

umumnya dihasilkan melalui sampel dan penentuan fraksi akibat dari sinar yang

diabsorbsi pada energi tertentu. Energi tempat munculnya peak absorpsi

berhubungan dengan frekuensi vibrasi suatu gugus fungsi atau kromofor yang

terdapat dalam suatu molekul. Spektrofotometri IR ditujukan untuk penentuan

gugus-gugus fungsi molekul pada analisis kualitatif (Giwangkara, 2006).

Energi dari kebanyakan vibrasi molekul berhubungan dengan daerah infra

merah. Vibrasi molekul dapat dideteksi dan diukur pada spektrum infra merah,

penggunaan spektrum infra merah untuk penentuan struktur senyawa organik

biasanya antara 650-4000 cm-1 (15,4-2,5 µm). Daerah di bawah frekuensi

650 cm-1 dinamakan infra merah jauh dan daerah di atas frekuensi 4000 cm-1

dinamakan infra merah dekat. Letak puncak serapan dapat dinyatakan dalam

satuan frekuensi (µm) atau bilangan gelombang (cm-1 ) (Sudjadi, 1985).

Atom-atom di dalam molekul tidak dalam keadaan diam, tetapi biasanya

terjadi peristiwa vibrasi. Hal ini bergantung pada atom-atom dan kekuatan ikatan

yang menghubungkannya. Vibrasi dapat digolongkan atas dua golongan besar,

yaitu : vibrasi renggangan (stretching) dan vibrasi bengkokan (bending)

(Giwangkara, 2006).

A. Vibrasi Regangan (Streching)

Dalam vibrasi ini atom bergerak terus sepanjang ikatan yang

menghubungkannya sehingga akan terjadi perubahan jarak antara keduanya,

walaupun sudut ikatan tidak berubah. Vibrasi regangan ada dua macam

(Giwangkara, 2006).

1. Regangan Simetri, unit struktur bergerak bersamaan dan searah dalam satu

bidang datar.

2. Regangan Asimetri, unit struktur bergerak bersamaan dan tidak searah

tetapi masih dalam satu bidang datar. Sebagaimana gambar berikut:

Gambar 10. Vibrasi Renggangan (Giwangkara, 2006)

B. Vibrasi Bengkokan (Bending)

Jika sistem tiga atom merupakan bagian dari sebuah molekul yang lebih

besar, maka dapat menimbulkan vibrasi bengkokan atau vibrasi deformasi yang

mempengaruhi osilasi atom atau molekul secara keseluruhan. Vibrasi bengkokan

ini terbagi menjadi empat jenis (Giwangkara, 2006).

1. Vibrasi Goyangan (Rocking), unit struktur bergerak mengayun asimetri

tetapi masih dalam bidang datar.

27

2. Vibrasi Guntingan (Scissoring), unit struktur bergerak mengayun simetri

dan masih dalam bidang datar.

3. Vibrasi Kibasan (Wagging), unit struktur bergerak mengibas keluar dari

bidang datar.

4. Vibrasi Pelintiran (Twisting), unit struktur berputar mengelilingi ikatan

yang menghubungkan dengan molekul induk dan berada di dalam bidang

datar.

Gambar 11. Vibrasi Bengkokan (Giwangkara, 2006)

Jika suatu senyawa organik disinari dengan sinar infra-merah yang

mempunyai panjang gelombang tertentu, akan didapatkan bahwa beberapa

frekuensi tersebut diserap oleh senyawa tersebut. Sebuah alat pendetektor yang

diletakan di sisi lain senyawa tersebut akan menunjukkan bahwa beberapa

frekuensi melewati senyawa tersebut tanpa diserap sama sekali, tapi frekuensi

28

lainya banyak diserap. Beberapa banyak frekuensi tertentu yang melewati

senyawa tersebut diukur sebagai persen transmitan (Sudjadi, 1985).

Gambar 12. Instrumentasi FTIR (Dokumen Pribadi, 2010)

Pada sistem optik FTIR digunakan radiasi LASER (Light Amplification By

Stimulated Emmission of Radiation) yang berfungsi sebagai radiasi yansg

diinterferensikan dengan radiasi infra merah agar sinyal radiasi infra merah yang

diterima oleh detektor secara utuh dan lebih baik. Detektor yang digunakan dalam

spektrofotometer FTIR adalah TGS ( Tetra Glycerine Sulphate) atau MCT

(Mercury Cadmium Telluride). Detektor MCT lebih banyak digunakan karena

memiliki beberapa kelebihan dibandingkan detektor TGS yaitu memberikan

respon yang lebih baik pada frekuensi modulasi tinggi, lebih sensitif, cepat tidak

dipengaruhi oleh temperatur, sangat selektif terhadap energi vibrasi yang diterima

dari radiasi infra merah (Giwangkara, 2006).

29

30

Tabel 5. Beberapa Contoh Nilai Frekuensi Gugus Fungsi

Gugus Fungsi

Panjang Gelombang

Frekuensi (cm-1)

O-H Alkohol/fenol bebas

Asam karboksilat

H yang terikat

2,74-2,79

3,70-4,0

2,82-3,12

3580-3650

2500-2700

3210-3550

NH Amina primer,

sekunder dan amida

6,10-6,45 3140-3320

CH Alkana

Alkena

Alkuna

Aromatik

3,37-3,50

3,23-3,32

3,03

~ 3,30

2850-2960

3010-3095

3300

~ 3030

CH2 Bending 6,83 1465

CH3 Bending 6,90-7,27 1450-1375

CC Alkuna

Alkena

Aromatik

4,42-4,76

5,95-6,16

~ 6,25

2190-2260

1620-1680

1475-1600

C=O Aldehid

Keton

Asam

Ester

Anhidrida

5,75-5,81

5,79-5,97

5,79-5,87

5,71-5,86

5,52-5,68

1720-1740

1675-1725

1700-1725

1720-1750

1760-1181

CN Nitrit 4,35-5,00 2000-3000

NO2 Nitro 6,06-6,67 1500-1650

(Hermanto,2008)

2.3.3. Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC-MS)

Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa atau sering disebut GC-MS (Gass

Chromatography Mass Spectrometry) adalah teknik analisis yang

menggabungkan dua metode analisis, yaitu Kromatografi Gas dan Spektroskopi

Massa. Kromatografi gas adalah metode analisis, dimana sampel terpisahkan

secara fisik menjadi bentuk molekul-molekul yang lebih kecil (hasil pemisahan

dapat dilihat berupa kromatogram). Sedangkan spektroskopi massa adalah metode

analisis, dimana sampel yang dianalisis akan diubah menjadi ion-ion gasnya, dan

massa dari ion-ion tersebut dapat diukur berdasarkan hasil deteksi berupa

spektrum massa (Underwood dan Day, 2002).

Gambar 13. Instrumentasi GC-MS (Dokumen Pribadi, 2010)

Pada GC hanya terjadi pemisahan untuk mendapatkan komponen yang

diinginkan, sedangkan bila dilengkapi dengan MS (berfungsi sebagai detector)

komponen tersebut dapat teridentifikasi, karena Spektrum Bobot Molekul pada

suatu komponen dapat dilihat, serta dapat juga dibandingkan dengan LIBRARY

(reference) pada software (Hermanto, 2008).

Pemisahan komponen senyawa dalam GC-MS terjadi di dalam kolom

(kapiler) GC dengan melibatkan dua fase, yaitu fase diam dan fase gerak. Fase

diam adalah zat yang ada di dalam kolom, sedangkan fase gerak adalah gas

pembawa (Helium maupun Hidrogen dengan kemurnian tinggi, yaitu ± 99,995%).

Proses pemisahan dapat terjadi karena terdapat perbedaan kecepatan alir dari tiap

31

32

molekul di dalam kolom. Perbedaan tersebut dapat disebabkan oleh perbedaan

afinitas antar molekul dengan fase diam yang ada di dalam kolom. Komponen-

komponen yang telah dipisahkan tersebut masuk ke dalam ruang MS yang

berfungsi sebagai detektor secara instrumentasi (Hermanto, 2008).

Injeksi sampel berupa cairan adalah teknik memasukkan sampel yang

paling umum. Sampel langsung dimasukkan atau diinjeksi setelah mendapat

preparasi. Direct Inlet Probe digunakan untuk sampel yang memilki titik uap yang

lebih tinggi dari kemampuan injector GC atau untuk analisis sampel yang tidak

stabil secara termal. Sampel langsung dimasukkan ke dalam MS tanpa melalui

GC. Teknik Headspace digunakan untuk sampel hasil ekstraksi dari senyawa-

senyawa organik yang mudah menguap. Senyawa-senyawa tersebut terdapat di

dalam produk berbentuk cair atau padat. Misalnya, senyawa yang mudah

menguap di dalam air, aroma di dalam produk makanan dan sebagainya. Sampel

dimasukkan ke dalam wadah khusus, lalu diinkubasi. Setelah terjadi ekuilibrium

gas yang berada di atas diambil oleh syringe. Lalu sampel dimasukkan ke dalam

GC. Teknik sampling ini menggunakan alat khusus yang terpisah dari instrumen

GC-MS, sedangkan pirolis digunakan untuk sampel yang tidak dapat diuapkan

oleh injector GC, misalnya polimer-polimer.

Sampel pertama kali diuraikan terlebih dahulu oleh pemanasan dalam alat

khusus, hasil dekomposisi dapat dianalisis oleh GC. Purge dan Trap, digunakan

untuk sampel hasil ekstraksi dari senyawa-senyawa organik yang mudah

menguap. Zat yang mudah menguap (zat volatil) pertama kali dikeluarkan dari

sampel dengan menggunakan gas inert. Kemudian zat volatil tersebut diabsorb

33

oleh zat khusus untuk meng-absorb seperti karbon aktif. Kemudian absorben

dipanaskan untuk melepaskan senyawa yang diinginkan ke dalam GC untuk

dianalisis (Hermanto, 2008).

34

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April - Juni 2010. Bertempat di

Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) Pasar Jumat, Lebak Bulus, Jakarta

Selatan dan Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

3.2. Alat dan Bahan

3.2.1. Alat

Alat - alat yang digunakan adalah Gas Chromatograph Mass Spectrometer

(GC-MS) Shimadzu QP 2010, Fourier Transform Infra Red (FTIR) Spectrum One

Perkin Elmer, Spektrofotometer Spectronic Genesys, mikroskop, Laminar Air

Flow Cabinet (LAFC), Shaker, autoklaf, refrigerator, inkubator, pH meter

HANNA Instruments HI 8520, saringan berukuran 100 mesh, desikator, oven,

vortex Heidolph REAX 2000, hot plate, magnetic stirrer, kuvet, Erlenmeyer,

spatula, pinset, ose, bunsen, gelas ukur, mortal, Handy Press, sel KBr, botol

semprot, corong buchner, pipet tetes, parafilm, mikropipet, cawan Petri, kaca

objek, cover glass, tabung reaksi, dan rak tabung.

3.2.2. Bahan

Bahan – bahan yang digunakan adalah batubara jenis lignit dengan ukuran

100 mesh yang berasal dari daerah pertambangan Lahat Sumatera Selatan, 4 jenis

isolat kapang yang berasal dari tanah pertambangan Lahat Sumatera Selatan (kode

14 AD, 18 HJ, 20 B, dan 25 A) medium Minimal Salt (MS), Minimal Salt Sugar

35

(MSS), Minimalt Salt Sugar Agar (MSSA), agar bakto, larutan fisiologis (NaCl

0.85%), sukrosa 0,1 %, yeast ekstrak, Flourescein Diacetate (FDA), aseton (pa),

KH2PO4 (pa), alumunium foil, aquadest, alkohol 70%, benzen, heksana, dietil

eter, serbuk KBr kering.

Tabel 6. Komposisi Medium

Nama medium

Agar

(g)

MS

(ml)

Ekstrak Ragi (g)

Sukrosa

(g)

Serbuk Batubara

(g)

Keterangan

MSSA 1,5 200 0,2

1

2 Peremajaan

Kultur Spora

MSS - 600 0,6 g 0,6 g 1,5 g @ 30 ml

Biosolubilisasi

3.3. Prosedur Kerja

3.3.1. Persiapan dan Sterilisasi Alat

Alat – alat gelas yang akan digunakan dibersihkan terlebih dahulu. Alat-

alat yang telah dibersihkan, disterilkan dengan autoklaf pada suhu 121oC selama

15 menit. Peralatan yang tidak tahan panas disterilkan dengan menggunakan

alkohol 70% (Waluyo, 2008).

3.3.2. Persiapan Serbuk Batubara

Batubara digerus dengan mortal secara aseptik di dalam LAFC hingga

berukuran kecil. Batubara yang telah digerus, disaring menggunakan penyaring

dengan ukuran 100 mesh dan diayak sampai halus. Sampel batubara yang sudah

halus disterilisasi menggunakan autoklaf (Selvi dan Banerje, 1982).

36

3.3.3. Pembuatan Medium Minimal Salt (MS)

Medium MSS dibuat dengan cara menimbang sebanyak 0,52 g

MgSO4.7H2O ; 0,003 g ZnSO4.7H2O ; 5 g KH2PO4 ; 0,005 g FeSO4, dan 1 g

NH4(SO4). Bahan-bahan tersebut dilarutkan dengan 1 liter aquades. Campuran

tersebut dilarutkan sampai homogen (Silva et al, 2007).

3.3.4. Pembuatan Medium Minimal Salt + Sugar + Agar (MSSA)

Medium MSSA dibuat dengan sebanyak 100 ml MS, ditambahkan

batubara 1 % (2 g) dan dimasukan ke dalam Erlenmeyer 1, ditutup dengan

alumunium foil, kemudian 100 ml aquadest dimasukan ke dalam Erlenmeyer 2

yang berbeda lalu ditambahkan 1,5 g agar, 1 g sukrosa, dan 0,2 g ekstrak ragi

setelah itu dipanaskan dan ditutup dengan alumunium foil. Kedua Erlenmeyer

diautoklaf dengan tekanan 1 atm, suhu 121oC selama 15 menit. Kedua larutan

yang berada di Erlenmeyer berbeda tersebut dicampur, dihomogenkan, dan

dituang ke dalam cawan petri yang telah diautoklaf.

3.3.5. Peremajaan Kultur Spora Kapang

Empat jenis Kultur kapang hasil isolasi dari tanah pertambangan diambil

menggunakan ose steril, kemudian diinokulasi ke dalam 4 cawan petri yang berisi

15 ml medium MSSA. Medium MSSA direkatkan menggunakan parafilm dan

diberi label sesuai kode isolatnya. Cawan petri yang berisi kultur kapang tersebut

diinkubasi pada suhu ruang 5-7 hari sampai kapang menghasilkan spora.

3.3.6. Kultur Inokulum Spora

Isolat kapang hasil peremajaan dengan medium MSSA, dimasukkan 10 ml

NaCl 0,85 %. Spora kapang pada permukaan MSSA dicerai berai mengunakan

37

ose steril hingga larut. Larutan spora dituang ke dalam yellow tube, diberi label

sesuai kode isolatnya dan divorteks (Fardiaz, 1992).

3.3.7. Pembuatan Medium Minimal Salt + Sugar (MSS)

Medium MSS dibuat dengan sebanyak 600 ml MS, ditambahkan sukrosa

0,1 % (0,6 g) dan ekstrak ragi 0,1 % (0,6 g). Campuran tersebut dihomogenkan

dan dimasukan ke dalam 20 tabung Erlenmeyer masing-masing 30 ml, kemudian

ditambahkan 5% serbuk batubara (1,5 g) ke dalam 20 Erlenmeyer tersebut.

Erlenmeyer ditutup rapat dengan alumunium foil dan diautoklaf dengan suhu

121oC selama 15 menit.

3.3.8. Biosolubilisasi Batubara

Keempat kultur inokulum spora sebanyak 5 % diinokulasikan ke dalam

30 ml medium MSS yang telah ditambahkan batubara 1,5 g. Medium MSS

tersebut diinkubasi menggunakan shaking incubator dengan kecepatan 150 rpm,

pada suhu ruang, selama 28 hari. Pencuplikan sampel kultur dilakukan pada hari

ke 0, 7, 14, 21, dan 28 menurut metode Scott dan Lewis, 1990.

Sampel kultur dimasukan ke dalam yellow tube dan diberi label, kemudian

disentrifugasi untuk memisahkan endapan dari supernatannya. Sampel selanjutnya

disaring dengan kertas whatman No.1. Supernatan yang didapatkan dianalisis pH,

aktivitas enzim, asam humat dan fulvat, dan solubilisasi batubara dengan

spektrofotometer UV-Vis dan GC-MS. Endapan batubara yang telah terpisah

dikeringkan dalam oven pada suhu 55 oC untuk uji menggunakan FTIR.

38

3.3.9. Pengukuran pH Medium Sampel

Supernatan dari masing-masing sampel diukur nilai pH nya menggunakan

pH meter yang telah dikalibrasi.

3.3.10. Pengukuran Aktivitas Enzim

Supernatan dimasukan 1 ml ke dalam tabung reaksi, kemudian

ditambahkan 4 ml KH2PO4. Reaksi dimulai dengan menambahkan 40 μg FDA

kemudian divortex dan inkubasi selama 20 menit. Setelah penginkubasian segera

ditambahkan aseton sebanyak 4 ml untuk menghentikan reaksi kemudian tutup

dengan alumunium foil. Suspensi disaring dengan kertas whatman N0. 1. Filtrat

dimasukan ke dalam tabung reaksi , ditutup dengan kertas parafilm dan disimpan

dalam es batu untuk menguapkan aseton. Nilai absorbansi diukur dengan

menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 490 nm (Breeuwer,

1996).

3.3.11. Pengukuran Asam Fulvat dan Asam Humat

• Asam Fulvat

Terhadap setiap sampel dilakukan perlakuan asam yakni dengan

menambahkan asam klorida (HCl) 4 N hingga pH mencapai 1, setelah pH

mencapai nilai yang diinginkan kemudian dilakukan sentrifugasi selama 20 menit

dengan kecepatan 8000 rpm. Dari proses tersebut didapatkan supernatan dan

pellet yang terpisah di dasar tabung sentrifugasi. Supernatan yang didapatkan

kemudian dipindahkan ke dalam tabung terpisah dan diukur absorbansinya

menggunakan spekrofotometer pada panjang gelombang 280 nm (Fakuosa dan

Frost, 1998).

39

• Asam Humat

Setelah proses asidifikasi menggunakan HCl 4 N, maka endapan yang

didapatkan dari hasil sentrifugasi diperlakukan lebih lanjut yakni dengan

membilasnya menggunakan aquadest hingga pH nya mencapai nilai 4. Setelah itu

dilakukan pengukuran absorbansinya dengan menggunakan spektrofotometer

pada panjang gelombang 450 nm (Fakuosa dan Frost, 1998).

3.3.12. Pengukuran Solubilisasi dengan Spektrofotometer UV-Vis

Supernatan hasil solubilisasi disentrifugasi 5400 rpm selama 15 menit

kemudian diukur nilai absorbansinya menggunakan Spektrofotometer UV-Vis

pada panjang gelombang 250 nm dan 450 nm untuk mengetahui tingkat

solubilisasi batubara. Nilai absorbansi yang tinggi berbanding lurus dengan

tingkat solubilisasi batubara yang tinggi pula, data tersebut digunakan sebagai

dasar untuk menyeleksi isolat kapang. Supernatan (sampel) dengan nilai absorbsi

(biosolubilisasi) tertinggi akan diuji lanjut menggunakan GC-MS (Selvi dan

Banerje, 2007).

3.3.13. Analisis Sample dengan Menggunakan FTIR Endapan batubara dianalisis dengan FTIR pada range frekuensi 4000- 450

cm-1 dengan resolusi 4 cm-1. Endapan batubara hasil biosolubilisasi terlebih

dahulu dioven pada suhu 55 oC. Sebanyak 0,2 g sampel dibuat pellet dalam KBr

dengan rasio 1:100. Sampel dicampurkan dengan serbuk KBr kering dengan

lumpang agate atau vibrating Ball Mill hingga benar-benar homogen. Campuran

tersebut dicetak dengan handy press. Cakram KBr yang sudah terbentuk

dimasukan ke dalam KBr disc holder dan direkam dengan alat spektrofotometer

40

FTIR (Shi et al., 2009). Kontrol yang digunakan adalah batubara lignit yang

belum diberi perlakuan biosolubilisasi.

3.3.14. Analisis Hasil Solubilisasi Batubara oleh Kapang dengan

Menggunakan GC-MS

Supernatan hasil solubilisasi dan pelarut dicampur dengan perbandingan

1:1. Pelarut yang digunakan adalah benzena : heksana : dietil eter dengan

perbandingan 3:1:1. campuran lalu diaduk, didiamkan beberapa saat sampai

terbentuk fase atas dan bawah. Fase atas selanjutnya dimasukan ke dalam vial

untuk dianalisis dengan alat GC-MS. Kontrol yang digunakan adalah batubara

yang dilarutkan dalam medium minimal salt, kemudian diekstrak dengan pelarut

yang sama. Kondisi optimum GC-MS yang digunakan sebagai berikut (Silva et

al., 2007).

Tabel 7 . Kondisi Optimum GC-MS

Spesifikasi Keterangan Nama kolom (RTX-1MS) Restax Panjang kolom 30 m Diameter kolom 0,25 mm Ketebalan kolom 0,25μm df Jenis kolom Non polar Suhu kolom oven 50 oC Suhu injeksi 280 oC Cara injeksi Split Cara kontrol aliran Kecepatan linear Tekanan 90,7 kPa Total aliran 19,9 mL/menit Aliran kolom 1,54 mL/menit Kecepatan linear 45 cm/detik Jumlah sampel 5 μl Fase diam Polimethyl siloxane Fase gerak Gas helium

(Silva et al., 2007).

3.4. Skema Kerja

41

4 isolat kapang dari tanah pertambangan

inokulasi dalam medium MSSA

Inokulan

Sporulasi

Inokulasi spora ke dalam

Sterilisasi Medium MSS

Batubara lignit

(Serbuk) Spora Kapang

Spora + batubara + medium MSS

Inkubasi 25 oC, 150 rpm

Analisis

BAB IV

0 hari 7 hari 14 hari 21 hari 28 hari

Aktivitas Enzim

Produk biosolubilisasi

Pengukuran As.Humat dan

Fulvat

Karakterisasi senyawa hasil

biosolubilisasi dgn GC-MS

pH Pengukuran Hasil Biosolubilisasi dgn Spektrofotometer

UV-Vis

Identifikasi gugus fungsi dengan FTIR

Hasil Akhir

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Perubahan Nilai Derajat Keasaman (pH) pada Medium

Perubahan pH merupakan hal yang menjadi salah satu faktor pengukuran

dalam proses solubilisasi batubara. Solubilisasi yang dilakukan oleh seluruh

kapang pada penelitian ini menghasilkan pH yang asam. pH awal seluruh kapang

pada hari ke-0, yaitu berkisar antara 4,25 – 4,5, pada hari ke-7,14 dan 21 inkubasi,

pH mengalami penurunan yang berkisar antara 3,31 - 4,5. Setelah hari ke-28

inkubasi seluruh kapang cendrung mengalami sedikit peningkatan berkisar antara

3,49 - 3,55 (Gambar 14).

3

3.2

3.4

3.6

3.8

4

4.2

4.4

4.6

0 7 14 21 28

Waktu (Hari)

pH

14AD18HJ20B25A

Gambar 14. Nilai pH Medium pada Berbagai kapang

Penurunan pH yang terjadi dapat disebabkan terbentuknya asam-asam

organik dan juga dapat disebabkan telah terjadinya desulfurisasi, dimana sulfur

dalam batubara terlarut ke dalam medium cair dalam bentuk ion sulfat (SO42-)

42

sehingga terbentuk asam sulfat (Hammel, 1996). Jenis asam organik diantaranya

adalah asam karboksilat, dan asam fulvat yang merupakan senyawa humat yang

terdapat dalam batubara (Arianto et al.,2005).

Penurunan nilai pH tidak terjadi secara terus-menerus sampai akhir masa

inkubasi. Setelah memasuki hari ke 28 inkubasi nilai pH mengalami sedikit

kenaikan. Kemungkinan kenaikan pH medium disebabkan terbentuknya senyawa

amonia hasil solubilisasi senyawa piridin dalam batubara kemudian larut dalam

medium dan bereaksi dengan air membentuk amonium hidroksida (NH4OH) yang

bersifat basa lemah (Ying et al., 2010).

Gambar 15. Reaksi Penguraian Piridin Menjadi Amonia dan Terbentuknya

Amonium Hidroksida (Ying et al., 2010)

Selama masa inkubasi terjadi perubahan pH yang berfluktuatif dari hari

ke-7 sampai hari ke-28, namun tidak terjadi perubahan yang terlalu tinggi,

sehingga dapat dikatakan pH media relatif stabil dan pertumbuhan kapang

menjadi lebih baik. Kapang memiliki pH optimum 3,8 - 5,6 (Pelczar dan Chan,

2007). Pada pertumbuhan kapang yang baik dapat mempengaruhi jumlah atau

aktivitas enzim yang dihasilkan selama proses solubilisasi.

43

4.2. Analisis Aktivitas Enzim dengan FDA (Flourescein Diacetate)

Analisis berikutnya adalah aktivitas enzim yang dihasilkan oleh kapang

dengan FDA (Flourescein Diacetate). Prinsip penggunaan FDA adalah

kemampuan FDA untuk berikatan dengan enzim untuk menghasilkan fluoresens

yang dapat dibaca nilai absorbannya pada panjang gelombang 490 nm. Jumlah

FDA yang terhidrolisis menunjukkan jumlah enzim yang dihasilkan oleh kapang

(Breeuwer, 1996).

Gambar 16. Reaksi Hidrolisis FDA Oleh Enzim (Breeuwer, 1996)

Pada Gambar 17 menunjukkan aktivitas enzim selama proses

biosolubilisasi batubara. Pada hari ke-0 inkubasi sudah mulai terlihat adanya

aktivitas enzim pada seluruh kapang kemudian terus meningkat pada hari ke-7

inkubasi dengan absorbansi tertinggi pada kapang 14AD dengan nilai absorbansi

0,265. Pada hari ke-14 inkubasi terjadi penurunan nilai absorbansi kecuali pada

kapang 18 HJ mengalami peningkatan dengan nilai absorbansi 0,255. Pada hari

ke-21 dan 28 inkubasi seluruh kapang mengalami penurunan nilai absorbansi.

44

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0 7 14 21 28 35

Waktu (Hari)

Abso

rban

si (4

90 n

m)

14AD18HJ20B25A

Gambar 17. Aktivitas Enzim pada Produk Biosolubilisasi Batubara

dengan Kapang Yang Berbeda

Meningkatnya aktivitas enzim pada hari ke-7 inkubasi disebabkan kapang

mulai mensekresikan enzim ekstraselulernya ke medium untuk memecah molekul

substrat batubara menjadi senyawa yang lebih sederhana. Secara umum kapang

hanya mampu mengabsorbsi nutrien terlarut berukuran kecil seperti monosakarida

dan asam amino. Seandainya nutrien tersedia dalam bentuk disakarida maka harus

dihidrolisis terlebih dahulu menjadi monosakarida sebelum akhirnya dapat

digunakan oleh kapang untuk proses metabolismenya, sehingga ketersediaan

nutrisi bagi kapang sangat tergantung pada pelepasan enzim-enzim solubilisasinya

(Deacon, 1997).

Semakin banyak enzim yang berikatan dengan substrat, kecepatan reaksi

semakin meningkat dan semakin banyak kompleks enzim-substrat yang terbentuk.

Maka produk yang terbentuk pun semakin banyak. Dalam reaksinya enzim (Enz)

akan mengadakan ikatan dengan substrat (S) dan membentuk kompleks enzim-

45

substrat (EnzS). EnzS ini akan dipecah menjadi hasil produk (P) dan enzim bebas

(Enz) (Indah, 2004).

Gambar 18. Reaksi Enzim dan Substrat pada Pembentukan Produk (Indah, 2004)

Penurunan aktivitas enzim pada hari ke-14 hingga hari akhir inkubasi

dapat disebabkan karena berkurangnya konsentrasi substrat batubara yang telah

tersolubilisasi ke dalam medium menjadi produk. Berkurangnya konsentrasi

substrat berimplikasi pada jumlah enzim yang dikeluarkan oleh kapang.

Akibatnya enzim yang dikeluarkan oleh kapang untuk memecah substrat

batubarapun berkurang sehingga aktivitasnya menurun.

Sebagaimana prinsip kinetika reaksi enzimatis, konsentrasi substrat

berbanding lurus dengan aktivitas enzim. Kecepatan reaksi akan meningkat

sampai suatu batas maksimum V dimana enzim telah jenuh dengan subtrat

(gambar 19), semakin banyak substrat dalam medium maka enzim ekstraseluler

yang dikeluarkan oleh kapang pun semakin banyak, begitupun sebaliknya.

Konsentrasi enzim inilah yang berpengaruh terhadap aktivitas enzim. Aktivitas

enzim dan konsentrasi enzim memiliki hubungan berbanding lurus. Hal ini berarti

semakin besar konsentrasi enzim, semakin besar pula aktivitas enzim dan semakin

cepat reaksi yang dikatalisis enzim, begitupun sebaliknya.

46

Gambar 19. Pengaruh (S) Terhadap Aktivitas katalitik Enzim

4.3. Solubilisasi Batubara

Proses solubilisasi batubara, secara umum dapat diamati melalui

pengukuran absorbansi pada panjang gelombang 250 nm untuk mengukur adanya

senyawa fenolik. Pada panjang gelombang 450 nm untuk mengukur adanya

ikatan terkonjugasi pada senyawa aromatik batubara. Analisis ini diukur dengan

menggunakan spektrofotometer UV-Vis (Selvi dan Banerje, 1982).

Pengukuran absorbansi dengan panjang gelombang 250 nm menunjukan

pada kapang 14AD, 25A, dan 20B nilai absorbansi tertingginya terjadi pada hari

ke-7 inkubasi yaitu secara berturut-turut 0,978 ; 0,939 dan 0,768. Pada kapang 18

HJ mulai mengalami peningkatan absorbansi tertinggi yaitu pada hari ke-14

inkubasi dengan nilai 0,962 (Gambar 20).

47

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 7 14 21 28 35

Waktu (Hari)

Abso

rban

si (

250

nm)

14AD18HJ20B25A

Gambar 20. Absorbansi Hasil Solubilisasi Batubara dengan Berbagai Kapang pada Panjang Gelombang 250 nm

Nilai absorbansi yang meningkat dengan panjang gelombang 250 nm pada

hari inkubasi disebabkan oleh proses biosolubilisasi batubara padat yang diurai

menjadi batubara terlarut. Unit fenolik terbentuk oleh proses solubilisasi senyawa

lignin yang merupakan komponen penyusun batubara. Penguraian senyawa lignin

ini dibantu oleh enzim lignin peroksidase yang mampu mengoksidasi unit non

fenolik lignin (Hammel, 1996).

Gambar 21. Reaksi Degradasi Lignin Oleh Enzim Lignin Peroksidase

(Hammel, 1995)

48

Kemudian pada hari ke-14 inkubasi absorbansi mengalami penurunan

begitupun pada hari ke-21 dan 28. Nilai absorbansi yang menurun pada hari

inkubasi disebabkan proses solubilisasi batubara. Unit fenolik hasil degradasi

lignin dioksidasi oleh enzim laccase yang berperan dalam oksidasi unit fenolik

(Perez et al.,2002).

Gambar 22.Reaksi oksidasi unit fenolik oleh Enzim Laccase dan Mangan

Peroksidase (Perez et al.,2002).

Nilai absorbansi hasil solubilisasi batubara pada panjang gelombang 450

nm berkisar antara 0,003 - 0,039. Pada semua kapang nilai absorbansi tertingginya

terjadi pada hari ke-0 inkubasi. Nilai tertinggi terdapat pada kapang 25A,

kemudian menurun hingga hari terakhir inkubasi (Gambar 23).

00.005

0.010.015

0.020.025

0.030.035

0.040.045

0 7 14 21 28 35

Waktu (Hari)

Abs

orba

nsi (

450

nm)

14AD18HJ20B25A

. Gambar 23. Absorbansi Hasil Solubilisasi Batubara dengan Berbagai Kapang

pada Panjang Gelombang 450 nm

49

Tingginya nilai absorbansi pada hari ke-0 ini disebabkan belum terjadinya

proses solubilisasi batubara oleh kapang. Sehingga ikatan konjugasi yang terdapat

pada senyawa aromatik seperti senyawa poli aromatik hidrokarbon (PAH)

di dalam batubara masih banyak terkandung dalam medium (Ralph dan

Catcheside, 1994).

Pada hari ke-7 hingga hari akhir inkubasi, nilai absorbansi pada seluruh

kapang mengalami penurunan. Nilai absorbansi yang menurun disebabkan proses

solubilisasi batubara oleh kapang yang memutus ikatan konjugasi pada senyawa

aromatik batubara menjadi komponen yang lebih sederhana. Dimana senyawa

aromatik diurai menjadi senyawa alifatik (Ralph dan Catcheside, 1994).

Gambar 24. Reaksi Degradasi Poli Aromatik Hidrokarbon (PAH)

(Cerniglia, 1992)

Berdasarkan gambar 20 dan 23, terlihat perbedaan nilai absorbansi hasil

biosolubilisasi pada setiap kapang. Secara kualitatif terdapat perbedaan pada

intensitas warna supernatan pada hari ke-0 sampai ke-28. Umumnya dihari ke-0

50

51

supernatan berwarna kekuningan terang atau kuning bening dan pada hari ke-7

hingga ke-28 hari, supernatan menjadi cokelat dan kemudian hitam.

Batubara cair yang dihasilkan dari proses biosolubilisasi adalah berupa

campuran senyawa yang larut dalam air, senyawa-senyawa polar dengan berat

molekul relatif tinggi. Ultrafiltrasi dan kromatogafi gel menunjukkan berat

molekul dengan kisaran 30.000 sampai dengan 300.000. Struktur kimia yang

terbentuk adalah senyawa aromatik, dengan sejumlah besar gugus hidroksil (Selvi

dan Banerje, 2009).

4.4. Analisis Asam Humat dan Asam Fulvat pada Produk Solubilisasi

Batubara

Analisis berikutnya yang dilakukan dalam penelitian ini adalah

pengukuran asam humat dan asam fulvat pada produk solubilisasi batubara

melalui penentuan absorbansinya. Secara kualitatif maka supernatan diukur

dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 450 nm (asam humat) untuk

mengukur adanya ikatan terkonjugasi pada senyawa aromatik yaitu naftasena.

Pada panjang gelombang 280 nm (asam fulvat) untuk mengukur adanya senyawa

naftalena (Fessenden dan fessenden, 1986).

Menurut Stevenson (1982) batubara terutama jenis lignit, merupakan

senyawa organik yang berpotensi kaya akan substansi humat. Arianto et al.,(2005)

mengatakan bahwa substansi humat memiliki kontribusi besar sebagai mantel

(coat) suatu partikel. Berdasarkan hal itu, kemungkinan besar proses pencairan

batubara ditandai dengan melarutnya lapisan substansi humat tersebut ke dalam

medium. Oleh karena itu dilakukan pengukuran terhadap keberadaan substansi

humat berupa asam humat dan asam fulvat dalam medium dapat dinyatakan

dengan nilai absorbansinya.

Terdapat perbedaan komponen dan karakteristik asam organik lignit yaitu

asam fulvat berwarna lebih terang (kekuningan) sementara asam humat lebih

gelap (kecoklatan). Selain itu berat molekul dan kandungan karbon asam humat

lebih besar dibandingkan dengan asam fulvat. Kedua jenis asam organik ini

termasuk ke dalam golongan bahan humat yang terdapat di dalam batubara,

sehingga dapat dijadikan faktor uji biosolubilisasi batubara (Stevenson, 1982).

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0 7 14 21 28

Waktu (Hari)

Abs

orba

nsi

As. Humat

As. Fulvat

00.050.1

0.150.2

0.250.3

0.350.4

0.45

0 7 14 21 28

Waktu (Hari)

Abs

orba

nsi

As. HumatAs. Fulvat

(a) (b)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 7 14 21 28

Waktu (Hari)

Abs

orba

nsi

As. Humat

As. Fulvat

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

0 7 14 21 28

Waktu (Hari)

Abs

orba

nsi

As. HumatAs. Fulvat

(c) (d)

Gambar 25. Perbandingan Asam Humat dan Asam Fulvat pada Produk Solubilisasi Batubara dengan Jenis Kapang yang Berbeda (a) 14AD (b) 18HJ (c)

20B (d) 25A

52

Pada gambar 25 terlihat kurva perbandingan asam humat dengan asam

fulvat pada kapang 14AD, 18 HJ, 20B dan 25A menunjukkan kecendrungan pola

perubahan asam humat dan asam fulvat yang berbanding terbalik. Ketika nilai

absorbansi asam humat mulai mengalami penurunan, maka absorbansi asam

fulvat mengalami kenaikan. Hal ini menunjukan keterkaitan antara asam humat

dan asam fulvat dalam batubara.

Tingginya nilai absorbansi asam humat pada awal inkubasi disebabkan

karena batubara masih hanya senyawa aromatik yang memiliki ikatan

terkonjugasi pada senyawa aromatik yang merupakan komponen utama penyusun

asam humat dalam batubara yang belum disolubilisasi ke dalam medium.

Sedangkan penurunan nilai absorbansi asam humat yang berimplikasi pada

peningkatan nilai asam fulvat disebabkan oleh penguraian ikatan konjugasi pada

senyawa aromatik dimana naftasena yang merupakan penyusun utama asam

humat terurai menjadi senyawa yang lebih sederhana seperti naftalena yang

merupakan penyusun utama asam fulvat. Kondisi tersebut menyebabkan

konsentrasi asam fulvat yang terlarut dalam medium mulai mengalami

peningkatan (Arianto et al., 2005). Sebagaimana reaksi berikut:

Gambar 26. Reaksi Degradasi Naftasena (Zylstra dan Kim, 1997)

53

4.5. Analisa Spektrum Produk Biosolubilisasi Batubara dengan FTIR

Identifikasi gugus fungsi produk biosolubilisasi dengan menggunakan

FTIR digunakan untuk mengkarakterisasi lignit mentah (kontrol) dan lignit yang

telah diberi perlakuan selama proses biosolubilisasi. Begitupun pengaruh proses

biosolubilisasi yang dilakukan oleh enzim ekstraseluler kapang terhadap

komposisi lignit. Berikut ini adalah perbandingan spektrum hasil analisa FTIR

pada batubara lignit (kontrol) dengan keempat sampel batubara hasil solubilisasi

yang dapat dilihat pada gambar 27.

Gambar 27. Spektrum Hasil Analisa FTIR Terhadap Sisa Endapan Hasil Biosolubilisasi Batubara oleh Kapang 14AD, 20B, 25A, 18HJ dan kontrol

Pada analisis menggunakan FTIR sampel endapan batubara yang

digunakan adalah perwakilan dari setiap kapang yang memiliki hasil absorbansi

solubilisasi terbesar pada berbagai waktu inkubasi. Kapang 14AD, 20B dan 25A

54

55

pada hari ke-7 inkubasi serta kapang 18HJ pada hari ke-14 inkubasi dan juga

kontrol yaitu batubara lignit tanpa perlakuan solubilisasi sebagai pembanding.

Dari gambar 27 di atas terlihat pada batubara lignit mengandung gugus

hidroksil fenol (O-H) pada daerah serapan 3200-3550 cm-, gugus alkana (C-H)

2850-3000 cm-, gugus (C=C) aromatik pada daerah 1500-1600 cm-, gugus Posfor

(P-H) di daerah 2440-2280 cm-, dan gugus alkohol (C-O) pada daerah serapan

970-1250 cm. Setelah terjadi proses solubilisasi, spektrum yang dihasilkan pada

sampel dibandingkan dengan spektrum kontrol batubara lignit. Gugus O-H fenol,

C-O fenol C-H alkana, dan C=C aromatik pada semua kapang mengalami

penurunan sedangkan gugus P-H posfor pada sampel 14AD meningkat.

Menurut Scott dan Lewis (1990), perubahan ini disebabkan solubilisasi

yang dilakukan oleh kapang terhadap batubara yang merupakan proses oksidatif.

Struktur lignit didegradasi menjadi senyawa fenolik dan alifatik lignin hasil

degradasi cincin aromatik. Peningkatan P-H posfor dan penurunan gugus O-H,

C-O fenol, C-H alkana dan C=C aromatik pada sampel yang dibandingkan dengan

kontrol menunjukkan bahwa telah terjadi perubahan struktur lignit menjadi

senyawa yang lebih sederhana.

4.6. Analisis GC-MS Hasil Solubilisasi Batubara oleh Kapang

Pada pengujian menggunakan GC-MS, sampel yang digunakan adalah

perwakilan dari setiap kapang yang memiliki hasil absorbansi solubilisasi terbesar

yaitu 14AD, 20B, dan 25A pada hari ke-7 inkubasi serta 18HJ pada hari ke-4

inkubasi. Kontrol yang digunakan adalah batubara yang dilarutkan dalam medium

minimal salt Hasil analisis GC-MS dapat dilihat pada tabel 8 berikut:

Tabel 8 . Senyawa Hasil Biosolubilisasi Batubara Menggunakan GC-MS

% Area Perlakuan Biosolubilisasi

No. Nama Senyawa Kontrol 14AD

H-7 20B H-7

25A H-7

18 HJ H-14

1 2,4-dimetil-1-heptena (C9H18 ) 0,64 0.96 0,72 - -

2 2,4-dimetilheptana(C9H 20 ) - 4,71 2,26 3,33 2,69 3 4-metiloktana (C9H20 ) 1,04 1,47 1,00 2,15 -

4 3-etil-2-metilheksana (C9H20) 1,82 - - - - 5 Naptalena ( C10H8 ) 30,38 45,23 27,34 61,22 52,15 6 Undekana,3,7-dimetil (C11H24) - - 0,99 - - 7 3,7-Dimetildekana (C12H26 ) 3,42 9,45 4,19 6,83 4,30 8 Dekana,3,7,-dimetil (C12H26) - 2,88 - - - 9 n-dodekana (C12H26) 0,67 - 0,69 1,44 0,87

10 4-metildodekana (C13H28) - 3,27 - - - 11 5-metil-5-propilnonana(C13H28) - - 1,06 1,60 1,33 12 5-isobutilnonana(C13H28 ) - 6,66 1,83 1,49 5,87 13 5-sek-butilnonana (C13H28 ) - - - - 1,03 14 5-butilnonana (C13H28) 0,93 - - - - 15 n-tetradekana (C14H30) 2,45 8,17 8,78 5,15 3,22 16 4,6-dimetildodekana (C14H30) 4,00 - - - - 17 Dodekana,4,6-dimetil (C14H30) - - 4,06 - - 18 4,6-dimetildodekana (C14H30 ) 1,70 - - - - 19 n-Pentadekana(C15H35) - - - - 2,07 20 2,6,10-trimetiltetradekana(C17H36) 0,48 - 0,33 - - 21 2,6,10-trimetiltetradekana(C17H36) - - 1,57 - - 22 n-heptadekana(C17H36 ) 7,56 - - - 2,88 23 2-metilheksadekana (C17H36) 2,42 - - 10,88 - 24 n-oktadekana (C18H38) 2,43 14,38 11,15 1,92 2,18 25 n-nonadekana (C19H40) 11,69 - - - 18,64 26 9-metilnonadekana (C20H42) - - 0,56 - -

27 2,6,10,14-tetrametilheksadekana(C20H42)

6,6 - - - -

28 2,6,11,15-tetrametilheksadekana(C20H42 )

- 2,81 - - 2,77

29 2,6,10,14-tetrametilheptadekana (C21H44)

- - 1,56 - -

30 n-dokosana (C22H46) - - - 4,00 - 31 n-trikosana(C23H48) - - 31,91 - - 32 n-heneikosilsiklopentana (C26H52) 3,05 - - - - 33 n-nonakosana (C 29H60) 18,73 - - - -

Total % Area 100 100 100 100 100 Total senyawa 18 11 17 11 13

56

57

Hasil identifikasi senyawa menggunakan GC-MS (Tabel 8 ) menunjukkan

pada kontrol terdeteksi 18 senyawa, hasil biosolubilisasi kapang 14AD terdeteksi

11 senyawa, 20B terdeteksi 17 senyawa, 25A terdeteksi 11 senyawa, dan 18HJ

terdeteksi 13 senyawa. Pada kontrol terdapat senyawa dengan rantai karbon

panjang yang tidak terdapat pada keempat sampel yaitu n-heneikosil siklopentana

(C26H52) dan n-nonakosana (C29H60). Hal ini mengindikasikan bahwa telah terjadi

proses degradasi senyawa hidrokarbon rantai panjang menjadi rantai karbon yang

lebih pendek.

Jika dibandingkan dengan kontrol, pada keempat sampel telah terjadi

peningkatan persentase area pada rantai karbon pendek. Peningkatan persentase

area terjadi pada senyawa C9H18, C10H8 , C12H26, dan C14H30. Senyawa baru

seperti senyawa C11H24 dan C15H35 terbentuk pada perlakuan menggunakan

kapang 20B dan 18HJ. Penurunan komposisi dan konsentrasi senyawa

mengindikasikan terjadinya solubilisasi.

Hal ini didukung dari penurunan konsentrasi senyawa dengan rantai

karbon yang lebih panjang dan bertambahnya konsentrasi senyawa rantai karbon

yang lebih pendek. Proses solubilisasi ini menyebabkan pemutusan rantai karbon

oleh kapang menjadi lebih sederhana dan sebagian digunakan untuk proses

metabolisme kapang dimana selama masa inkubasi kapang menggunakan sumber

karbon pada senyawa batubara tersebut untuk proses metabolismenya.

Bensin memiliki jumlah atom karbon sebanyak 4 sampai 12, sedangkan

solar memiliki panjang rantai karbon 10 sampai 13 (American Petroleum Institute,

2001). Senyawa hidrokarbon yang terdapat pada keempat sampel hasil solubilisasi

batubara lignit dan juga kontrol hasil analisis GC-MS dibandingkan dengan

jumlah atom karbon pada bensin dan solar. Keempat kapang indigenous

berpotensi sebagai energi alternatif penganti bahan bakar minyak yang setara

dengan bensin dan solar karena keempat kapang tersebut mampu mensolubilisasi

batubara yang kompleks menjadi senyawa dengan rantai karbon 9 sampai 13

dengan persentase cukup tinggi (lampiran 4).

0

20

40

60

80

kontrol 14ADH-7

20B H-7

25A H-7

18HJH-14

Jenis Kapang

Per

sent

ase

Are

a

Bensin Solar

Gambar 28. Persentase Area Senyawa Hidrokarbon yang Setara Komponen

Bensin dan Solar Hasil Biosolubilisasi Batubara oleh Berbagai Kapang

Bila dibandingkan dengan kontrol, hasil solubilisasi batubara oleh kapang

memiliki persentase area senyawa hidrokarbon yang paling tinggi. Pada kapang

20B menghasilkan persentase yang setara dengan kontrol. Kapang 25A

menghasilkan persentase senyawa hidrokarbon yang paling tinggi yang setara

dengan bensin dan solar, yaitu 74,97 % dan 72,58 % (Gambar 28).

Hal tersebut menunjukkan bahwa keempat kapang mampu mensolubilisasi

batubara kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana sebanding dengan

bensin dan solar dengan kemampuan yang berbeda-beda. Dari keempat kapang

yang digunakan untuk proses biosolubilisasi ternyata yang terbaik mensolubilisasi

58

59

batubara kompleks menjadi senyawa yang setara dengan komponen bensin dan

solar bedasarkan analisa GC-MS dengan melihat komponen senyawa hidrokarbon

yang dihasilkan adalah kapang 25A pada hari ke-7 inkubasi.

60

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Berdasarkan analisis pH, solubilisasi yang dilakukan oleh seluruh

kapang pada penelitian ini terjadi pada pH yang asam berkisar 3,31-4,5.

2. Keempat kapang indigenous memiliki kemampuan yang berbeda dalam

mensolubilisasi batubara dimana kapang 14AD pada hari ke-7 inkubasi

menunjukan solubilisasi dan aktivitas enzim terbesar.

3. Hasil analisis FTIR menunjukan gugus O-H fenol, C-O fenol C-H

alkana, dan C=C aromatik pada semua kapang mengalami penurunan

sedangkan gugus P-H Posfor pada sampel 14AD meningkat.

4. Hasil analisis GC-MS menunjukkan bahwa kapang 25A pada hari ke-7

inkubasi menghasilkan persentase senyawa hidrokarbon terbesar dengan

komposisi karbon yang setara dengan bensin dan solar dibandingkan

dengan ketiga kapang lainnya.

5.2. Saran

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai spesifikasi enzim yang

berperan pada proses biosolubilisasi di setiap kapang dan analisis dengan

menggunakan NMR untuk mengetahui struktur senyawa hasil degradasi yang

mendukung kelengkapan mekanisme reaksi degradasi.

61

DAFTAR PUSTAKA

Akhtar, M., R.A. Blanchette dan T.K. Kirk. 1997. Fungal delignification and

biomechanical pulping of wood. Advances in Biochemical Enginering Biotechnology. 57:138-144

American Petroleum Institute. 2001. Properties of Fuels.

http://www.afdc.energy.gov.pdf. Diakses 17 Juni 2010, pk. 23.15 WIB. Arianto, D.P., Indro W. dan Hery W. 2005. Pengaruh Jarak Buangan Air Limbah

Industri di Daerah Jaten-Karanganyar Terhadap Kadar Chromium dalam Air dan TanahPermukaan Saluran Air Pungkuk. Caraka Tani 5(2):20-29.

Beyond Petroleum. 2009. Cadangan Minyak Dunia Hanya Cukup untuk 42

Tahun.http://m.kompas.com/xl/read/data/2009.06.11.14234380. Diakses 7Juni2010, pk.21.00.

Breeuwer,P. 1996. Assesment of Viability of Microorganism Employing

Flourescene Techniques. Wageningen. Bryant, A. 2005. Coal. http://geology.com/rocks/coal.shtml. Diakses 3 Juni 2010,

pk.14.30 WIB. Calvin. 2007. Cadangan batubara Indonesia terbukti mencapai 5,3 miliar ton.

http://www.antara.co.id, 14 Maret 2010, pk.19.00 WIB. Cerniglia. 1992. Biodegradation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, in:

Biodegradation Journal, vol 3. Kluwer Academic Pub. Natherland. P. 227-361.

Chahal, P.S. dan D.S. Chahal. 1998. Lignocellulosic Waste : Biological Conversion.In:Martin, A.M. (editor). Bioconversion of Waste Material to Industrial Products. Blackie Academic & Professional. London.

Cohen, S.M., B.W. Wilson dan R.M. Bean. 1990. Enzymatic solubilization of

coal.In:Wise, L.D. (editor). Bioprocessing and Biotreatment of Coal. Marcel Dekker Inc. New York.

Deacon, J. W. 1997. Modern Micology. Blackwell Science. New York. Faison, B. D., C. D. Scott, dan N. H. Davison. 1989. Biosolubilization of Coal In

Aqueous and Non-Aqueous Media. . Abstract Paper American Chemical Society 85: 196

http://www.afdc.energy.gov.pdf/

http://m.kompas.com/xl/read/data/2009.06.11.14234380.%20Diakses%207Juni2010

http://m.kompas.com/xl/read/data/2009.06.11.14234380.%20Diakses%207Juni2010

http://geology.com/rocks/coal.shtml.%20Diakses%203%20Juni%202010

http://www.antara.co.id/

62

Fakuosa, R.M. dan Frost. 1998. Production of Water-Soluble Coal-Substance by

Partial Microbial Liquefaction of Untreated Hard Coal. Resor. Conserve. Recycle.251-60.

Fardiaz, S. 1992. Mikrobiologi Pangan 1. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. Fessenden dan fessenden. 1986. Kimia Organik 2. Erlangga. Jakarta Gandjar, I., W. Sjamsuridzal dan A. Oetari. 2006. Mikologi. Yayasan Obor

Indonesia. Jakarta. Giwangkara S, EG., 2006, “Aplikasi Logika Syaraf Fuzzy Pada Analisis Sidik Jari

Minyak Bumi Menggunakan Spetrofotometer Infra Merah Transformasi Fourier (FTIR)”, Sekolah Tinggi Energi dan Mineral, Cepu – Jawa Tengah

Hammel, K.E. 1995. Mechanisms for Polycyclic Aromatic Hydrocarbon

Degradation by Ligninolytic Fungi. Forest Products Laboratory-U. S. Department of Agriculture, Madison, Wisconsin.

Hammel, K.E. 1996. Extracelluler free radicalbiochemistry of ligninolytic fungi.

New J Chem. 20:195-198. Hermanto, S. 2008. Mengenal Lebih Jauh Teknik Analisa Kromatografi dan

Spektrofotometri. Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

Hidayat, N., M.C. Padaga dan S. Suhartini. 2006.Mikrobiologi Industri. Penerbit

Andi. Yogyakarta. Holker, U., H. Schmiers, S. Grobe, M. Winkelhofer, M. Polsakiewicz, S. Ludwig,

J.Dohse dan M. Hofer. 2002. Solubilization of low-rank coal by Trichoderma atroviride evidence for the involvement of hydrolytic and oxidative enzymes by using 14C-labelled lignite. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology. 28: 207-212.

Indah, Mutiara. 2004. Enzim. Fakultas Kedokteran.Universitas Sumatera Utara Jauhary, Muhamad. 2007. Potensi Industri Pengolahan Batubara Cair. Economic

Review Liu, R.Q., N.L. Johnson., G.C. Magruder., M.D. Ackerson., J.L. Vega., E.C.

Clausen dan J.L. Gaddy. 1989. Serial biological conversion of coal into liquid fuels. Biotechnol. Bioeng

63

Lynd, L.R., P.J. Weimer., W.H. Van Zyl dan I.S. Pretorius. 2002. Microbial

Cellulose utilization : Fundamentals and Biotechnology. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 66(3): 506-577

. Natural Resources Defense Council. 2007. Why liquid coal is not aviable option

to move America beyond oil?.http://www.nrdc.org, 24 Juli 2010, pk. 20.00 WIB

Orth, A.B., D.J. Royse dan M. Tien. 1993. Ubiquity of lignin-degrading Peroxidase among various wood-degrading fungi. Appl. Environment. Microbiol. 59: 4017-4023.

Pelczar, Michael J., dan E.C.S.Chan. 2005. Dasar-Dasar Mikrobiologi 1.

Universitas Indonesia: Jakarta. Perez, J., J. Munoz-Dorado, T. de la Rubia dan J. Martinez. 2002.

Biodegradation And biological treatment of cellulose, hemicellulose and lignin. Introduction Microbial. (5): 53-63

Ralph, J. P. dan D.E.A. Catcheside. 1994. Decolourisation and Depolymerisation

of Solubilised Low Rank Coal by The White-rot Basidiomycete Phanerochate crysosporium. Appl Microbiol Biotechnol 42: 536-542.

Reiss, J. 1992. Studies on the solubilization of German coal by fungi. Apply

Microbiol Biotechnol. Apply Microbiol Biotechnol. 37:830-832. Schumacher, J.D. 1997. Untersuchungen Zur Oxidation Kolherevanter

Struktkranaloga Durch Bakterielle Monooxygenasen. Ph.D Thesis, University of Bonn, Jerman.

Scott, C.D. dan S.N. Lewis. 1990. Solubilization of coal by microbial action. In :

Wise, L..D. (editor). Bioprocessing and Biotreatment of Coal. Marcel Dekker Inc.New York

Selvi, V.A. dan R. Banerje. 1982. Coal biotechnlogy : Bio-conversion of Different

Rank Indian Coal for The Extraction of Liquid Fuel and Fertilizer. Applied Biochem Biotechnology. 7: 16-21.

Selvi, V.A., R Banerjee, L. C. Ram, dan G. Singh . 2009. Biodepolymerization studies of low rank Indian coals. Environmental Management Division, Central Institute of Mining and Fuel Research, Jharkhand. India.

http://www.nrdc.org/

64

Shi Kai Yi, Tao Xiu-xiang, Yin Su-dong, Du Ying dan Lv Zuo-peng. 2009. Bioliquefaction of Fushun Lignite : characterization of newly isolated ligite liquefying fungus and liquefaction products. The 6th International Conference on Mining Science & Tech. Procedia earth and Planetary Science (2009) 627-633.

Silva, M.E., C.J. Vengadajellum, H.A. Janjua, S.T.L. Harrison, S.G. Burton dan

D.A.Cowan. 2007. Degradation of low rank coal by Trichoderma atroviride ES11. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology. 34:625–631.

Speight, J.G. 1994. The Chemistry and Technology of Coal, 2nd edition, Revised And Expanded. Marcel Dekker Inc. New York

Stevenson, F.J. 1982. Humus Chemistry, Genesis, Composition, Reaction. John

Willey & sons Inc. New York. 443 hal. Sudjadi, M.S., 1985. Penentuan Struktur Senyawa Organik. Penerbit Ghalia

Indonesia. Jakarta. Sugoro,I., T. Kuraesin, M.R. Pikoli, S. Hermanto, dan P. Aditiawati. 2009. Isolasi

dan Seleksi Fungi Pelaku Solubilisasi Batubara Subbituminus. Jurnal Biologi Lingkungan. (3):75-87

Sukandarrumidi. 1995. Geologi Batubara. Yogyakarta Underwood dan R.A.Day,J.R., 2002. Analisa Kimia Kuantitatif, Erlangga,Jakarta. Walker, J.D. dan R.R. Colwell. 1974. Microbial petroleum degradation: Use of

Mixed hydrocarbon substrates. Apply Microbiol. 27 (6): 1053-1060. Waluyo, L. 2008. Teknik Metode Dasar Dalam Mikrobiologi. UMM Press.

Malang. Ying, DU, TAO Xiuxiang, SHI Kaiyi, dan LI Yang. 2010. Degradation of lignite

Model compounds by the action of white rot fungi. China University of Mining & Technology, Xuzhou 221000, China.V

Zylstra, GJ dan E Kim. 1997. Aromatic hydrocarbon degradation by

Sphingomonas yanoikuyae B1. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology : 408-414.

http://www.springerlink.com/content/pwy3yh3u1xcrtmcg/



65

LAMPIRAN

Lampiran 1. Komposisi Medium

Tabel 1. Medium Minimal Salt Solution (MSS)

Bahan Jumlah

NH4(SO4)

MgSO4.7H2O

KH2PO4

FeSO4

ZnSO4.7H2O

Akuades

1 g

0,52 g

5 g

0,005g

0,003g

1 liter

Tabel 2. Medium Minimal Salt Sucrose (MSS+) Bahan Jumlah

MSS

Sukrosa

Ekstrak ragi

600 ml

0,6 g

0,6 g

Tabel 3. Medium Minimal Salt Sucrose (MSSA+) Bahan Jumlah

MSS

Batubara

Agar

Sukrosa

Ekstrak ragi

100 ml

2 g

1,5 g

1 g

0,2 g

Lampiran 2. Skema Kerja

66

4 isolat kapang dari tanah pertambangan

inokulasi dalam medium MSSA

Inokulan

Sporulasi

Inokulasi spora ke dalam

Sterilisasi Medium MSS

Batubara lignit

(Serbuk) Spora Kapang

Spora + batubara + medium MSS

Biosolubilisasi

Sample Biosolubilisasi

Dalam medium MSS

Inkubasi 25 oC, 150 rpm

Analisis

0 hari 7 hari 14 hari 21 hari 28 hari

Aktivitas Enzim

Produk biosolubilisasi

Pengukuran As.Humat dan

Fulvat

Karakterisasi senyawa hasil

biosolubilisasi dgn GC-MS

pH Pengukuran Hasil Biosolubilisasi dgn

Spektrofotometer uv-vis

Identifikasi gugus fungsi dengan FTIR

Hasil Akhir

67

Lampiran 3. Parameter Pengujian pada Berbagai Kapang

Tabel 4. Nilai pH pada berbagai kapang

Kapang Hari 14AD 18 HJ 20B 25A

0 4,25 4,5 4,41 4,32 7 3,85 3,91 4,00 3,99 14 3,52 3,8 3,59 3,62 21 3,35 3,45 3,31 3,33 28 3,52 3,56 3,52 3,49

Tabel 5. Solubilisasi λ250 pada berbagai Kapang


0 0,311 0,222 0,119 0,301 7 0,978 0,86 0,768 0,939 14 0,331 0,962 0,376 0,878 21 0,333 0,631 0,300 0,884 28 0,330 0,640 0,250 0,860

Tabel 6. Solubilisasi λ450 pada berbagai kapang


0 0,033 0,032 0,030 0,039 7 0,011 0,019 0,026 0,019 14 0,010 0,014 0,016 0,019 21 0,005 0,011 0,008 0,012 28 0,003 0,005 0,009 0,007

68

Tabel 7. Analisis Aktivitas Enzim (λ490) Pada Berbagai Kapang


0 0,154 0,107 0,111 0,131 7 0,265 0,22 0,232 0,247 14 0,116 0,255 0,21 0,154 21 0,104 0,098 0,084 0,092 28 0,071 0,075 0,08 0,089

Tabel 8. Analisis asam humat (λ450) Pada Berbagai Kapang


0 0,60 0,711 0,4 0,8 7 0,565 0,654 0,31 0,75 14 0,469 0,507 0,28 0,424 21 0,46 0,422 0,25 0,237 28 0,456 0,376 0,201 0,239

Tabel 9. Analisis asam fulvat (λ280) Pada Berbagai Kapang


0 0,003 0,008 0,009 0,004 7 0,003 0,006 0,003 0,003 14 0,05 0,05 0,009 0,07 21 0,056 0,102 0,02 0,09 28 0,059 0,18 0,05 0,09

69

Lampiran 4. Senyawa Komponen Bensin dan Solar Hasil Biosolubilisasi Batubara

Tabel 10. Senyawa Hasil Biosolubilisasi Batubara Oleh Kapang Yang Setara

Dengan Komponen Bensin

Perlakuan (% Area) No. Nama Senyawa

kontrol 14AD 20B 25A 18HJ

1 2,4-dimetil-1-heptena (C9H18)

0,64 0,96 0,72 - -

2 2,4-dimetilheptana (C9H20 ) - 4,71 2,26 3,33 2,69

3 4-metiloktana (C9H20) 1,04 1,47 1,00 2,15 -

4 3-etil-2-metil heksana(C9H20)

1,82 - - - -

4 Naptalena (C10H8) 30,38 45,23 27,34 61,22 52,15

5 Undecane,3,7-dimetil (C11H24 )

- - 0,99 - -

6 3,7-dimetildekana (C12H26) 3,42 9,45 4,19 6,83 4,30

7 Decana,3,7-dimetil (C12H26) - 2,88 - - -

8 n-dodekana (C12H26) 0,67 - 0,69 1,44 0,87

Total % Area 37,33 64,7 37,19 74,97 60,01

70

Tabel 11. Senyawa Hasil Biosolubilisasi Batubara Oleh Kapang Yang Setara Dengan Komponen Solar

Perlakuan (% Area )

No. Nama Senyawa kontrol 14AD 20B 25A 18HJ

1 Naptalena (C10H8) 30,38 45,23 27,34 61,22 52,15

2 Undecane,3,7-dimetil (C11H24)

- - 0.99 - -

3 3,7-dimetildekana (C12H26 )

3,42 9,45 4,19 6,83 4,30

4 Decana,3,7-dimetil (C12H26)

- 2,88 - - -

5 n-dodekana (C12H26) 0,67 - 0,69 1,44 0,87

6 4-metildodekana (C13H28)

- 3,27 - - -

7 5 –isobutilnonana (C13H28)

- 6,66 1,83 1,49 5,87

8 5-metil-5-propilnonana (C13H28)

- - 1,06 1,60 1,33

9 5-Sec-butilnonana (C13H28)

- - - - 1,03

10 5-butilnonana (C13H28) 0,93 - - - -

Total % Area 35,4 67,49 36,1 72,58 65,52

Lampiran 5. Spektrum Hasil FTIR Batubara Lignit

Gambar 1. Spektrum Batubara Kontrol

Gambar 2. Spektrum Sampel 14AD H-7

71

Gambar 3. Spektrum Sampel 20B H7

Gambar 4. Spektrum Sampel 25A H7

72

Gambar 5. Spektrum Sampel 18HJ H14

73

Lampiran 6. Kromatogram Hasil GC-MS Kontrol

Gambar 6. Kromatogram hasil GC-MS kontrol

Keterangan : 1. 3-etil-2-metilheksana 10. 4,6-dimetildodekana 2. 2,4-Dimetilheptana 11. n-tetradekana 3. 4- metiloktana 12. n-oktadekana 4. 3,7-dimetildekana 13. n-heneikosilsiklopentana 5. naptalena 14. 2-metilheksadekana 6. n-dodekana 15. n-heptadekana 7. 2,6,10-trimetiltetradekana 16. n-nonadekana 8. 4,6-dimetildodekana 17. 2,6,10,14-tetrametilheksadekana 9. 5-butilnonana 18. n-nonakosana

74

Lampiran 7. Kromatogram Hasil GC-MS Solubilisasi Batubara oleh Kapang

Gambar 7. Kromatogram hasil GC-MS biosolubilisasi kapang 14AD

Keterangan : 1. 2,4-Dimetilheptana (C9H20) 8. 4-metildodekana 2. 2,4-dimetil-1-heptena 9. 2,6,11,15-tetrametilheksadekana 3. 4- metiloktana 10. 5-isobutilnonana 4. 3,7-Dimetildekana(C13H28) 11. n-tetradekana 5. dekana, 3,7-dimetil 6. naptalena 7. n-oktadekana

75

Gambar 8. Kromatogram hasil GC-MS biosolubilisasi batubara kapang 20B

Keterangan : 1. 2,4-Dimetilheptana (C9H20) 10. dodekana,4,6-dimetil 2. 2,4-Dimetil-1-Heptena 11. 5-metil-5-propilnonana 3. 4- metiloktana 12. 2,6,10,14-tetrametilheptadekana 4. 2,6,10-trimetiltetradekana 13. 2,6,10-trimetiltetradekana 5. 3,7-dimetildekana 14. 5-isobutilnonana 6. Undekana,3,7-Dimetil 15. n-tetradekana 7. Naptalena 16. n-oktadekana 8. n-dodekana 17. n-trikosana 9. 9-metilnonadekana

76

Gambar 9. Kromatogram hasil GC-MS biosolubilisasi batubara kapang 25A

Keterangan : 1. 2,4-Dimetilheptana (C9H20) 7. 5-metil-5-propilnonana 2. 4-Metiloktana (C9H20) 8. n-oktadekana 3. 3,7-Dimetilundekana (C13H28) 9. n-tetradekana 4. 5-isobutilnonana 10. n-dokosana 5. naptalena 11. 2-metilheksadekana 6. n-dodekana

77

Gambar 10. Kromatogram hasil GC-MS biosolubilisasi batubara kapang 18HJ

Keterangan : 1. 2,4-Dimetilheptana 7. n-oktadekana 2. 3,7-dimetildekana 8. n-tetradekana 3. 5-sek-butilnonana 9. n-pentadekana 4. naptalena 10.2,6,11,15-tetrametilheksadekana 5. n-dodekana 11.n-heptadekana 6. 5-isobutilnonana 12.n-nonadekana 7. 5-metil-5-propilnonana

78

Lampiran 8. Komponen Senyawa Solar

Gambar 11. Kromatogram Solar hasil GC-MS

Keterangan : 1. n-Decana (C10H22) 2. Trans-Decahidronaphthalena 3. Undecana (C11H24) 4. n-Dodecana (C12H26) 5. Tridecana (C13H28)

79

Lampiran 9. Batubara lignit

(c) (b) (a)

Gambar 12. Batubara lignit (a) dalam bentuk bongkahan, (b) setelah digerus, dan

(c) setelah disaring.

80

Lampiran 10. Hasil Biosolubilisasi Batubara

(a) (b)

(c) (d)

(e)

Gambar 13. Hasil biosolubilisasi batubara oleh kapang (a) 14AD H-7, (b) 18HJ H-14, (c) 25A H-7 dan (d) 20B H-7 (e) supernatant hasil biosolubilisasi

81

Lampiran 11. Endapan Batubara Lignit Hasil Saring Sampel

Gambar 14. Endapan Hasil saring sampel biosolubilisasi batubara untuk analisis dengan FTIR

82

lampiran 11. Gambar Alat-Alat Selama Penelitian

83

karakterisasi hasil biosolubilisasi batubara lignit...

Documents