Pengaruh Proses Metabolisme Bakteri Shewanella oneidensis MR-1 Pada Pengolahan Limbah Logam Cr dan Mn dalam Reaktor Microbial Fuel Cell (MFC)

Prakoso, Ginanjar Adi and Bachtiar, Tommy Adam (2018) Pengaruh Proses Metabolisme Bakteri Shewanella oneidensis MR-1 Pada Pengolahan Limbah Logam Cr dan Mn dalam Reaktor Microbial Fuel Cell (MFC). Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img] Text
2315106014_2315106018_Undergraduate_Thesis.pdf
Restricted to Repository staff only

Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Kromium (Cr) dan Mangan (Mn) merupakan logam berat yang memiliki potensial oksidasi tinggi sehingga dapat menyebabkan mutagenesis dan bersifat karsinogenik terhadap organisme hidup. Banyak bakteri yang telah diketahui resisten dan bahkan mampu mereduksi Cr dan Mn. Microbial Fuel Cell (MFC) muncul sebagai salah satu aplikasi dalam pengolahan logam Cr dan Mn. Teknologi berdasarkan MFC mewakili pendekatan baru pengolahan limbah menjadi energi, salah satu alternatif yang bagus adalah mengembangkan fuel cell berbasis biologi. Microbial fuel cell (MFC) adalah bioreaktor yang mengubah energi kimia senyawa organik menjadi energi listrik melalui reaksi katalitik mikroorganisme dalam kondisi anaerob. Sebagian besar bakteri yang telah diidentifikasi mampu menghasilkan listrik dengan cara mereduksi logam. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui peran bakteri Shewanella oneidensis MR-1 pada pembuatan energi listrik dengan memanfaatkan limbah organik, dan mengetahui konsentrasi bakteri Shewanella oneidensis MR-1 pada sisi anoda yang paling berpengaruh untuk mereduksi logam Cr, Mn, dan campurannya pada sisi katoda dengan menggunakan Microbial Fuel Cell (MFC). Metode penelitian menggunakan larutan organik limbah cair pabrik gula (molases) dengan perbandingan konsentrasi bakteri Shewanella oneidensis MR-1 10 % ; 12,5 % ; 15 % (v/v) pada sisi anoda, pada sisi katoda menggunakan larutan Cr(VI), Mn(VII), dan campuran keduanya dengan rasio 1:0 ; 0:1 ; 1:1 (w/w). Metode ini dilakukan dengan dual chamber reactor yang dihubungkan dengan jembatan garam dan terdapat elektroda grafit di setiap chamber yang dihubungkan dengan kabel tembaga. Hasil penelitian yang dilakukan yaitu metode Microbial Fuel Cell (MFC) dual chamber mampu mengkonversi limbah pabrik gula menjadi energi listrik serta mereduksi logam Cr dan Mn dengan bantuan bakteri Shewanella oneidensis MR-1. Variabel konsentrasi bakteri Shewanella oneidensis MR-1 15% pada variabel logam campuran Cr dan Mn adalah yang terbaik untuk menghasilkan produksi listrik tertinggi, yaitu sebesar 46,33 (mW/m2). Variabel konsentrasi bakteri Shewanella oneidensis MR-1 15% adalah yang terbaik untuk mereduksi logam berat Cr6+ menjadi Cr3+ terbesar pada variabel logam campuran Cr dan Mn dengan konsentrasi awal 8,01 mg/L menjadi 1,43 mg/L dengan persen removal sebesar 82,15%. Variabel konsentrasi bakteri Shewanella oneidensis MR-1 15% adalah yang terbaik untuk mereduksi logam berat Mn7+ menjadi Mn2+ terbesar pada variabel logam campuran Cr dan Mn dengan konsentrasi awal 8,01 mg/L menjadi 2,95 mg/L dengan persen removal sebesar 63,17%. Variabel konsentrasi bakteri Shewanella oneidensis MR-1 15% adalah yang terbaik untuk penurunan kadar BOD5 terbesar pada variabel logam Cr dengan konsentrasi awal 4905 mg/L menjadi 2505 mg/L dengan persen removal sebesar 48,24%. ================================================================================================================== Chromium (Cr) and Manganese (Mn) are heavy metals that have high oxidation potentials that can cause mutagenesis and carcinogenic to living organisms. Most of the bacteria known to be resistant and even can reduce Cr and Mn. Microbial Fuel Cell (MFC) appear as an application in the processing of Cr and Mn metals. Technology based on MFC represents a new approach to waste treatment into energy. One good alternative is to develop bio-based fuel cells. Microbial fuel cell (MFC) is a bioreactor that converts the chemical energy of organic compounds into electrical energy through the catalytic reaction of microorganisms in anaerobic conditions. Most of the bacteria identified capable to generating electricity by reducing metals. The aim of this research are to find out the role of Shewanella oneidensis MR-1 bacteria in making electric energy by utilizing organic waste, and to find out the concentration of Shewanella oneidensis MR-1 on the side of the most influential anode to reduce Cr, Mn, and mixed metal on the cathode side by using Microbial Fuel Cell (MFC). The research method used organic solution of sugar factory liquid waste (molasses) with ratio of bacteria concentration of Shewanella oneidensis MR-1 10%; 12.5%; 15% (v/v) on the anode side, on the cathode side using Cr (VI), Mn (VII) solutions, and mixed the ratio of 1:0 ; 0:1 ; 1:1. This method was carried out with a dual chamber reactor connected to a salt bridge and graphite electrodes in each chamber attached to a copper cable. The result of this research are Microbial Fuel Cell (MFC) method of dual chamber able to convert sugar mill waste into electrical energy and reduce Cr and Mn metal with the help of Shewanella oneidensis MR-1. Shewanella oneidensis MR-1 15% bacteria concentration variable is the best condition to produce the highest electricity production, which is equal to 46,33 (mW/m2). Shewanella oneidensis MR-1 15% concentration was the best condition to reduce heavy metal Cr6+ to Cr3+ in variable Cr and Mn mixed metals with an initial concentration of 8.01 mg/L to 1.43 mg/L with a percent removal of 82,15%. Shewanella oneidensis MR-1 15% concentration is the best condition to reduce heavy metal Mn7+ to Mn2+ in the largest mixture of Cr and Mn with initial concentration of 8.01 mg/L to 2.95 mg/L with a percent removal of 63,17%. Shewanella oneidensis MR-1 15% concentration is the best condition to decrease the highest BOD5 content in Cr metal variables with initial concentration of 4905 mg/L to 2505 mg/L with percent removal of 48.24%.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Shewanella oneidensis MR-1; Microbial Fuel Cell (MFC); reduksi kromium; reduksi mangan; bio-listrik
Subjects: T Technology > T Technology (General)
T Technology > TP Chemical technology > TP255 Electrochemistry, Industrial.
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Chemical Engineering > (S1) Undergraduate Theses
Depositing User: Ginanjar Adi Prakoso
Date Deposited: 27 Mar 2018 03:20
Last Modified: 27 Mar 2018 04:47
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/50022

Actions (login required)

View Item View Item