Makalah Desulfurisasi Kel. 3

MAKALAH

(Matakuliah Mikrobiologi Industri, 2013)

BIODESULFURISASI BATUBARA BUKIT ASAMMENGGUNAKAN Thiobacillus ferrooxidans

Oleh :Kelompok 3

Alin Putri Aliyyah NIM 3211101040Fakhri Tamimi NIM 3211101006Ismi Siti Hanifah NIM 3211132006Kurnia Permadi NIM 3211091021

PROGRAM STUDI KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JENDERALACHMAD YANI2013

MAKALAH



Oleh :Kelompok 3




MAKALAH



Oleh :Kelompok 3




ii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karenaatas rahmat dan karunia-Nyalah makalah yang berjudul BIODESULFURISASIBATUBARA BUKIT ASAM MENGGUNAKAN Thiobacillusferrooxidansdapat penulis selesaikan dengan baik dan tepat pada waktunya.

Makalah ini disusun berdasarkan hasil studi literatur yang penulis lakukan.Dalam penulisan makalah ini, penulis telah banyak mendapat bantuan, bimbingan,dan masukan yang bermanfaat. Melalui kesempatan ini penulis ingin mengucapkanterima kasih kepada:1. Rahmaniar Mulyani M.Si., selaku dosen mata kuliah Mikrobiologi Industri

yang senantiasa memberikan informasi juga arahan dan bimbingan kepadapenulis dalam penyelesaian makalah ini.

2. Rekan-rekan kelompok 3 yang telah bersama-sama menyelesaikan makalahMikrobiologi Industri ini.

Penulis berharap makalah ini dapat memberikan manfaat khususnya bagimahasiswa jurusan Kimia UNJANI, namun penulis juga menyadari bahwamakalah yang ditulis masih jauh dari sempurna. Karena itu segala kritik dan saransangat penulis harapkan demi perbaikan makalah ini.

Cimahi, Desember 2013

Tim Penulis

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................... iKATA PENGANTAR.................................................................................... iiDAFTAR ISI ................................................................................................. iiiBAB 1. Pendahuluan .................................................................................... 1

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

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................ 2

1.3 Tujuan ........................................................................................... 2BAB II. Tinjauan Pustaka ........................................................................... 3

2.1 Batu Bara........................................................................................ 3

2.2 Aspek Lingkungan Pemanfaatan Batu Bara .................................. 4

2.3Teknologi Desulfurisasi Batu Bara ................................................ 52.4Thiobacillus ferrooxidans ............................................................... 8

BAB III. Metode Penelitian .......................................................................... 113.1 Alat ................................................................................................ 113.2 Bahan ............................................................................................. 11

3.3 Diagram Alir Penelitian ................................................................. 123.4 Cara Kerja ..................................................................................... 14

BAB IV. Hasil dan Pembahasan .................................................................. 17BAB V. Kesimpulan ...................................................................................... 19Daftar Pustaka .............................................................................................. 20

1BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangBatubara merupakan sumber energiyang sangat penting di Indonesia karena

banyak digunakan sebagai bahan bakar pada sektor industri dan juga keperluanlainnya. Berdasarkan data yang diperoleh dari Pusat Penelitian danPengembangan Teknologi Mineral dan Batubara pada tahun 2006, sebanyak72.11% produksi batubara Indonesia digunakan untuk memenuhi permintaan luarnegeri dan sisanya sebanyak 27.89% digunakan untuk kebutuhan dalam negeri.Pada masa mendatang, produksi batubara Indonesia diperkirakan akan terusmeningkat sehubungan dengan tuntutan untuk memenuhi kebutuhan produksidalam dan luar negeri.

Dalam proses pembakarannya, batubara menghasilkan suatu zat sisa berupaSO2 yang dapat menimbulkan pencemaran lingkungan dan sangat berbahaya bagikesehatan makhluk hidup seperti hujan asam dan kabut asam apabila melebihiambang baku mutu lingkungan hidup. Kandungan sulfur dalam batubara terdiridalam bentuk sulfat sulfur, sulfur organik, dan sulfur anorganik. Konsentrasisulfat sulfur yang terdapat pada batubara sangat sedikit jumlahnya, yaitu hanyaberkisar 1%. Sulfur anorganik merupakan sulfur yang terdapat dalam bentuk pirit,sedangkan sulfur organik merupakan bentuk senyawa organik bersulfur yangsecara kimia terikat pada struktur batubara (Chen, 1997).

Batubara yang dihasilkan dalam suatu proses penambangan memilikikonsentrasi sulfur yang berbeda-beda. Kandungan sulfur pada batubara beradapada kisaran 0.5% - 7% dari berat batubara (Hee, dkk., 1993). Batubara yangkonsentrasi sulfurnya rendah merupakan batubara berkualitas tinggi sedangkan

2batubara dengan konsentrasi sulfur tinggimerupakan batubara yang tergolong kedalam kualitas rendah. Saat ini banyak cara yang dapat dilakukan untukmenurunkan sulfur yang terkandung dalam batubara baik secara fisika, kimia, danbiologi supaya emisi yang dihasilkan daripembakaran batubara tidak melebihiambang baku mutu lingkungan hidup yang ditetapkan oleh pemerintah.

Sudah banyak metode penurunan sulfur batubara dengan metode fisika dankimia, namun metode ini memakan biaya yang relatif mahal apabila dibandingkandengan metode biologi. Desulfurisasi batubara dengan metode biologi saat inisudah mulai mendapatkan perhatian yang tinggi dari industri pertambangan. Halini disebabkan metode ini memerlukan biaya operasional yang lebih murahdibandingkan dengan cara lainnya sehingga perusahaan dapat lebih hemat dalammengeluarkan biaya produksi.

Desulfurisasi dengan cara biologi dapat diakukan dengan menggunakanbakteri pengoksidasi sulfur. Bakteri pengoksidasi sulfur merupakan bakteri yangmenggunakan sulfur elemental atau komponen-komponen organik sulfur untuk

metabolisme selnya. Bakteri yang dapat digunakan untuk mengoksidasi sulfurcukup banyak, antara lain Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans,Leptospirillus ferrooxidans,Sulfolobus acidocalderius, dan Rhodopseudomonasspheriodes. Bakteri yang paling penting dalam oksidasi sulfur adalah T.ferrooxidans.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat disimpulkan rumusanmasalahnya adalah bagaimanakah proses biodesulfurisasi dengan menggunakan T.ferrooxidans?

1.3 Tujuan

Pembuatan makalah ini (Setiawan, 2009) bertujuan agar dapat mengetahuiproses biodesulfurisasi dengan menggunakan T. ferrooxidans.

3BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 Batu BaraBatubara merupakan salah satu energi fosil.Karbon, hidrogen, dan oksigen

merupakan unsur utama yang terkandung dalam batubara. Bahan utama batubaraadalah sisa-sisa tumbuhan yang terbentuk dalam jangka waktu sangat lama. Prosespembentukan batubara secararingkas terdiri dari dua tahap, tahap pertama adalahtahap biokimia (pembentukan gambut) dan yang kedua adalah tahap geokimia(pembentukan batubara). Tahap pertama berlangsung ketika material tanamanterdeposisi sampai terbentuknya lignit. Sisa-sisa tumbuhan yang telah matiterakumulasi dan tersimpan dalam kondisi reduktif. Tahap kedua adalah tahappembentukan batubara yang merupakan gabungan dari proses biologi, fisika, dankimia yang terjadi karena pengaruh pembebanan dari sedimen yang menutupinya.Tahap pembentukan batubara ini dipengaruhi oleh suhu, tekanan, dan waktu(Tirasonjaya, 2006).

Indonesia memiliki potensi sumberdaya yang sangat melimpah.Kalimantan dan Sumatera merupakan pulau yang memiliki potensi kandungancadangan batubara tertinggi di Indonesia. Pulau lain diIndonesia juga ditemukandeposisi batubara walaupun dalam jumlahyang tidak terlalu besar apabiladibandingkan dengan kedua pulau tersebut dan juga belum dapat diketahui tingkatkeekonomisannya. Jumlah sumberdaya batubara di Indonesia pada tahun 2008berdasarkan data dari Departemen Energidan Sumberdaya Mineral adalah sebesar104,760 juta ton, sedangkan cadangan batubara yang tersedia adalah sebesar18,710 juta ton. Cadangan batubara di dunia diperkirakan dapat bertahan hingga164 tahun ke depan.

4Di Indonesia, batubara biasanya banyak digunakan oleh kalangan industri.Hampir seluruh cabang industri menggunakan batubara sebagai bahan bakar.Berdasarkan data yang diperoleh, industri yang paling banyak menggunakanbatubara sebagai bahan bakarnya adalahindustri PLTU. Dari seluruh konsumsibatubara dalam negeri pada tahun 2005 sebesar 35,342 juta ton, 71.11%digunakan oleh PLTU baik yang dikelola oleh pemerintah maupun swasta.Industri lain yang memenfaatkan batubara adalah industri semen, tekstil, kertas,metalurgi, briket, dan lainnya (TKBN, 2006).

Batubara menempati urutan pertama dalam tingkatan jenis bahan bakaryang dikonsumsi kalangan industri di Indonesia. Faktor yang menyebabkanbatubara banyak dikonsumsi, antara lain sumberdaya yang cukup melimpah, dapatdigunakan langsung dalam bentuk padat ataupun dikonversi menjadi gas(gasifikasi) dan cair (pencairan), sedang berkembangnya teknologi pemanfaatanbatubara yang ramah lingkungan, dan harga yang lebih kompetitif apabiladibandingkan dengan sumber energifosil lainnya (TKBN, 2006).

2.2 . Aspek Lingkungan Pemanfaatan Batubara

Penggunaan batubara sebagai bahan bakar tidak selamanyamenguntungkan. Batubara merupakan bahan bakar yang sarat dengan masalahlingkungan dan kesehatan manusia. Pembakaran batubara secara konvensionaldapat menghasilkan polutan berupa CO (karbon monoksida), NOx (oksida-oksidanitrogen),SOx(oksida-oksida belerang), HC (senyawa karbon) dan juga partikel-partikel yang terhambur ke udara sebagai bahan pencemar udara seperti fly ash(C), debu-debu silika (SiO2), debu-debu aluminia (Al2O3) dan oksida-oksida besi(Fe2O3atau Fe3O4) (Eko, 2008).

Masalah yang ditimbulkan dari pembakaran batubara terutama disebabkankandungan sulfur yang terdapat pada batubara sebagai polutan utama. Sulfurmerupakan padatan yang rapuh, berwarna kuning pucat, tidak larut dalamair,tetapi mudah larut dalam CS2(karbon disulfida). Sulfur banyak ditemukan di

5daerah sekitar pegunungan dan hutan tropis. Di alam, sulfur tersebar dalam bentukpirit, galena, sinabar, stibnit, gipsum, garam epsom, selestit, barit, dan lainnya(Chen, 1997).

Kandungan sulfur pada batubara Indonesia tergolong rendah, namunpenggunaan batubara dalam jumlah besar akan meningkatkan emisi SO2dilingkungan yang dapat berdampak buruk bagi manusia dan lingkungan hidup(Sugiono, 2000). Sulfur merupakan gas yang tidak berwarna dan berbau tajam.Akibat yang dapat ditimbulkan dari tingginya emisi SO2di lingkungan, antara laingangguan kehamilan, gangguan jantung, gangguan fungsi hati, gangguan saluranpernapasan, timbulnya hujan asam, dan gangguan penglihatan (Dejmek et al.,1999; Sunyer et al., 2003; EPA, 2009)

2.3Teknologi Desulfurisasi Batu Bara

Dalam proses penangkapan unsur S atau desulfurisasi batubara dapat

dilakukan dengan berbagai macam cara yang berbeda yaitu secara :1. Kimia

Desulfurisasi batubara dengan menggunakan metode kimia biasanyadilakukan berdasarkan prinsip oksidasi selektif organik sulfur denganhidrokarbon. Beberapa proses kimia juga dapat menghilangkan pirit dan ash daribatubara. Proses kimia yang biasanya digunakan untuk desulfurisasi batubaraantara lain metodeMolten Caustic Leaching( MCL), Mayers, Oxydesulfurization,Chlorinolysis, KVB, dan microwavedesulfurization. Metode-metode ini dapatmengurangi kandungan sulfur organik yang tidak dapat dilakukan dengan metodefisika, namun metode ini membutuhan biaya yang sangat besar (antara $25 - $35setiap ton) dan aplikasinya sangatlahterbatas untuk saat ini (Chen, 1997).

2. Fisika

Desulfurisasi batubara dengan metode fisika dapat dilakukan denganbeberapa metode, antara lain metode gravity separation, magnetic separation,electrostatic separation, oil agglomeration, dan flotation. Metode fisika

6tersebutdapat mengurangi kandungan sulfur dalam bentuk pirit dan ashyangterdapat pada batubara (Chen, 1997).

3. Biologi

Penghilangan unsur S dalam batubara juga dapat diaplikasikan sebelumpembakaran berlangsung, sesudah pembakaran ataupun ketika pembakaranbatubara berlangsung.

Biodesulfurisasi

Batubara banyak mengandung unsur yang membahayakan bagi kesehatanmanusia dan lingkungan. Salah satu unsur yang paling berbahaya dalam batubaraadalah sulfur. Sulfur yang terkandung dalam batubara terdapat dalam bentuk pirit,sulfat, dan sulfur organik. Pirit (FeS2) merupakan komponen sulfur utama yangterdapat pada batubara, sedangkan sulfur dalam bentuk sulfat hanya terkandungsangat sedikit, yaitu kurang dari 1% (Chen, 1997).

Sulfur pada batubara dapat dikurangisebelum pembakaran berlangsung, ketikapembakaran berlangsung, maupun setelah pembakaran berlangsung. Hal inidiharapkan agar kadar SO2hasil pembakaran batubaratidak melebihi baku mutulingkungan hidup yang telah ditetapkan pada Peraturan Menteri NegaraLingkungan Hidup No. 7 Tahun 2007 mengenai emisi sumber tidak bergerak yangmenggunakan batubara sebagai sumber energi, yaitu sebesar 750 ppm. Hal inidilakukan untuk mengurangi pencemaran yang ditimbulkan dari pembakaranbatubara.

Hidupnya bakteri pada permukaan mineral memainkan peranan yangsangat penting tidak hanya untuk hidupnya bakteri di alam, namun juga dapatdimanfaatkan dalam industri pertambangan. Salah satu bakteri yang dapatdigunakan dalam industri adalah bakteri pengoksidasi besi dan sulfur T.ferrooxidans (Ohmura, dkk., 1993). Pengurangan kandungan sulfur denganmetode biologi disebut biodesulfurisasi, yaitu metode yang dalam prosesnyamemanfaatkan organisme, yaitu bakteri.Metode ini merupakan metode yang

7memiliki paling banyak keunggulan dibandingkan dengan metode lainnya (Kargi,2004), namun desulfurisasi dengan metode biologi memiliki beberapakekuranganyaitu bakteri hanya mampu mengoksidasi sulfur dalam bentuk-bentuktertentu (Bos, dkk., 1985). Bakteri yang dapat digunakan dalam prosesdesulfurisasi, antara lain:

1. T. ferrooxidans (FeS2),

2. T. thiooxidans (FeS2),

3. L. ferrooxidans (FeS2),

4. S. acidocalderius (FeS2),

5. R. spheriodes (S-organik).

Prinsip dari proses biodesulfurisasi batubara adalah dengan mengoksidasisulfur dalam bentuk organik dan/atau anorganik yang terdapat pada batubaradengan bakteri tertentu yang digunakan. Terdapat beberapa faktor yang dapatmempengaruhi biodesulfurisasi batubara, yaitu suhu, kemasaman, konsentrasi sel,konsentrasi batubara, ukuran partikel, komposisi medium, penambahan partikulatdan surfaktan, dan interaksi suatu bakteri dengan bakteri lain. Meningkatkankecepatan aerasi desulfurisasi batubara juga dapat dilakukan untuk mempercepatkinerja dari bakteri tersebut (Anwar, 2002).

T. ferrooxidans merupakan bakteri yang paling penting dalambiodesulfurisasi batubara karenadapat mengoksidasi pirit (FeS2) secara langsung.Walaupun begitu, proses desulfurisasi batubara hanya dengan memanfaatkansalah satu kinerja bakteri akan menghasilkan desulfurisasi yang kurang optimal.Biodesulfurisasi secara kultur gabungan dengan menggunakan berbagai bakteridapat membuahkan hasil yang lebih baik (Rawling &Kusano, 1994).

82.4 Thiobacillus ferrooxidans2.4.1 Taksonomi

Gambar 01. Thiobacillusferrooxidans (Moreno, 2010)

Kingdom : BacteriaPhyllum : ProteobacteriaKelas : SchizomycetesOrdo : PseudomonadalesFamilia : ThiobacteriaceaeGenus : ThiobacillusSpecies : Thiobacillusferrooxidans

2.4.2 MorfologiThiobacillusmerupakanbakteri Gram-negatifberbentukbatangyang

secarafisiologidapathidupdenganbaikpadalingkungansangatasam (Colmer, 1950).Bakteriinidapatmengatalisisoksidasipiritdanmenciptakanlingkunganyanglebihasam (Hao, dkk.,2006). Terdapatduaspesies genus Thiobacillusyangdapatdigunakandalamproses desulfurisasibatubara, yaituT. ferrooxidansdanTmerupakanbakteripengoksidasipirit yang telahbanyakdimanfaatkan (Bos et al.,1985). Bakteriinihidupsecaraautotrofdenganpiritsebagaisumberenerginya,mengoksidasi sulfur danbesi, lalumenghasilkanferrosulfat (Olsen, 1991),

9sedangkanT. thiooxidanstidakdapatmengoksidasisulfur secaralangsung,namundapattumbuhpada sulfur yang dilepaskansetelahbesiteroksidasi (Schippers,dkk., 1999).

2.4.3 FisiologiThiobacillusferrooxidansadalahbakteri di

udara.Termasukbakterithermophilic, yaituhiduppadasuhu 45-50o C.Selainitujugatermasukkedalambakteri acidophilic, yang hiduppada pH dari1,5menjadi 2.5. Beberapaspesies, hanyatumbuhpada pHnetral.

2.4.4 EkologiThiobacillusferrooxidans yang paling umumadalahjenisbakteritambang di

tumpukansampah.Organismeiniadalahacidophilic (penyuka asam),danmeningkatkantingkatoksidasi pyrite Tailing tumpukan ditambangbatubaradandeposito. MenurutBreemen (1993), kecepatanpenurunan pHakibatoksidasipiritditentukanolehjumlahpirit, kecepatanoksidasi,kecepatanperubahanhasiloksidasi, dankapasitasnetralisasi. Proses oksidasi yangdapatmembahayakan, karenamemproduksi sulfuric acid, yangmerupakanalatutama. Namun,

jugadapatbermanfaatdalampemulihanbahansepertitembagadanuranium.FerrooxidansuntukmembentuksebuahhubungansimbiotikdengananggotabakterijenisAcidiphilium, bakteri yangmampupenguranganbesi.JenislainnyaThiobacillustumbuhdalam air danendapan;terdapatkeduajenis air tawardan air laut.

2.4.5 PeranannyadalamLingkunganSalah satujenisbahanbakar yang melimpah di duniaadalahbatubara.

Pembakaranbatubaramerupakanmetodepemanfaatanbatubara yang telahsekianlama dilakukan. Masalah yangmunculsebagaiakibatpembakaranlangsungbatubaraadalahemisi gas sulfur

10

dioksida. Sulfur yang terdapatdalambatubaraperludisingkirkankarena sulfurdapatmenyebabkansejumlahdampaknegatifbagilingkungan.

Salah satualternatif yang palingamandanramahterhadaplingkunganuntukdesulfurisasibatubaraadalahsecaramikrobiologimenggunakanbakteriThiobacillusferrooxidansdanThiobacillusthiooxidans.Penggunaankombinasikeduabakteriiniditujukanuntuklebihmengoptimalkandesulfurisasi.Thiobacillusferooxidansmemilikikemampuanuntukmengoksidasibesidansulfur, sedangkanThiobacillusthiooxidanstidakmampumengoksidasi sulfurdengansendirinya, namuntumbuhpada sulfur yangdilepaskansetelahbesiteroksidasi.

Desulfurisasibatubarasecaramikrobiologidenganmenggunakankeduabakteritersebutmemilikibeberapakelebihan, dibandingkandesulfurisasisecarakimiawi,yaitulebihefisien, ekonomisdanramahlingkungan.Selamaini,memangtelahdilakukanbeberapapenelitianmengenaidesulfurisasibatubara,tetapihasilnyamasihkurang

optimal.Diharapkandenganadanyadesulfurisasibatubara, dapatmengurangikadarsulfur batubara, dengantujuansetidaknyadapatmengurangipolutansulfat dilingkungan,

mengingatbatubarasebagaienergialternatifpenggantiminyakbumidimasamendatang.

11

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 AlatAlat-alat yang digunakan dalam penelitian ini (Setiawan, 2009) adalah

akuarium yang digunakan dalam desulfurisasi batubara yang terbuat dari kacasetebal 5 mm, volume 6,75 liter dengan dimensi 30 cm x 15 cm x 15 cm, kran air,selang, dan sirkulator yang digunakan untuk menyirkulasi air di dalam akuarium;peralatan yang digunakan untuk peremajaan, percobaan pendahuluan, danperlakuan utama antara lain laminar flow cabinet, pipet mikro, bunsen, timbangansartorius, pH meter, erlenmeyer, autoklaf, shaker, stirrer, dan botol; peralatanyang digunakan untuk pengukuran sulfur antara lain ruang asap, timbangansartorius, erlenmeyer, penangas pasir, labu ukur, dan spektrofotometer untukmengukur kandungan sulfat.

3.2 Bahan

Bahan yang digunakan pada penelitianini (Setiawan, 2009) adalah: bakteripengoksidasi sulfur T. ferrooxidansyang terdiri dari 20 galur hasil isolasi dariberbagai lokasi di Indonesia; batubara yang berasal dari P.T Tambang BatubaraBukit Asam, Tanjung Enim, Sumatera Selatan; bahan-bahan yang diperlukanuntuk pembuatan media cair sebagai media peremajaan bakteri yang berpedomanpada Leathen, dkk (1956); serta bahan-bahan yang digunakan untuk pengukuransulfat, yaitu barium klorida 10%, tween-80, kalium sulfat, hidrogen peroksida30%, asam nitrat pekat, asam klorida 4 N, dan asam klorida pekat.

12

3.3 Diagram Alir Penelitian

3.3.1 Peremajaan Thiobacillus ferrooxidans

Bahan-bahanpembuatan media

- + 800 mL akuades- Dilarutkan- Sterilkan- Dinginkan

Akuades sterilpH 2,5 3,5

- + FeSO4.7H2O- Dilarutkan

- Dipanaskan hingga

T=50OC- Didinginkan

- Dicampur secara aseptik- T. ferrooxidans mulai diremajakan- Diamkan dalam suhu ruang, t = 9 minggu

T. ferrooxidans hasilperemajaan

13

3.3.2 Seleksi Galur Thiobacillus ferrooxidans

3.3.3 Proses Desulfurisasi Batu Bara menggunakan Thiobacillus ferrooxidans

T. ferrooxidans hasilperemajaan

- Ditumbuhkan dalam media cair(Tanpa FeSO4.7H2O)

- Aplikasikan pada batu bara(Desulfurisasi)

- Ukur pH media hingga konstan- Ukur kandungan sulfur

Galur T. ferrooxidanspaling baik

Batu bara

- Masuk ke bioreaktor- Isi dengan media pertumbuhan (Tanpa

FeSO4.7H2O) +Thiobacillus ferrooxidans- Uji kandungan pirit (setiap 2 hari selama 6

hari)

Batu bara dengankandungan pirit yang kecil

14

3.4 Cara Kerja

3.4.1 Peremajaan Thiobacillus ferrooxidans

1. Menyiapakan media cair untuk peremajaan T.ferrooxidans(Leathen, dkk.,1956) dengan komposisi sebagai berikut:

Tabel 1. Komposisi Media Leathen (tiap 1000 ml)

No. Bahan Jumlah

1 K2HPO4 0.05 gram2 (NH4)2SO4 0.15 gram3 Ca(NO3)2 0.01 gram4 MgSO4.7H2O 0.50 gram5 KCl 0.05 gram6 FeSO4.7H2O 1.00 gram

2. Seluruh bahan kimia (kecuali FeSO4.7H2O) dilarutkan ke dalam akuadessebanyak 800 ml.

3. Setelah bahan terlarut, larutan disterilkan lalu didinginkan.4. Ditempat lain, untuk FeSO4.7H2Omenyiapkan akuades yang telah steril

dengan pH 2.5 - 3.5 sebanyak 200 ml.5. Lalu FeSO4.7H2O dilarutkan dan dipanaskan hingga suhu 50oC, lalu

didinginkan.6. Kedua larutan yang telah dibuat lalu dicampur secara aseptik.7. Setelah media jadi, lalu isolat T. ferrooxidans mulai diremajakan dan

didiamkan selama sembilan minggu di suhu ruang.8. Setiap media peremajaan bakteri dengan volume 25 ml, ditambahkan

dengan media dari inokulum kultur stok sebanyak 2.5 ml.9. Bakteri yang tumbuh akan digunakan untuk percobaan pendahuluan

supaya dapat diketahui galur yang paling efektif dalam mengurangikandungan sulfur pada batubara.

15

3.4.2 Seleksi Galur Thiobacillus ferrooxidans

1. Pemilihan galur bakteri dilakukan dengan mengambil bakteri yangberhasil tumbuh pada tahap peremajaan.

2. Bakteri hasil peremajaan tersebut lalu ditumbuhkan dalam suatu tabungdengan media cair tanpa FeSO4.7H2O dan diaplikasikan pada batubara.

3. Batubara yang digunakan untuk pengukuran kandungan sulfur awaldilakukan dengan mengambil sampel batubara secara komposit.

4. Pada seleksi galur T. ferrooxidansini, pH awal media dibuat menjadi 2.5 -3.5.

5. Sebanyak 20 ml media baru yang digunakan pada tahap seleksi,ditambahkan dengan media yang berisi inokulum hasil peremajaansebanyak 0.2 ml.

6. Selama tahap ini, sampel disimpan pada suhu ruang dengan kondisi aerob.7. Proses desulfurisasi batubara oleh bakteri ini dapat diketahui masih

berlanjut atau sudah selesai dari penurunan pH media. Kemasaman mediadiukur setiap hari hingga diketahui pH media telah konstan. Prosesdesulfurisasi telah selesai apabila pH media telah konstan.

8. Setelah tahap seleksi galur selesai, kandungan sulfur yang tersisa padabatubara diukur untuk diketahui pengaruh bakteri dalam desulfurisasibatubara pada tahap seleksi ini.

9. Galur bakteri yang memiliki kemampuan desulfurisasi paling baik laludigunakan dalam desulfurisasi batubara dengan bioreaktor.

3.4.3 Proses Delsulfurisasi Batu Bara menggunakan Thiobacillusferrooxidans

1. Menyiapkan batubara sebanyak 3,5 kg.2. Batubara dimasukkan ke dalam bioreaktor, dan bioreaktor diisi dengan

media pertumbuhan bakteri (tanpa FeSO4.7H2O) yang telah ditambahkandengan media dari hasil seleksi galur Thiobacillus ferrooxidans.

16

3. Media cair disirkulasikan dengan menggunakan sirkulator supaya mediaselalu mengalir dan berputar dari atas ke bawah sehingga seluruhpermukaan batubara dapat dipastikan teraliri media.

4. Selama perlakuan, sampel batubara diambil setiap dua hariselama enamhari. Sampel yang diukur pada tahap ini merupakan sampel yang diambilsecara komposit lalu setiap sampel diukur kandungan piritnya.

5. Setelah kandungan pirit seluruh sampel diukur, dapat dinilai kemampuansebenarnya dari bakteri dalam mengurangi kandungan pirit pada batubara.

17

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

Pada penelitian ini terlebih dahulu dilakukan proses peremajaanThiobacillus ferrooxidanskemudian hasilnya diseleksi agar didapatkan bakteriyang memiliki kemampuan desulfurisasi paling baik selanjutnya dapat digunakandalam desulfurisasi batubara dengan bioreaktor.Media yang digunakan dalamisolasi ini adalah medi a cai r dari Leathen dkk (1956), karena media inimerupakan media yang paling cocok untuk menumbuhkan Thiobacillusferrooxidans. Hal ini terjadi karena kandungan besi ferro pada media ini tidakterlalu tinggi (1 g/ liter). Keadaan inilah diduga menyebabkan isolat- isolatbakteri lebih mampu menyesuaikan diri pada media tumbuh tersebut. MediaLeathendkk (1956) ini digunakan karena lebih mudah menekan terjadinyaoksidasi besi secara kimia karena makin tinggi kandungan besi ferronya, makakemungkinan terjadinya oksidasi secara kimia juga semakin besar (Nurseha,2000).

Pada proses desulfurisasi, bakteri Thiobacillus ferrooxidansdapatmenghasilkan sulfat dari mengoksidasi sulfur sehingga lingkungannyamenjadilebih asam. Besi yang dimanfaatkan oleh bakteri ini merupakan besi dalam bentukFe2+ yang selanjutnya dirubah menjadi Fe3+. Reaksi tersebut adalah sebagaiberikut:

Fe2+ + H2O + 2H + Fe3++ H2O

Proses reaksi oksidasi pirit (FeS2) yang terjadi menurut Boyd (1982),adalah sebagai berikut:

1) FeS2+ H2O + 3.5 O2FeSO4+ H2SO4

18

2) 2 FeSO4+ 0.5 O2+ H2SO4Fe2(SO4)3+ H2O

3) FeS2+ 7 Fe2(SO4)3+ 8 H2O15 FeSO4+ 8 H2SO4

4) Fe2(SO4)3+ 6 H2O2 Fe(OH)3+ 3 H2SO4

Pada reaksi (1), ditunjukkan apabila oksidasi mineral sulfida seperti pirit (FeS2)akan membentuk ion ferro sulfat dan asam sulfat sehingga kondisi lingkunganmenjadi asam. Terbentuknya lingkungan yang asam dari proses oksidasi pirit iniakan menciptakan lingkungan yang baik bagi kehidupan mikroorganismeacidophilicseperti T. ferrooxidans. Lingkungan yang baik ini akan mempercepatkinerja bakteri dalam mengoksidasi pirit. T. ferrooxidansmampu mengoksidasibesi dan sulfur dalam kehidupannya. Hal ini dilakukan untuk memperoleh energibagi kehidupannya. Oksidasi pirit (FeS2) secara biologi oleh bakteri T.ferrooxidans dapat dilakukan melalui dua mekanisme, yaitu mekanisme langsungdan mekanisme tidak langsung (Silverman, 1967). Pada mekanisme langsung(reaksi 1), pirit dioksidasi secara biologi dan memerlukan kontak fisik antarapartikel pirit dengan bakteri T. ferrooxidansitu sendiri. Pada mekanisme tidaklangsung (reaksi 2), T. ferrooxidans tidak melakukan kontak langsung denganpirit, tetapi Fe2+akan teroksidasi terlebih dahulu menjadi Fe3+. T. ferrooxidanskemudian akan mereaksikan Fe3+ yang terbentuk dengan mineral pirit (FeS2)sehingga reaksi oksidasi terjadi lebih cepat. Proses ini terjadi ketika lingkunganberada pada kondisi yang masam dimana hal ini merupakan lingkungan tumbuhyang baik bagi T. ferrooxidans. pada kondisi yang masam reaksi pirit denganferri sulfat (reaksi 3) berlangsung sangat cepat. Ferri sulfat juga dapatterhidrolisis sehingga menambah kemasaman (reaksi 4).Selama proses ini,sampel batubara diambil setiap dua hari selama enam hari. Sampel ini kemudiandiukur kandungan piritnya. Setelah kandungan pirit seluruh sampel diukur,terlihat bahwa semakin hari kandungan pirit pada batubara semakin menurun(Setiawan, 2009).

19

BAB VPENUTUP

Berdasarkan penelitian (Setiawan, 2009) ini dapat disimpulkan bahwateknik biodesulfurisasi sebagai salah satu teknologi alternatif pengurangankandungan sulfur pada batubara dilakukan dengan memanfaatkan kinerja daribakteri Thiobacillus ferrooxidans. Dengan melalui tiga tahapan, yaitu: 1)Peremajaan T. ferrooxidans, 2) Seleksi galur T. ferrooxidans, dan 3)Desulfurisasi batubara menggunakan bioreaktor.

20

DAFTAR PUSTAKA

Moreno, Alfonso. 2010. Microbiology Micrographs 1.0. Diakses darihttp://www.cram.com/flashcards/microbiology-micrographs-10-1489982,pada 6 Desember 2013.

Setiawan, T., Ari. 2009. Biodesulfurisasi Batubara Bukit Asam MenggunakanThiobacillus ferrooxidans. Skripsi. Departemen Ilmu Tanah danSumberdaya. Lahan. Fakultas Pertanian. IPB: Bogor.

Putro, Bramantyo. 2008. Isolasi dan Karakteristik Thiobacillus ferrooxidans dariBerbagai Jenis Tanah. Skripsi. Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya.Lahan. Fakultas Pertanian. IPB: Bogor.

Makalah Desulfurisasi Kel. 3

Documents