Pengaruh Variasi Laju Alir Massa Karbondioksida Terhadap Produksi Mikroalga Scenedesmus obliquus pada Fotobioreaktor
Nico Halomoan 1 , dan Astri R. Nugroho 2
1. Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Nasional (ITENAS), Bandung 2. Teknik Lingkungan, Universitas Trisakti, Jakarta
Email: nicohalomoan@itenas.ac.id

## ABSTRACT
The  fixation  of  carbon  dioxide  (CO 2 )  by  microalgae  is  seen  as  an  economical  and  environmentally friendly way to reduce CO 2 emissions. Variations in the CO 2 mass flow rate were carried out to asses the effectiveness  of  CO 2 biofixation  on  the  production  of  microalgae  through  microalgae  Scenedesmus obliquus  activity  in  bubble  column  photobioreacters  through  the  mass  transfer  process.  The  amount  of microalgae production is one of the common parameters that are often used to assess the performance of photobioreactors  in  addition  to  CO 2 removal  efficiency.  The  microalgae  growth  rate  was  measured  by measuring  the  concentration  of  biomass  and  cell  density,  concentration  of  CO 2 input,  CO 2 output, dissolved  CO 2 with  acidity  alkalinity  test.  The  flow  rate  used  is  2  L/  min,  5  L/min  and  8  L/min, concentrations of CO 2 (v/v) flowed into the photobioreactor f 2%, 5% and 10%. The results showed that variation of flow rate influenced growth rate and cell density of microalgae Scenedesmus obliquus.
Keywords : carbon dioxide, flow rate, photobioreactor, Scenedesmus obliquus

## ABSTRAK
Fiksasi  karbondioksida  (CO 2 )  oleh mikroalga  dipandang  sebagai  cara  yang  ekonomis  dan  ramah lingkungan  untuk  mengurangi  emisi  CO 2 .  Variasi  laju  alir  massa  CO 2 dilakukan  untuk  mengkaji efektivitas  biofiksasi  CO 2 terhadap  produksi  mikroalga  melalui  aktivitas  mikroalga  Scenedesmus obliquus  dalam  fotobioreaktor  kolom  gelembung  dengan  proses  perpindahan  massa.  Jumlah  produksi mikroalga  merupakan  salah  satu  parameter  umum  yang  sering  digunakan  untuk  menilai  kinerja photobioreaktor  selain  efisiensi  penyisihan  CO 2 .  Dalam  mengkaji  keterkaitan  tersebut  dilakukan pengukuran  laju  pertumbuhan  mikroalga  dengan  mengukur  kandungan  konsentrasi  biomassa  dan kepadatan sel, diukur konsentrasi CO 2 input, CO 2 output, CO 2 terlarut dengan uji asidi alkalinitas. Laju alir    yang  digunakan  adalah  2  liter/menit,  5  liter/menit  dan  8  liter/menit,  konsentrasi  CO 2 (v/v)  yang dialirkan ke dalam fotobioreaktor  yakni 2%, 5% dan 10%.  Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi laju alir mempengaruhi laju pertumbuhan dan kepadatan sel mikroalga Scenedesmus obliquus.
Kata kunci : karbon dioksida , laju alir, fotobioreaktor, Scenedesmus obliquus

## 1. PENDAHULUAN
Emisi  dan  pembakaran  yang  menghasilkan  gas-gas  ke  atmosfer  salah  satunya  karbondioksida  (CO 2 ) telah  dianggap  sebagai  penyumbang  utama  terhadap  pemanasan  global[1].  Salah  satu  cara  yang ekonomis  dan  ramah  lingkungan  untuk  mengurangi  emisi  CO 2 yakni  dengan  fiksasi  CO 2 mikroalga yang juga dapat menghasilkan produksi biofuel dan lainnya[2]. Karbondioksida digunakan mikroalga sebagai  sumber  karbon  terutama  dalam  proses  fotosintesis.    Karbondioksida  melalui  proses fotosintesis dengan bantuan sinar matahari diubah menjadi oksigen, sehingga sejumlah karbondioksida yang masuk dalam sistem akan berkurang ketika keluar dari sistem mikroalga [3].
Perpindahan  CO 2 dari  fase  gas  ke  media  berlangsung  melalui  beberapa  tahapan  yang  harus  dilalui, yakni  difusi  dari  gas  ke  antarmuka  gas-cairan,  pergerakan  melalui  antarmuka  gas-cairan,  difusi  zat terlarut  melalui  daerah cairan  yang  tidak  tercampur  dengan  gelembung  ke  dalam  daerah cairan  yang tercampur  dengan  baik,  perpindahan  zat  terlarut  melalui  daerah  cairan  ke  daerah  cairan  kedua  yang tidak  tercampur  di  sekeliling  sel,  perpindahan  melalui  daerah  cairan  kedua  yang  tidak  tercampur berhubungan  dengan  sel  alga,  perpindahan  secara  difusi  ke  dalam  dinding  selular  dan  perpindahan melewati dinding sel menuju sisi reaktif intraselular [4] .Agar gas CO 2 bisa bereaksi dengan baik maka dibutuhkan  proses  perpindahan  massa  yang  baik.  Hal  ini    ditandai  dengan  adanya  koefisien perpindahan massa atau k L a(CO 2 ).
Perpindahan      CO 2 dari  gas  ke    cairan    tergantung    pada    banyak    parameter.  Tang et  al ,  [5] menyatakan  bahwa  parameter fisik    seperti    laju    alir,    tekanan   parsial   CO 2 ,    diameter   gelembung dapat  memiliki  pengaruh  besar  terhadap  laju  perpindahan.  Diasumsikan  bahwa  terjadi  pencampuran yang sempurna Dalam penggunaan fotobioreaktor kolom gelembung dan pH yang terukur dengan pH- meter  sesuai  dengan  sebagian  besar  kultur  media  mikroalga.  Untuk  jenis  mikroalga    lain  seperti Chlamydomonas  sp [6]  penelitian  yang  dilakukan    mendapatkan  produktivitas  mikroalga  turut dipengaruhi  dengan  waktu  tinggal  CO 2 dalam  kultur  dan  konsentrasi  gas  CO 2 yang  semakin  tinggi dapat  meningkatkan  produksi  biomassa  selama Carbon  Anhydrase pada  mikroalga  belum  jenuh, tergantung  dari  jenis  mikroalga,  tetapi  kecepatan  laju  alir  turut  menghambat  transfer  massa  yang masuk ke dalam sel [7].
Pemilihan strain Scenedesmus sp . dilakukan karena berdasarkan penelitian [8] Scenedesmus Sp. lebih tepat  untuk  mengurangi  CO 2 karena  produktivitas  biomassa  yang  tinggi  dan  kemampuan  fiksasi carbon.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  mengukur      pertumbuhan  sel  mikroalga.    Diharapkan  dari penelitian ini dapat mengkaji kaitan transfer massa CO 2 dalam penyerapan CO 2 terhadap pertumbuhan mikroalga  terutama Scenedesmus  obiquus dengan  menggunakan  fotobioreaktor  kolom  gelembung pada variasi laju alir.

## 2. METODOLOGI

## 2.1 Operasi Fotobioreaktor
Fotobioreaktor  yang  digunakan  adalah  tabung  yang  terbuat  dari  bahan  kaca  jenis  kolom  vertikal dengan  sistem batch dan  suplai  udara  yang  diperkaya  dengan  CO 2 secara  menerus.  Reaktor  ini memiliki  tinggi  80  cm  dan  diameter  dalam  15  cm  dengan  volume  total  sebesar  10  L  dan  volume efektif  sebesar  8  L  dan  tinggi  efektif  60  cm.  Reaktor  diletakkan  di  dalam chamber yang  dilengkapi dengan sumber cahaya lampu Phillips Lifemax TLD 10W/54-765 pada keempat sisinya sebesar 4000 Lux.
Pengoperasian  fotobioreaktor  dilakukan  selama  12  hari  dengan  mengalirkan  udara  yang  diperkaya oleh CO 2 dari dasar fotobioreaktor ke dalam reaktor melewati sparger dengan diameter pori 100-160 μm.;  Temperature  harian  dijaga  pada  30  C;  Penerangan  lampu  dilakukan  dengan  proporsi  16  jam
terang  dan  8  jam  gelap,  dengan  intensitas  cahaya  ±4000  lux;  Nilai  konsentrasi  CO 2 in dan  CO 2 out diukur dengan menggunakan Portable Combination Gas Detector RIKEN Model RX-515.  Nilai pH dicatat  dengan  pH-meter,  dan  mengukur  CO 2 dan  HCO 3 terlarut  dengan  metode  titrasi  asam  basa menentukan asiditas-alkalinitas. Biomassa kering dan densitas sel dihitung setiap hari.

## 2.2 Variasi penelitian
Variasi  penelitian  yang  dilakukan  adalah  dengan  mengatur    variasi  pada  Laju  alir  udara  sebesar    2 L/menit; 5 L/menit dan 8 L/menit  dengan konsentrasi CO 2 untuk setiap laju alir adalah 2%, 5%, dan 10%.;  dialirkan  ke  dalam  fotobioreaktor  yang  telah  diisi  dengan    kultur  mikroalga Scenedesmus obliquus .

## 2.3 Kultur mikroalga
Kultur Scenedesmus  obliquus disimpan  dengan  intensitas  cahaya  ±2500  lux,  fotoperiodisasi  terang selama  24  jam,  pH  6,5-7,5  dan  pada  suhu  kamar . Pertambahan  kepadatan  sel  dihitung  setiap  hari dengan menggunakan haemacytometer.
2.4 Pengukuran CO 2 terlarut dan HCO 3 - terlarut dengan uji Asiditas-Alkalinitas Uji  asiditas  dan  alkalinitas  yang  digunakan  untuk  menghitung  CO 2 dan  HCO 3 - terlarut.  Sampel  air yang  diambil  dari  masing-masing  reaktor  sebanyak  100  ml  dicek  kandungan  pH-nya.  Jika  nilai pH>4,33 dan pH <8,33, maka dilakukan uji asiditas, sementara jika pH> 8,3 dilakukan uji alkalinitas. Uji Asiditas yang dilakukan dengan melakukan  titrasi dengan larutan NaOH 0,1 N sampai pH cairan naik mencapai 8,33, catat banyaknya larutan NaOH 0,1 N. Lalu turunkan pH mencapai 4,33 dengan menambahkan HCl 0,1 N,catat banyaknya larutan HCl yang digunakan. Data yang didapat adalah CO 2 total dan HCO 3 - terlarut, selanjutnya untuk data CO 2 terlarut perlu dikoreksi dengan mengurangi CO 2 total dengan CO 2 agresif, dengan menggunakan pendekatan melalui grafik Tillman

## 2.5 Pengukuran biomassa dengan metode gavimetri
Metode  pengukuran  biomassa  dalam  gram/liter  biomassa  menggunakan  metode  pengukuran  solid secara Gavimetri. Yakni dengan menggunakan cawan-cawan  yang  telah  bersih  dipanaskan  600 O C selama    1    jam    di    dalam  furnace,    kemudian    dimasukkan    ke    dalam    desikator    lalu    ditimbang sampai  konstan;  Masukkan  100    ml  contoh  air  (sedikit  demi  sedikit)  ke  dalam  cawan  penguap  dan uapkan di atas water bath sampai kering.; Selanjutnya Cawan  yang  berisi  sampel  dimasukkan  ke dalam    oven    105 0 C    selama    1  jam;  Dinginkan  dalam  desikator  selama  ±  30  menit,  lalu  timbang dengan  neraca  analitik;  Panaskan  dalam  furnace  550 O C  –  600 O C  selama  satu  jam,  lalu  didinginkan dalam desikator kemudian timbang.

## 2.6 Menentukan tranfer massa CO 2
Data  perpindahan  massa  karbondioksida  dari  fase  gas  ke  fase  cairan  dapat  dituliskan  menggunakan Persamaan 1,2,3 dan 4 [1]. Na = k L a (C*– Ct)
(1)
persamaan Na = dc/dt; sehingga dapat ditulis dc/dt = k L a (C*–Ct) (2)
apabila persamaan ini diintegrasikan menjadi:
∫ dc (C ∗ − C t ) C C 0 =   k L a  ∫ dt t t 0 (3)
lalu persamaan tersebut menjadi Ln [(C*–C 0 )/(C*– C t )= k L a (t-t 0 ) (4)
dimana Na adalah laju transfer karbondioksida per unit waktu (gmol.m -3 .s -1 ), K L adalah koefisien fase transfer  massa  (m.s -1 ),  a  adalah  luas  area  interfacial  gas/liquid  per  unit  volume  dari  fluida  (m 2 .m -3 ), Ctadalah  konsentrasi  karbondioksida  terlarut  dalam  larutan  dan  C*  disebut  juga  kelarutan karbondioksida  adalah  konsentrasi  jenuh  karbondioksida  pada  larutan  (gmol.m -3 ).  Perbedaan konsentrasi  (C*-C t )    mengacu  pada  perpindahan  massa  memicu  penggerak  karbondioksida  dari  fase gas ke fasecair.

## 2.7 Menghitung kepadatan sel
Kepadatan sel mikroalga Scenedesmusobliquus dihitung setiap 24 jam sekali dengan metode Neubauer Haemocytometer di  bawah  mikroskop  cahaya  Olympus  CX-21  dengan  perbesaran  10x. Jumlah  pasti sel  mikroalga  di  dalam  kultur  penting  untuk  diketahui  khususnya  untuk  mengetahui  konsistensi kerapatan  sel  dalam  media  kultur. Haemacytometer pada  dasarnya  adalah  sebuah  lempengan  kaca yang  memiliki  kamar  hitung  di  bagian  tengahnya  dengan  satu  atau  dua  kisi-kisi  yang  sangat  akurat. Metode  yang  digunakan  untuk  memudahkan  menghitung  jumlah  sel  dengan  kerapatan  tinggi.  Area hitung  adalah  bagian  tengah  kisi haemacytometer .  Data  jumlah  sel  yang  telah  dihitung  selanjutnya dimasukkan ke dalam persamaan untuk mendapatkan kerapatan sel N (sel/ml).
N = 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑠𝑒𝑙 100 × 10 6 (5)
2.8 Menentukan efisiensi penyisihan CO 2 Efisiensi  penyisihan CO 2 dihitung dengan menghitung konsentrasi CO 2 input dan output pada fotobioreaktor [1].
Efisiensi reduksi CO 2 (%) = 𝐶𝑖𝑛−𝐶𝑜𝑢𝑡 𝐶𝑖𝑛 𝑥 100% (6)
dimana Cin dan Cout adalah konsentrasi CO 2 yang masuk ke dalam fotobioreaktor dan yang keluar dari fotobioreaktor (%).

## 2.8 Menghitung laju pertumbuhan sel
Laju pertumbuhan spesifik  (hari -1 )  dihitung dengan menggunakan persamaan [5]:
𝜇 = 𝐿𝑛 (𝑋 𝑡 / 𝑋 0 ) 𝑡 𝑡 − 𝑡 0 (7)
dimana X t dan X 0 adalah konsentrasi biomassa  (g. L -1 ) pada hari ke t t dan t 0 .

## 3. ISI

## 3.1 Pengaruh Laju Alir Terhadap Nilai Pertumbuhan Sel Mikroalga Scenedesmus Obliquus
Salah  satu  hal  yang  menandakan  berjalannya  penyisihan  CO 2 oleh  mikroalga  dalam  fotobioreaktor adalah  pertumbuhan  mikroalga.  Adanya  pertumbuhan  mikroalga  menandakan  adanya  penggunaan CO 2 untuk  keberlangsungan  aktivitas  fotosintetik  pada  mikroalga  yang  besarnya  dipengaruhi  oleh transfer  massa  CO 2 ke  dalam  sel.  Efisiensi  penyisihan  CO 2 atau  fiksasi  bergantung  pada  kondisi physiological mikroalga seperti potensi untuk pertumbuhan sel dan kemampuan metabolisme CO 2 .
Pertumbuhan sel mikroalga Scenedesmus obliquus adalah parameter yang menunjukan bahwa terjadi pertumbuhan  yang  dilakukan  mikroalga  pada  fotobioreaktor,  dimana  hanya  senyawa  karbon  yang berasal  dari  karbondioksida  yang  diinjeksikan  yang  menjadi  substrat,  selain  media  PHM  yang jumlahnya akan terus berkurang seiring dengan pertumbuhan sel mikroalga.  Perpindahan massa CO 2 ke  dalam  sel  yang  selanjutnya  akan  digunakan  untuk  keberlangsungan  aktivitas  fotosintetik  pada mikroalga,  salah satunya dengan melihat laju pertumbuhan mikroalga. Gambar 1 merupakan grafik konsentrasi  biomassa  terhadap  waktu  pada  persentase  CO 2 yang  dimasukan  dalam  fotobioreaktor untuk  setiap  laju  alir.  Pertumbuhan  biomassa  mikroalga  memiliki  kecenderungan  untuk  naik  hingga
pada  waktu  tertentu,  mencapai  maksimal  kemudian  turun.  Biomassa  memiliki  keterbatasan  dalam melakukan fiksasi CO 2 dan menahan laju alir.
(a) 2% CO 2 (b) 5% CO 2
(c) 10%
Gambar 1.  Profil pertumbuhan biomassa Scenedesmus obliquus pada variasi laju alir dan konsentrasi CO 2
Sementara  itu  pada Gambar  2 ,  ditunjukkan  pertumbuhan  sel  dengan  menggunakan  parameter kepadatan sel yang dihitung menggunakan hemacytometer , namun kepadatan sel tersebut tidak selalu sebanding dengan berat kering sel. Kepadatan sel terbesar terjadi pada laju alir 8 Liter/menit, dan rata- rata  terkecil  pada  laju  alir  2  Liter/menit.  Berdasarkan  percobaan  ini  mikroalga  bertumbuh  pada  fase eksponensial, Kepadatan sel dan berat organik sel turut dipengaruhi oleh kemampuan mikroalga dalam mentoleransi konsentrasi CO 2 .
(a) 2% CO 2 (b) 5% CO 2
0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Ko n se n tr asi Bi o massa (g r/ L) Waktu (hari) 2 LPM 5 LPM 8 LPM 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Ko n se n tr asi Bi o massa (g r/ L) Waktu (hari) 2 LPM 5 LPM 8 LPM 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Ko n se n tr asi Bi o massa (g r/ L) Waktu (hari) 2 LPM 5 LPM 8 LPM 0 10 20 30 40 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 kepadat an Se l (N) - ( 105 se l/m L) Waktu (hari) 2% 2LPM 2%  5LPM 2%  8LPM 0 10 20 30 40 50 60 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 kepadat an Se l (N) - ( 105 se l/m L)
Waktu (hari) 5% 2LPM 5%  5LPM 5%  8LPM

## (c) 10%

## Gambar 2.  profil kepadatan sel Scenedesmus obliquus pada  variasi laju alir dan konsentrasi CO 2
Laju  pertumbuhan  kandungan  organik  mikroalga  dihitung  dengan  menggunakan  data  konsentrasi biomassa  mikroalga  pada  saat  terjadinya  kenaikan  pertumbuhan  organik  mikroalga  atau  pada  fase eksponensial,  pada Gambar  3, digambarkan  mengenai  lanju  pertumbuhan  biomassa  mikroalga, dimana  pada  aliran  5  liter/menit  terdapat  kenaikan  yang  laju  seiring  kenaikan  konsentrasi  CO 2 yang dimasukan,  sementara  pada  laju  alir  yang  lain  pada  konsentrasi  yang  lebih  tinggi  dari  2%  CO 2 laju pertumbuhan lebih kecil, teradapat kombinasi kondisi yang baik pada laju alir 5 liter/menit.
Gambar 3.  Laju pertumbuhan biomassa mikroalga Scenedesmus obliquus (µ)
Pada penelitian ini dapat dinyatakan bahwa untuk setiap variasi laju dan konsentrasi CO 2 , mikroalga masih mampu tumbuh dengan menggunakan karbon sebagai substrat.

## 3.2 Laju Alir Terhadap Efisiensi CO 2 Pada Fotobioreaktor
Penentuan  kecepatan  transfer  karbondioksida  sangat  penting  mengingat  hubungan  erat  antara  proses biologis dan fisika kimia dan konsentrasi CO 2 dalam larutan.  Efisiensi CO 2 merupakan faktor penting yang  menentukan  apakah  penelitian  yang  sedang  dilakukan  ini  berjalan  dengan  baik  dan  melihat seberapa  besar  kemampuan  dari  mikroalga  untuk  mengikat  CO 2 . Gambar  4 menunjukkan  profil efisiensi penyisihan pada setiap konsentraasi CO 2 . Berdasarkan data yang ditampilkan dalam gambar 4,efisiensi penyisihan gas CO 2 (proporsi gas CO 2 mengalir melalui fotobioreaktor yang dimasukkan ke dalam  biomassa  mikroalga)  untuk  seluruh  variasi  rata-rata  5,53%,  untuk  rata-rata  efisiensi  tertinggi terdapat  pada  laju  alir  5  liter/menit  dan  konsentrasi  2%  CO 2 ,  sementara  untuk  efisiensi    terendah terdapat pada laju alir 8 liter/menit dan laju alir 10% CO 2 yakni 2,87%. Hasil ini, meskipun  efisiensi
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 kepadat an Se l (N) - ( 105 se l/m L) Waktu (hari) 10% 2LPM 10%  5LPM 10%  8LPM 0.0804 0.1225 0.1877 0.0211 0.1442 0.0911 0.0172 0.1733 0.1243 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 2 LPM 5 LPM 8 LPM Laju p e rtu mb u h an ( h ar i- 1) 2% CO2 5% CO2 10% CO2
penyisihan  maksimum  dari  setiap  variasi  berada  di  bawah  20%,  tetapi  sudah  cukup  untuk menumbuhkan mikroalga dalam fotobioreaktor dan mengurangi konsentrasi CO 2 yang dilepaskan.
(a) Konsentrasi 2% CO 2 input (b) Konsentrasi 5% CO 2 input
(c) Konsentrasi 10% CO 2 input
Gambar 4.  Profil efisiensi  penyisihan CO 2 pada variasi laju alir
Efisiensi penyisihan CO 2 akan mempengaruhi seberapa besar kemampuan mikroalga dalam mengikat karbon yang diinjeksikan ke dalam fotobioreaktor, karena dalam mekanisme skenario Carbon Capture and  Sequestration ,  CO 2 yang  terlarut  akan  digunakan  untuk  proses  fotosintesis  mikroalga  dan mengkonversi  CO 2 menjadi    biomassa.  Dari  penelitian  ini  semakin  besar  konsentrasi  CO 2 yang diinjeksikan dalam fotobioreaktor, maka semakin kecil efisiensi penyisihan CO 2 serta semakin  besar laju alir gas dalam medium  mikroalga maka semakin kecil efisiensi penyisihan CO 2 , sebagai catatan berdasarkan  penelitian  [9]  hal    tersebut  dibatasi  oleh  daya  tahan  mikroalga  untuk  tumbuh  dalam konsentrasi CO 2 dan  laju alir maksimum.

## 3.2 Kapasitas Transfer Massa CO
2 Terhadap Pertumbuhan Mikroalga Scenedesmus Obliquus
Kapasitas transfer massa karbondioksida pada fotobioreaktor ditentukan oleh koefisien transfer massa fase  cair  dan  spesifik  area  yang  tersedia  untuk  transfer  massa.  Proses  transfer  massa  pada fotobioreaktor mikroalga ini mengikuti prinsip difusi, bergerak dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.  Pada Gambar  5 ,  menggambarkan  grafik  nilai  k L a  dari  setiap  percobaan  dengan  melakukan perhitungan seperti pada persamaan 4. Reaktor dengan laju alir 2 liter/menit memiliki nilai k L a  yang lebih besar dibandingkan dengan variasi yang lain.
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C O 2 R e mo val ( % ) Waktu (Hari) 2 LPM 5 LPM 8 LPM 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C O 2 R e mo val ( % ) Waktu (Hari) 2 LPM 5 LPM 8 LPM 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C O 2 R e mo val ( % ) Waktu (Hari) 2 LPM 5 LPM 8 LPM
Gambar 4.  Grafik nilai kLa (day -1 )
Koefisien  transfer  massa  CO 2 atau  k L a(CO 2 )  secara  umum  dapat  menggambarkan  kondisi  transfer massa  yang  terjadi  di  dalam  reaktor.  Untuk  proses  kultivasi  mikroalga  ini  diperlukan  nilai  k L a  yang optimal,  nilai  k L a  yang  tinggi  menunjukan  proses  transfer  massa  CO 2 yang  lebih  baik  dalam  kultur mikroalga.  Nilai  k L a  untuk  reaktor  dengan  laju  alir  8  liter/menit  pada  setiap  variasi  konsentasi memiliki nilai yang cenderung sama dan memiliki nilai lebih kecil diantara laju alir 2 liter/menit dan 5 liter/menit.
Fenomena  transfer  massa  yang  menyebabkan  nilai  k L a(CO 2 )  yang  terlalu  besar  sebaliknya  dapat menyebabkan terjadinya shear stress pada mikroalga .Nilai k L a(CO 2 ) pada variasi laju alur memiliki nilai  tertinggi    pada  laju  alir  2  Liter/menit.  Dari  percobaan  ini  didapat  semakin  kecil  laju  alir  maka akan  semakin  kecil  nilai  koefisien  transfer  massa    overall  CO 2 ,    laju  alir  yang  lebih  besar  akan menghasilkan  gelembung  yang  besar  dalam  fotobioreaktor  untuk  satu  fotobioreaktor  yang  sama  , menurut  penelitian  [5]  gelembung    gas    berukuran    besar    akan    mengakibatkan    waktu    detensi gelembung  di dalam  kultur  yang  kecil  sehingga  waktu  kontak  antara  mikroalga  dan  gas  CO 2 juga kecil.  Selain  memberikan  waktu  kontak  lebih  lama,  penggunaan  gelembung  gas berdiameter kecil  dapat  mengurangi  jumlah  kehilangan  gas  CO 2 yang  keluar  dari dalam reaktor.
Secara umum laju pertumbuhan biomassa mikroalga Scenedesmus obliquus ini untuk setiap kenaikan konsentrasi CO 2 memiliki kecenderungan semakin kecil pada laju alir selain 5 liter/menit, begitu juga dengan laju transfer massa dan efisiensi penyisihan CO 2 . Laju pertumbuhan mikrolga yang  menurun pada laju alir yang semakin besar (dari 5 Liter/menit ke 8 liter/menit) dapat disebabkan oleh terjadinya shear  stress pada  fotobioreaktor  yang  merusak  sel  mikroalga.  Rata-rata  terjadi  penurunan  laju pertumbuhan  di  setiap  kenaikan  konsentrasi  CO 2 yang  menandakan  ada  batasan  kemampuan mikroalga untuk mentoleransi konsentrasi CO 2 yang masuk ke dalam fotobioreaktor.

## 4. KESIMPULAN
Dalam  penelitian  ini,  mikroalga Scenedesmuss  obliquus dikultivasi  dalam  fotobioreaktor  kolom gelembung  pada  variasi  laju  alir  2  liter/menit,  5 liter/menit  dan  8  liter/menit,  CO 2 tersisih  lebih  baik pada  laju  alir  rendah,  tumbuh  pada  konsentrasi  CO 2 yang  berbeda  yakni  2%,  5%  dan  10%.  Kondisi optimal  pertumbuhan  mikroalga  terjadi  pada  efisiensi  penyisihan  CO 2 yang  lebih  besar  dan  laju transfer massa yang lebih optimum didapatkan pada fotobioreaktor dengan laju alir 5 liter/menit. Dari penelitian ini didapatkan mikroalga tetap tumbuh pada laju dan konsentrasi tinggi, hal ini dipengaruhi oleh  laju  transfer  massa  yang  berkaitan  dengan  laju  alir  dan  batasan  kemampuan  mikroalga  dalam melakukan fiksasi CO 2 .
0.0000 0.0500 0.1000 0.1500 0.2000 0.2500 0.3000 0.3500 0.4000 2% CO2 5% CO2 10% CO2 N ilai K la (da y -1 ) konsentrasi CO2 2 LPM 5 LPM 8 LPM

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Kazim,  S.  A.  (2012).  Experimental  &  Empirical  Correlations  for  the  Determination  of  the Overall  Volumetric  Mass  Transfer  Coefficients  of  Carbon  Dioxide  in  Stirred  Tank Bioreactors.
[2] Jiang, Y., Zhang, W., Wang, J., Chen, Y., Shen, S., & Liu, T. (2013). Utilization of simulated flue gas for cultivation of Scenedesmus dimorphus. Bioresource technology, 128 , 359-364.
[3] Putt, R., Singh, M., Chinnasamy, S., & Das, K. (2011). An efficient system for carbonation of high-rate  algae  pond  water  to  enhance  CO  2  mass  transfer. Bioresource  technology,  102 (3), 3240-3245.
[4] Dianursanti,  N.  R.,  Wijanarko,  A.,  &  Nasikin,  M.  Peningkatan  Produksi  Biomassa  Chlorella vulgaris melalui perlakuan teknik pemerangkapan sel dalam aliran sirkulasi media kultur.
[5] Tang,  D.,  Han,  W.,  Li,  P.,  Miao,  X.,  &  Zhong,  J.  (2011).  CO  2  biofixation  and  fatty  acid composition of Scenedesmus obliquus and Chlorella pyrenoidosa in response to different CO 2 levels. Bioresource technology, 102 (3), 3071-3076.
[6] Rostika,  R.  N.  (2015).  Pengaruh  Laju  Alir  dan  Konsentrasi  Gas  CO2  Terhadap  Produksi Biomassa Oleh Mikroalga Chlamydomonas sp. NEO TEKNIKA, 1 (1).
[7] Rinanti,  A.  (2016).  Biotechnology  Carbon  Capture  and  Storage  by  Microalgae  to  Enhance CO2  Removal  Efficiency  in  Closed-System  Photobioreactor Algae-Organisms  for  Imminent Biotechnology : InTech.
[8] Kumar,  K.,  Dasgupta,  C.  N.,  Nayak,  B.,  Lindblad,  P.,  &  Das,  D.  (2011).  Development  of suitable photobioreactors for CO 2 sequestration addressing global warming using green algae and cyanobacteria. Bioresource technology, 102 (8), 4945-4953.
[9] Hulatt,  C.  J.,  &  Thomas,  D.  N.  (2011).  Productivity,  carbon  dioxide  uptake  and  net  energy return of microalgal bubble column photobioreactors. Bioresource technology, 102 (10), 5775- 5787.