Judul: Produksi Listrik dari Plant Microbial Fuel Cell (PMFC) pada Tanah Sawah dengan Inokulasi Staphylococcus Saprophyticus ICBB 9554 dan Citrobacter freundii ICBB 9763
Abstrak: Microbial Fuel Cell (MFC) merupakan teknologi bioelektrokimia pengubahan energi kimia dalam substrat organik menjadi energi listrik. Pada MFC, mikrob mengoksidasi bahan organik di ruang anoda menghasilkan karbondioksida, elektron, dan proton; elektron ditransfer melalui sirkuit eksternal ke ruang katoda; kemudian elektron, oksigen, dan proton bereaksi menghasilkan air. Arus maksimum yang dapat dihasilkan oleh MFC bergantung pada laju aktual biodegradasi substrat. Tegangan atau voltase sel teoretis maksimum (juga disebut gaya gerak listrik atau ggl) bergantung pada energi bebas Gibbs dari keseluruhan reaksi yang dapat dihitung sebagai selisih antara potensial redoks standar oksidan katoda (oksigen) dan substrat anoda yang dipilih. Sistem ini kemudian dikembangkan, salah satunya dengan memanfaatkan tanaman, menjadi Plant Microbial Fuel Cell (PMFC). Tanaman berperan dalam hal menyediakan rizodeposit berupa eksudat akar hasil fotosintesis. Mikrob yang digunakan pada penelitian ini adalah Staphylococcus saprophyticus ICBB 9554 dan Citrobacter freundii ICBB 9763. Tujuan dari penelitian ini adalah (1) melakukan seleksi media pengayaan untuk perbanyakan Staphylococcus saprophyticus ICBB 9554 dan Citrobacter freundii ICBB 9763 serta mengkaji sinergisme kedua mikrob, (2) mengkaji performa desain reaktor MFC dengan elektroda karbon aktif untuk aplikasi di lahan sawah (3) mengevaluasi pengaruh jenis mikrob dan kombinasi pertanaman padi terhadap produksi listrik sistem PMFC, dan (4) mengevaluasi pengaruh tipe peletakan reaktor PMFC di sawah terhadap produksi listrik sistem PMFC. Penelitian ini terdiri dari empat tahapan. Tahap pertama adalah seleksi media pengayaan untuk masing-masing mikrob Staphylococcus saprophyticus ICBB 9554 dan Citrobacter freundii ICBB 9763. Peubah yang diukur adalah kepadatan mikrob setiap 24 jam dan selama tiga hari. Pada tahap ini juga dikaji sinergisme kedua mikrob dan karakteristik pertumbuhannya pada berbagai kondisi lingkungan. Penelitian tahap kedua adalah perancangan reaktor dengan elektroda karbon aktif. Aspek yang dikaji meliputi peubah listrik dan biaya produksi. Penelitian ketiga mengkaji produksi listrik PMFC dengan inokulasi mikrob eksoelektrogen di berbagai praktik budidaya padi. Penelitian ini dilakukan di rumah kaca dengan budidaya padi dengan perlakuan salinitas dan pemupukan. Peubah yang dikaji meliputi produksi listrik, pertumbuhan tanaman, dan sifat tanah. Penelitian keempat mengkaji pengaruh tipe peletakan dan penambahan mikrob terhadap produksi listrik PMFC di lahan sawah. Peubah yang diamati pada penelitian ini meliputi produksi listrik, pertumbuhan dan produksi padi, dan sifat tanah. Hasil penelitian pertama menunjukkan Staphylococcus saprophyticus ICBB 9554 tumbuh baik pada media molase 2% (w/v), yakni mencapai (1,62±0,36)×108 CFU/ml, namun rendah pada media gula pasir yakni hanya berkisar (1,00±0,85)×104 hingga (1,03±0,85)×106 CFU/ml. Citrobacter freundii ICBB 9763 tumbuh baik pada media natrium asetat teknis berkisar (5,80±0,60)×106 hingga (2,07±0,85)×107 CFU/ml. Kedua mikrob menunjukkan kemampuan bekerja secara sinergis karena hasil uji hambat tidak terbentuknya zona hambat dan penggunaan bersama dalam sistem MFC menghasilkan arus listrik tertinggi, yakni 0,27 mA. Kedua mikrob mampu tumbuh pada kondisi salin yakni hingga kadar salinitas 4 dS/m Staphylococcus saprophyticus ICBB 9554 memiliki kepadatan (2,04±0,93)×106 CFU/ml, Citrobacter freundii ICBB 9763 (1,15±0,16)×107, dan ko-kultur (3.76±0.32)×107 CFU/ml. Pengujian kadar salin menghasilkan media pengayaan untuk ko-kultur adalah natrium asetat teknis 5 mM. Selain itu pertumbuhan kedua mikrob eksoeelektrogen baik kultur tunggal maupun ko-kultur tidak terganggu oleh faktor ekologis pH dan suhu. Hasil penelitian kedua uji coba pertama menunjukkan bahwa desain reaktor dengan anoda karbon aktif dan katoda kabel serabut mampu menghasilkan produksi
Keyword: Eksoeleltrogen, Listrik, Microbial Fuel Cell (MFC), Padi, Tanah Sawah

Judul: Performa Microbial Fuel Cell dengan Substrat Jerami Padi Hasil Pra-Perlakuan NaOH-Gelombang Mikro dan Inokulasi Bakteri Selulolitik
Abstrak: Microbial Fuel Cell (MFC) merupakan suatu sistem bioelektrokimia yang mampu mengubah substrat organik menjadi arus listrik dengan adanya mikrob sebagai biokatalis. Jerami padi merupakan salah satu residu biomassa hasil samping pertanian yang mengandung energi biokimia tinggi dalam bentuk selulosa. Akan tetapi selulosa yang mampu didegradasi secara biologis dilingkupi oleh matriks lignin yang bersifat resisten terhadap degradasi secara biologis. Oleh karena itu jerami padi perlu mengalami pra-perlakuan. Pra-perlakuan dalam penelitian ini adalah pra-perlakuan NaOH-gelombang mikro dan inokulasi bakteri selulolitik. Atas dasar kompatibilitas substrat jerami padi dengan bakteri selulolitik yang digunakan maka dilakukan isolasi dari jerami padi dengan berbagai tingkat dekomposisi. Sehingga tujuan dari penelitian ini meliputi: (1) mendapatkan bakteri selulolitik asal jerami padi dengan tingkat pelapukan berbeda yang potensial digunakan pada pra-perlakuan jerami padi dan sistem MFC; (2) mengevaluasi pengaruh pra-perlakuan jerami padi dengan NaOH-gelombang mikro dan inokulasi bakteri selulolitik hasil isolasi terhadap perubahan kandungan serat yang meliputi kadar lignin, selulosa, dan hemiselulosa; (3) mengevaluasi pengaruh pra-perlakuan jerami padi dengan NaOH-gelombang mikro dan inokulasi bakteri selulolitik hasil isolasi terhadap performa tegangan listrik, arus listrik dan power density sistem MFC; dan (4) mengevaluasi pengaruh pra-perlakuan jerami padi dengan NaOH-gelombang mikro dan inokulasi bakteri selulolitik hasil isolasi terhadap sifat elektrokimia dan biologis larutan anolit pada sistem MFC. Pada tahap isolasi bakteri selulolitik, sumber sampel dilakukan dengan metode purposive sampling method yakni dengan mengambil jerami padi dengan berbagai tingkat dekomposisi di lahan sawah. Pemilihan sumber jerami padi dengan berbagai tingkat pelapukan dimaksudkan peluang perolehan isolat yang kompatibel dengan substrat jerami padi. Selanjutnya bakteri selulolitik dari sampel jerami padi yang telah diambil secara aseptik diisolasi dengan metode isolasi spread plate pada medium agar CMC (Carboxy Methyl Cellulose). Bakteri selulolitik yang ada diseleksi dengan tahapan yang meliputi uji endoglukanase sebagai tahap seleksi awal, uji toleransi terhadap oksigen dengan tujuan memilih bakteri fakultatif anaerob, uji antagonisme dengan bakteri eksoelektrogen Staphylococcus saprophyticus ICBB 9554 untuk memilih bakteri selulolitik yang sinergis dengan Staphylococcus saprophyticus ICBB 9554, uji aktivitas enzim meliputi enzim eksoglukanase dan β-glukosidase sebagai sarana uji kuantitatif degradasi selulosa, serta uji pada sistem MFC untuk melihat kemungkinan bakteri seluloltik yang didapatkan memberi performa sistem MFC yang baik. Bakteri selulolitik potensial yang terpilih melaluti tahapan seleksi tersebut kemudian diidentifikasi secara molekuler melalui 16S rRNA. Jerami padi yang akan dijadikan substrat organik sistem MFC diberi pra-perlakuan terlebih dahulu yang meliputi pra-perlakuan NaOH-gelombang mikro menggunakan alat microwave dan inokulasi bakteri selulolitik hasil isolasi. Pengaruh pra-perlakuan terhadap jerami padi dianalisis melalui perubahan kandungan serat yang meliputi kandungan selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Setelah itu jerami padi masuk pada tahap percobaan sistem MFC. Penelitian terkait performa sistem MFC menggunakan rancangan acak lengkap faktorial yang terdiri dari tiga faktor dengan empat set perlakuan. Faktor pertama adalah konsentrasi jerami padi (0,2% (w/v); 0,4% (w/v) dan 0,6% (w/v)). Faktor kedua adalah sterilisasi jerami padi (steril dan tidak steril). Faktor ketiga adalah inokulasi bakteri eksoelektrogen, Staphylococcus saprophyticus ICBB 9554 (dengan penambahan dan tanpa penambahan). Sistem MFC menggunakan sistem desain dual chamber dari bahan akrilik yang dipisahkan oleh membran Proton Exchange Membrane (PEM) Nafion 117 yang masing-masing ruangan anoda dan katoda bervolume sekitar 250 ml, dengan elektroda dari carbon fiber yang
Keyword: arus listrik, efisiensi, power density, tegangan listrik, Xanthomonas translucens ICBB 9762

Judul: Monotonicity Properties of Trapezoid Sum Sequence on Class of Nonconvex and Nonconcave Function
Abstrak: Bernhard Riemann mendefinisikan integral tentu sebagai luas daerah di bawah kurva dari suatu fungsi real taknegatif pada sebuah interval yang tertutup dan terbatas. Beberapa alternatif yang dapat digunakan untuk menghampiri luas tersebut adalah Darboux sums melalui penjumlahan beberapa luas persegi panjang dan trapezoid sum melalui penjumlahan luas trapesium. Trapezoid sum lebih baik dalam menghampiri nilai integral untuk fungsi-fungsi yang well-behaved daripada Darboux sums. Untuk fungsi f yang bernilai real dan kontinu pada interval [a,b], f terintegral Riemann jika dan hanya jika f terintegral Darboux. Pada tesis ini ditunjukkan bahwa f terintegral Riemann jika dan hanya jika f terintegral secara trapesium. Misalkan f adalah suatu fungsi bernilai real yang kontinu pada interval [a,b]. Untuk setiap partisi P_n yang membagi [a,b] menjadi n subinterval dengan jarak yang sama, dibentuk trapezoid sum T_n (f) yang merupakan jumlah luas n trapesium sebagai pendekatan dari nilai integral f pada [a,b]. Jika f adalah fungsi konveks maka barisan trapezoid sum {T_n (f)} bersifat monoton turun dan akan bersifat monoton naik jika f fungsi konkaf. Fokus tesis ini adalah sifat kemonotonan barisan {T_n (f)} untuk fungsi f yang nonkonkaf dan fungsi f yang nonkonveks. Pada tesis ini dibuktikan sifat monoton turun dari {T_n (f)} secara generik tidak terjadi pada kelas fungsi nonkonkaf f, serta secara generik, barisan itu juga tidak monoton naik pada kelas fungsi nonkonveks. Meskipun demikian, sifat generik mengakibatkan bahwa untuk sebarang fungsi f baik di kelas fungsi nonkonkaf maupun nonkonveks, terdapat fungsi g yang menghampiri f sedemikian sehingga ekor barisan {T_n (g)} bersifat monoton. Ditunjukkan pula bahwa himpunan fungsi naik nonkonkaf dengan {T_n (f)} yang tidak monoton turun dense terhadap kelas fungsi naik nonkonkaf f. Hal tersebut juga ditunjukkan untuk himpunan fungsi turun nonkonkaf terhadap kelas fungsi turun nonkonkaf. Lalu, dibuktikan bahwa himpunan fungsi naik nonkonveks dan himpunan fungsi turun nonkonveks dengan {T_n (f)} yang tidak monoton naik, berturut-turut dense terhadap kelas fungsi naik nonkonveks dan turun nonkonveks. Himpunan-himpunan yang dense tersebut mengartikan bahwa setiap fungsi f pada kelas-kelas tersebut, dapat dihampiri oleh suatu fungsi g yang bersesuaian dengan kelas-kelas tersebut sedemikiam sehingga barisan {T_n (g)} tidak monoton., Bernhard Riemann defined definite integral as an area under the curve of a real nonnegative function on a closed bounded interval. The alternatives that can be used to estimate the area are Darboux sum which is sum of rectangular areas and trapezoid sum which is sum of trapezium areas. Trapezoid sum is better than Darboux sum as approximations toward the integral of well-behaved functions. Let f be a real valued continuous function on interval [a,b], f is Riemann integrable if and only if it is Darboux integrable. In this master’s thesis, it showed that f is Riemann integrable if and only if it is trapezium integrable. Let f be a real valued continuous function on interval [a,b]. For each partition P_n that divides the interval [a,b] into n equal length subintervals, defined trapezoid sum T_n (f) which is the total of n trapezium areas as an approach of integral value f on [a,b]. If f is a convex function then the trapezoid sum sequence {T_n (f)} is decreasing
Keyword: monotonicity, nonconcave, nonconvex, trapezoid sum