Studi Flokulasi Mikroalga Menggunakan Kitosan Magnetik dengan Variasi PH dalam Media Air Tawar dan Air laut

Abstract

Mikroalga merupakan salah satu sumber bahan baku biofuel yang potensial untuk produksi bioetanol, biohidrogen, dan biodesel. Meledaknya populasi mikroalga dalam perairan dapat mencegah sinar matahari masuk ke dalam perairan sehingga menyebabkan kematian biota di dalamnya (Dompeipen et al., 2016). Oleh karena itu perlu dilakukan adanya pemanenan mikroalga untuk mengurangi populasi mikroalga di perairan dan memanfaatkannya menjadi produk yang bernilai. Pemanenan (harvesting) mikroalga dalam lingkungan perairan menjadi langkah penting sehingga diperlukan metode yang tepat untuk pemanenan tersebut. Salah satu metode yang banyak digunakan untuk pemanenan (harvesting) mikroalga adalah flokulasi. Kitosan adalah flokulan yang banyak digunakan dalam proses pemanenan (harvesting) mikroalga karena memiliki muatan positif pada strukturnya. Namun, kitosan masih memiliki keterbatasan diantaranya membutuhkan dosis yang tinggi, proses sedimentasi membutuhkan waktu yang lama dan salah satu bioflokulan yang mahal. Dengan demikian, perlu adanya modifikasi untuk mengatasi keterbatasan tersebut yaitu dengan menambahkan partikel magnetik (Fe₃O₄) menjadi kitosan magnetik. Kitosan magnetik akan meningkatkan efisiensi flokulasi dan mempermudah proses pemisahan. Secara umum, penelitian ini bertujuan untuk mempreparasi kitosan magnetik dan menggunakannya sebagai flokulan untuk pemanenan mikroalga dalam media air tawar dan air laut. Secara khusus penelitian ini bertujuan untuk (1) melakukan preparasi kitosan magnetik dan mengkarakterisasi strukturnya dan (2) mengkaji pengaruh pH terhadap hasil pemanenan mikroalga media air tawar dan air laut. Preparasi kitosan magnetik dilakukan dengan cara mencampurkan kitosan dengan Fe3O4 dengan rasio massa (3:1), kemudian dikarakterisasi strukturnya melalui analisis gugus menggunakan FTIR. Kinerja flokulasi mikroalga oleh kitosan magnetik diuji menggunakan parameter efisiensi flokulasi dan penurunan turbiditas efluen hasil flokulasi mikroalga. Uji kinerja ini, digunakan variasi pH mikroalga (3, 5, 7, dan 10) untuk mengkaji pengaruhnya terhadap pemanenan mikroalga pada media air tawar dan air laut. Kitosan magnetik berhasil dipreparasi dan telah dikonfirmasi melalui analisis gugus fungsi menggunakan FTIR. Munculnya puncak spektra pada bilangan gelombang ~590 cm-1 menunjukkan vibrasi Fe-O pada kitosan magnetik. Sementara itu, bilangan gelombang ~3300 cm-1 dan ~1500 cm-1 menunjukkan adanya gugus hidroksil (-OH) dan gugus amina primer (-NH2) secara berturut turut. Mikroalga juga telah dikonfirmasi melalui analisis gugus fungsi menggunakan FTIR. Munculnya puncak spektra pada bilangan gelombang ~1365 1409 cm⁻¹ dan ~1235 cm⁻¹ menunjukkan adanya gugus C-O dan P=O secara berturut-turut yang menjadi penyusun utama jaringan pada mikroalga. Hasil kinerja flokulasi mikroalga dengan variasi pH menunjukkan bahwa flokulasi mikroalga air tawar optimum terjadi pada pH 3 dengan nilai efisiensi flokulasi 93,95% dan nilai penurunan turbiditas 93,23% menggunakan kitosan magnetik. Sementara pada hasil flokulasi mikroalga pada air laut dengan variasi pH menunjukkan bahwa flokulasi mikroalga optimum terjadi pada pH 10 (basa). Nilai efisiensi flokulasi sebesar 93,91% dan nilai penurunan turbiditas sebesar 92,92% menggunakan kitosan magnetik. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi penting terkait perkembangan material flokulan berbasis polimer alam.