📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 101,300 dokumenSTUDI PENGARUH DEFORMASI CO-SEISMIC GEMPA ACEH TERHADAP BATAS DAERAH DAN NEGARA
Abstrak : Gempa dahsyat yang diiringi oleh tsunami di Aceh kemungkinan akan menghasilkan nilai co-seismic deformation yang cukup besar. Wilayah Aceh dan sekitarnya diprediksikan telah bergeser sekitar 2 meter bahkan lebih. Dengan deformasi sebesar ini, maka akan berdampak terhadap masalah geometrik data spasial di wilayah Aceh. Salah satunya adalah status geometri batas baik itu batas negara maupun batas daerah. Dengan data GPS yang diperoleh dari pengukuran lapangan di segmen Aceh setelah gempa tersebut terjadi, dapat dibuat model deformasi co-seismic dengan elastic half space. Dari model tersebut, dapat diturunkan besarnya pergeseran pada titik-titik batas baik itu batas negara maupun batas daerah yang berada pada segmen Aceh dan sekitarnya. Pergeseran titik-titik batas yang berada di sekitar Aceh akibat deformasi co-seimic memberikan dampak beragam, mulai dari 9.45 cm di titik batas prov1 di pantai barat batas Aceh-Sumut, sampai dengan yang tertinggi sebesar 260.3 cm, di titik batas kabupaten, antara Kabupaten Aceh Barat dan Aceh Besar yang berada di pantai barat dekat dengan pusat gempa. Deformasi co-seimic gempa Aceh ini memiliki arah apergeseran dikisaran 241 derajat sampai dengan 275 derajat atau rata-rata ke arah barat daya. Dengan diketahuinya pergeseran pada titik-titik batas daerah dan negara (dengan rata-rata orde meter) yang melebihi batas ketelitian yang harus dipenuhi untuk di darat (Untuk PBU dan PABU (Pilar Acuan Batas Utama) = +/- 15 cm dan untuk PBA dan PABA (Pilar Acuan Batas Antara) = +/- 25 cm) dan untuk di laut +/- 1.5 m. Maka status geometri titik-titik batas yang terdeformasi melebihi batas ketelitian tersebut sudah tidak sesuai dengan aspek teknis dan aspek legal yang harus dipenuhi oleh titik-titik batas tersebut. Sehingga seharusnya perlu dilakukan langkah-langkah dalam menyelesaikan masalah geometri titik batas ini.
STUDI IMPLEMENTASI PEDOMAN PENETAPAN DAN PENEGASAN BATAS DAERAH (Studi Kasus Kabupaten Bandung)
Abstrak : Kabupaten Bandung merupakan daerah otonom dimana mempunyai batas-batas wilayah yang berwenang mengatur dan mengurus urusan pemerintahan dan kepentingan masyarakat setempat menurut prakarsa sendiri berdasarkan aspirasi masyarakat. Kabupaten Bandung dibatasi oleh Rencana Kabupaten Bandung Barat,Kota Bandung ,Kabupaten Subang Kabupaten Purwakarta,Kabupaten Cianjur dengan pemasangan pilar batas utama sebanyak 70 pilar batas utama (PBU).Salah satu dari tahap penetapan dan penegasan yang terdapat pada Pedoman Penetapan dan Penegasan Batas Daerah (PPBD). Penentuan posisi pilar batas Kabupaten Bandung ini dilakukan dengan menggunakan alat GPS tipe geodetik dengan metode penentuan posisi yang digunakan adalah metode radial. Pengolahan data GPS yang dilakukan sebanyak 64 titik pilar batas utama dengan tujuan untuk membandingkan hasil koordinat dengan hasil pengolahan tim batas Kabupaten Bandung sehingga dapat melihat kesesuaian koordinat titik pilar batas Kabupaten Bandung. Hasil implementasi Pedoman Penetapan dan Penegasan Batas Daerah (PPBD) Kabupaten Bandung ini kurang sesuai dengan Pedoman Penetapan dan Penegasan Batas Daerah (PPBD) dan secara umum hasil pengolahan data GPS pilar batas Kabupaten Bandung memiliki selisih hasil koordinat yang relatif sama, hanya perbedaan yang sangat besar + 52 m pada titik pilar batas utama PBU003 dan PBU012 +/- 4 m dengan pengolahan yang dilakukan oleh sendiri untuk data checking kontrol kualitas.
ZONASI DAERAH RAWAN LONGSOR DENGAN METODE STABILITY INDEX MAPPING (SINMAP) (Studi Kasus: Kecamatan Pangalengan, Kabupaten Bandung)
Abstrak: Longsor sebagai bencana geologi yang telah sering terjadi di Indonesia dan banyak memakan korban, khususnya di Jawa Barat bagian selatan, sudah sepatutnya untuk diwaspadai dan dilakukan penanganan secara lebih baik, dari segi konsep, metode, sampai ke teknis di lapangan. Salah satu metode untuk menganalisis bencana longsor adalah metode Stability Index Mapping (SINMAP), dimana data-data yang digunakan pada metode ini yaitu, DEM, titik-titik yang pernah mengalami longsor pada area studi(landslide inventory), data curah hujan, data jenis tanah, yang akan diterapkan pada tugas akhir ini untuk menganalisis zona rawan longsor pada kecamatan Pangalengan, kabupaten Bandung. Indeks Stabilitas sebagai hasil akhir dari metode SINMAP akan ditumpang susunkan dengan peta tata guna lahannya untuk tujuan menghasilkan peta zonasi kestabilan lahan kecamatan Pangalengan.
SURVEI LOKASI UNTUK PELETAKAN ANJUNGAN EKSPLORASI MINYAK LEPAS PANTAI (Contoh Kasus Lapangan Matindok-Sulawesi Tengah)
Abstrak: Tahap awal dari program eksplorasi minyak lepas pantai, anjungan untuk pengeboran harus diletakkan pada lokasi yang aman dan target yang telah direncanakan. Untuk memastikan hal tersebut, target pengeboran yang telah direncanakan harus memberikan gambaran yang cukup dan memiliki prospek yang baik untuk kesuksesan pengeboran. Untuk keperluan hal tersebut, beberapa data dasar dibutuhkan bagi seluruh lokasi pengeboran. Data tersebut mencakup posisi (lintang, bujur, dan kedalaman laut), target di bawah dasar laut, kondisi geologi dasar laut. Informasi-informasi tersebut diperoleh melalui survei lokasi, survei lokasi juga mencakup studi met-ocean untuk menentukan cuaca, angin, gelombang, pasut, dan berbagai kemungkinan yang ditimbulkan oleh hal-hal tersebut pada desain instalasi anjungan. Dalam tugas akhir ini dikaji tahapan-tahapan dari survei lokasi serta faktor-faktor yang mempengaruhi kesuksesan survei lokasi untuk eksplorasi minyak lepas pantai.
MODEL PENENTUAN JALUR PENGANGKUTAN SAMPAH PERKOTAAN DENGAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS (Studi Kasus: Wilayah Bandung Barat)
Abstrak: Untuk menghindari masalah akibat sampah, tempat tempat pembuangan sampah yang terdiri dari tempat tempat pembuangan sementara (TPS) dan tempat pembuangan akhir (TPA) ditempatkan di daerah perkotaan. Sampah dari sumber-sumber sampah dikumpulkan sementara di TPS untuk kemudian diangkut ke TPA. Penumpukan sampah pada TPS sebelum diangkut ke TPA sangat mungkin bahkan sering terjadi. Penentuan jalur pengangkutan sampah merupakan salah satu upaya untuk mewujudkan suatu sistem pengangkutan sampah perkotaan demi menghindari penumpukan sampah. Pembangunan model penentuan jalur pengangkutan sampah akan memberikan rekomendasi jalur untuk digunakan dalam pengangkutan sampah. Pemodelan jalur pengangkutan sampah perkotaan dengan Sistem Informasi Geografis dapat memberikan model jalur yang diinginkan.
PENYUSUNAN TIPOLOGI PERUBAHAN TUTUPAN LAHAN DI WILAYAH BANDUNG
Abstrak : Informasi mengenai perubahan tutupan lahan merupakan hal yang penting untuk diketahui dalam kegiatan perencanaan yang digunakan sebagai salah satu data untuk mengetahui karakteristik suatu wilayah sehingga arah perencanaan yang akan dilaksanakan menjadi lebih baik. Data perubahan tutupan lahan suatu wilayah umumnya bervariasi dan jumlahnya tersebar pada beberapa lokasi sehingga menyebabkan data perubahan tutupan lahan tidak langsung dapat digunakan karena data tersebut sukar dimengerti. Untuk mengatasi masalah tersebut maka data perubahan tutupan lahan perlu disusun sedemikian rupa agar mudah dibaca, mudah dilihat keterkaitannya satu dengan yang lain, dan informatif. Salah satu pendekatan yang dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan tersebut yaitu dengan menggunakan metode tipologi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menyusun tipologi perubahan tutupan lahan di wilayah Bandung. Tahapan penelitiannya adalah mengelompokkan perubahan-perubahan tutupan lahan yang memiliki jenis sama untuk selanjutnya diklasifikasikan dengan menggunakan metode Equal Interval . Hasil yang didapat adalah tipologi perubahan tutupan lahan yang selanjutnya dapat digunakan untuk melihat dominasi karakteristik wilayah Bandung.
ANALISIS KERAPATAN VEGETASI MENGGUNAKAN FOREST CANOPY DENSITY (FCD) DAN RADAR BACKSCATTERING JERS-1 SAR
Abstrak: Memasuki abad 21, pembangunan kehutanan Indonesia dihadapkan pada permasalahan yang makin kompleks. Salah satu permasalahan yang dihadapi adalah masalah deforestasi hutan dengan laju yang tinggi. Berdasarkan pertimbangan di atas, diperlukan suatu pemikiran yang serius mengenai pengelolaan vegetasi di masa kini dan masa yang akan datang. Penelitian ini mencoba menerapkan teknologi Penginderaan Jauh untuk menganalisis kerapatan vegetasi daerah Kabupaten Bandung Selatan menggunakan Citra Landsat TM dan Citra JERS-1 SAR. Citra Landsat TM diolah menggunakan metode prosentase tutupan tajuk (Forest Canopy Density) dan Citra JERS-1 SAR diolah menjadi Peta Backscatter. Hasil penelitian ini berupa korelasi antara metode FCD dengan Radar Backscatter dalam menganalisis kerapatan vegetasi.
STUDI PERGERAKAN TANAH MENGGUNAKAN GPS KONTINYU (Studi Kasus Rellief Well 01 LAPINDO Porong - Sidoarjo)
Abstrak tidak tersedia.
SINTESIS DAN KARAKTERISASI MATERIAL BIOKOMPOSIT FOTOKATALIS TIO2/ZNTIO3/ALGA SERTA APLIKASINYA UNTUK PENGOLAHAN LIMBAH ZAT WARNA
Data Kementerian Perindustrian menunjukkan bahwa Industri Tekstil dan Produk Tekstil (TPT) merupakan salah satu sektor manufaktur yang mencatat pertumbuhan Produk Domestik Bruto (PDB) sebesar 4,64% pada kuartal I tahun 2025 (yoy) dan berkontribusi 0,99% terhadap PDB nasional. Dalam proses produksi tekstil, zat warna sintetis lebih banyak digunakan dibandingkan zat warna alami karena harganya lebih murah dan menghasilkan warna yang lebih cerah. Salah satu zat warna yang umum dipakai adalah metil jingga, yaitu zat warna azo anionik yang bersifat karsinogenik, toksik, mutagenik, serta mudah larut dalam air. Pengelolaan limbah zat warna yang tidak tepat dapat menimbulkan pencemaran lingkungan sehingga diperlukan metode pengolahan yang efektif dan efisien. Metil jingga dapat ditangani melalui berbagai metode seperti adsorpsi, koagulasi, flokulasi, proses biologis, ekstraksi, enzimatik, maupun filtrasi. Namun, metode-metode tersebut memiliki sejumlah keterbatasan, antara lain konsumsi energi yang tinggi, efisiensi proses rendah, terbentuknya lumpur (sludge), waktu paruh yang pendek, fouling pada membran, terbentuknya limbah sekunder, kesulitan regenerasi, serta biaya yang relatif mahal, sehingga dianggap kurang ekonomis. Metode fotokatalisis memiliki keunggulan dibanding metode konvensional karena produk yang dihasilkan relatif tidak beracun, tidak menghasilkan lumpur (sludge), serta material fotokatalis dapat digunakan kembali. Reaksi fotokatalisis membutuhkan material semikonduktor, di antaranya TiO? yang memiliki energi celah pita sebesar 3,2 eV sehingga hanya aktif di bawah sinar UV. Mengingat sinar matahari hanya mengandung sekitar 5% UV dan 45% cahaya tampak, diperlukan modifikasi TiO? agar dapat bekerja di bawah cahaya tampak. Salah satu pendekatan adalah dengan menambahkan oksida logam lain. Pada penelitian ini dipilih ZnTiO?, yang bersifat fotoaktif dan stabil pada suhu tinggi, sehingga membentuk material komposit TiO?/ZnTiO?. Komposit tersebut disintesis menggunakan metode one- step sol-gel yang sederhana, dapat dilakukan pada suhu ruang dan tekanan atmosfer, serta tidak memerlukan instrumen rumit. Selain itu, efek suhu kalsinasi terhadap karakteristik material dan pengaruh sistem aerasi selama proses fotokatalisis turut dipelajari. Di sisi lain, mikroalga Chlorella vulgaris digunakan untuk membentuk biokomposit fotokatalis TiO?/ZnTiO?/alga. Mikroalga ini dipilih karena hidup di air tawar, uniseluler, mudah dikultivasi, serta memiliki kandungan klorofil tinggi yang mampu menghasilkan spesies reaktif tambahan melalui fotosintesis, sehingga dapat meningkatkan efisiensi fotokatalisis. Material baru TiO?/ZnTiO?/alga berhasil dikembangkan dengan memanfaatkan kemudahan sintesis TiO?/ZnTiO? serta kelimpahan dan kemudahan kultivasi mikroalga sebagai representasi sumber energi terbarukan yang menjanjikan. Dalam penelitian ini, komposit TiO?/ZnTiO? disintesis melalui metode sintesis sol-gel satu langkah (one-step sol-gel) menggunakan titanium (IV) etoksida dan seng asetat dihidrat sebagai prekursor, etanol-air sebagai pelarut, serta PVP sebagai agen penstabil dan pengarah struktur. Biokomposit fotokatalis TiO?/ZnTiO?/alga kemudian difabrikasi dengan teknik suspensi menggunakan mikroalga Chlorella vulgaris. Analisis SEM-EDX menunjukkan bahwa baik TiO?/ZnTiO? maupun TiO?/ZnTiO?/alga memiliki morfologi berbentuk bola (spherical) dengan distribusi unsur yang homogen, menandakan terbentuknya komposit dan biokomposit yang baik. Difraktogram XRD mengonfirmasi keberadaan fasa TiO?-anatase, TiO?-rutil, dan ZnTiO?, dengan ZnTiO? mulai terbentuk pada suhu kalsinasi ?600 ?. HRTEM-SAED memberikan informasi mengenai struktur kristal dan orientasi pada skala nanometer. Selain itu, analisis adsorpsi-desorpsi N? menunjukkan bahwa material termasuk tipe IV menurut klasifikasi IUPAC, dengan loop histeresis tipe H3. Sementara itu, hasil analisis energi celah pita menggunakan UV-DRS menunjukkan nilai 3,10–2,95 eV, yang menandakan bahwa material hasil sintesis telah mendekati area kerja di bawah sinar tampak. Reaksi fotokatalisis dilakukan menggunakan dua jenis reaktor, yaitu immerse- illumination dengan lampu UV 300 W dan reaktor dengan lampu merkuri 160 W. Hasil optimasi parameter menunjukkan kondisi optimum sebagai berikut: material terbaik adalah TiO?/ZnTiO? (TZ600), pH optimum 4, dosis material 1,2 g/L (reaktor UV 300 W) dan 100 mg (reaktor lampu merkuri 160 W), serta konsentrasi analit 4 ppm. Proses adsorpsi pada material mengikuti kinetika orde dua semu dengan konstanta laju reaksi (k) sebesar 3,28 x 10-1 g mg-1 min-1. Pada reaktor UV 300 W, TiO? komersial menunjukkan kinerja lebih baik (k = 4,66 x 10-1 jam?¹) dibandingkan TiO?/ZnTiO? sebesar 3,84 x 10-1 jam?¹, dan TiO?/ZnTiO?/alga sebesar 3,42 x 10-2 jam?¹. Namun, pada reaktor dengan lampu merkuri 160 W, baik TiO?/ZnTiO? (k = 2,93 x 10-2 menit-1) maupun TiO?/ZnTiO?/alga (k = 3,18 x 10-2 menit-1) menunjukkan kinerja lebih tinggi dibandingkan TiO? komersial (k = 1,53 x 10-3 menit-1). Studi aktivitas fotokatalisis TiO?/ZnTiO? dan TiO?/ZnTiO?/alga dilakukan pada kondisi reaksi optimum. Uji spesi aktif menunjukkan bahwa radikal hidroksil (•OH) merupakan spesi dominan pada fotokatalisis oleh TiO?/ZnTiO?, sedangkan radikal superoksida (•O??) lebih dominan pada TiO?/ZnTiO?/alga. Uji keberulangan menunjukkan bahwa TiO?/ZnTiO? dapat digunakan hingga empat siklus tanpa kehilangan performa signifikan, sementara TiO?/ZnTiO?/alga mengalami penurunan aktivitas sejak siklus awal. Pengujian pada sampel nyata limbah sungai di sekitar pabrik tekstil menggunakan metode spike memperlihatkan bahwa material hasil sintesis mampu mendegradasi metil jingga secara efektif. Dengan demikian, komposit fotokatalis TiO?/ZnTiO? dan biokomposit fotokatalis TiO?/ZnTiO?/alga berpotensi besar sebagai material fotokatalis yang efisien, selektif, mudah difabrikasi, dan aplikatif untuk pengolahan limbah zat warna di lingkungan perairan
PENGEMBANGAN BIOKOMPOSIT KARET ALAM/SILIKA SEBAGAI ELASTO BALL UNTUK PROSES PENCUCIAN GARMEN
Dalam industri fashion, salah satu faktor yang memberikan nilai jual tinggi adalah tampilan vintage pada produk garmen. Efek kelusuhan atau distressed look meningkatkan nilai estetika sekaligus nilai jual produk. Untuk mendapatkan efek tersebut, dilakukan proses garment wash, baik pada bahan rajut maupun tenun, dengan metode pencucian seperti stone wash dan acid wash. Proses stone wash dan acid wash pada industri tekstil umumnya menggunakan batu apung sebagai media abrasif yang berfungsi mengikis permukaan kain, sehingga menghasilkan tampilan yang lebih lusuh dan warna yang pudar secara estetis. Pada metode acid wash, batu apung terlebih dahulu direndam dalam larutan kalium permanganat (KMnO?) dalam suasana asam, sebelum dilanjutkan dengan proses netralisasi. Kalium permanganat, sebagai agent oksidasi kuat, bereaksi dengan kain untuk menghasilkan efek pemudaran warna. Gesekan batu apung selama proses pencucian membantu dalam penghilangan partikel warna dari serat kain, menciptakan pola warna yang kontras dan permukaan kain yang lebih lembut.Namun, penggunaan batu apung dalam pencucian garmen memiliki sejumlah kendala. Pertama, batu apung bersifat rapuh dan mengalami degradasi setelah 3–5 kali pemakaian, sehingga perlu sering diganti dan meningkatkan biaya operasional. Kedua, setelah proses pencucian, partikel batu apung yang hancur menyebabkan penumpukan residu dalam mesin cuci industri sehingga membutuhkan tenaga, energi, dan air yang lebih banyak untuk proses pembersihan. Ketiga, penggunaan batu apung pada bahan rajut berisiko menyebabkan cacat lubang pada kain akibat hantaman batu apung selama pencucian. Data industri washing laundry menunjukkan bahwa 5–10% produk mengalami cacat lubang, sehingga masuk dalam kategori below standard dan mengurangi nilai jual produk.Berbagai penelitian telah dilakukan untuk mencari alternatif batu apung. Salah satu inovasi yang dikembangkan adalah penggunaan thermocol ball, yang berbasis stretch polystyrene. Namun, thermocol ball hanya efektif dalam proses bio wash dan tidak dapat digunakan pada acid wash, karena material ini tidak mampu menyerap kalium permanganat, serta memiliki kepadatan rendah yang menyebabkan selalu mengapung di permukaan larutan pencuci. Selain itu, thermocol ball tidak memiliki sifat abrasif yang cukup untuk menggantikan batu apung dalam proses pencucian garmen. ii Untuk mengatasi keterbatasan ini, dikembangkan material bola pencuci berbasis karet alam, yang dirancang agar memiliki sifat abrasif, porositas yang baik, serta ketahanan termal yang lebih tinggi dibandingkan material alternatif lainnya. Karet alam dipilih sebagai bahan dasar karena sifat elastisitasnya yang memungkinkan pembentukannya menjadi bola dengan penambahan bahan pengisi. Salah satu bahan pengisi alami yang potensial adalah sekam padi, yang dapat diolah menjadi silika murni ataupun dalam bentuk silika-lignin hybrid filler. Tujuan utama penelitian ini adalah mengembangkan material bola pencuci/Elasto Ball berbasis karet alam dan bahan pengisi sekam padi yang memiliki pori dan sifat abrasif untuk menggantikan batu apung dalam proses pencucian garmen. Material ini dirancang agar dapat digunakan dalam industri tekstil, khususnya pada proses garment wash, dengan menawarkan keunggulan dari segi efisiensi, ketahanan, dan dampak lingkungan dibandingkan material konvensional yang telah ada. Penelitian berbahan elastomer dari karet alam dan pengisi/filler silika hasil sintesis dari sekam padi dilakukan sebagai pengganti thermocol ball dengan memperhatikan fungsi batu apung. Di sisi lain, pengisi silika bersifat polar sehingga membutuhkan coupling agent untuk merekatkan bahan pengisi karet dan silika menggunakan silan coupling agent, proses memodifikasi permukaan silika dan silika lignin ditambahkan dengan agent coupling silan NXT (3-Octanoilthio-1-propiltrietoksisilan), selanjutnya membuat bola pencuci dengan mencampurkan karet alam dan bahan pengisi serta mencetaknya didalam mesin cetak tekan (compression molding) dengan ukuran 2 cm, 3 cm, dan 4 cm. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa ekstrak silika dan hibrida silika-lignin dengan prekursor abu sekam padi (RHA) telah berhasil disintesis dengan rendemen abu dan silika pada sekam padi diperoleh 22,23% dengan kandungan silika 78,79%, lignin 18,93%, dan pengotor 2,18%. Hasil FTIR menunjukkan spektrum hibrida silika-lignin menunjukkan puncak serapan kuat pada 1070,57 cm-1 dan 1066cm-1, serta gugus fungsi lignin ditetapkan pada 1614,45 cm-1 dan 1585,66 cm-1. Analisis X-Ray Fluorescence (XRF) menunjukkan bahwa filler silika dan silika-lignin hibrida mengandung unsur silika sebesar 82%, yang menandakan tingkat kemurnian tinggi pada kedua material. Hasil karakterisasi X-Ray Diffraction (XRD) mengindikasikan bahwa silika dan silika-lignin hibrida memiliki struktur poliamorf dengan intensitas maksimum pada sudut 2? = 22°, sesuai dengan karakteristik silika amorf. Analisis Brunauer–Emmett–Teller (BET) menunjukkan bahwa luas permukaan spesifik silika sebesar 117,411 m²/g meningkat menjadi 178,945 m²/g pada silika-lignin hibrida. Peningkatan luas permukaan tersebut menunjukkan bahwa integrasi lignin dalam matriks silika mampu memperluas area aktif permukaan dan berpotensi meningkatkan interaksi antarmuka dalam aplikasi material komposit karet. Kemampuan thermal dengan Analisis TG/DTA menunjukkan bahwa kedua jenis filler terjadi dalam dua zona temperatur. Zona Pertama (80–100°C) dan zona kedua (200–700°C) dengan persentase kehilangan berat silika (Si-NXT) adalah 3,8%, sedangkan silika lignin hybrid (Si-Lig-NXT) mengalami kehilangan berat 2,5%. Persentase kehilangan berat di zona ini adalah 6,7% untuk silika-NXT dan 4% untuk silika lignin hybrid-NXT. Silika memiliki struktur kristalin dengan puncak difraksi yang tajam pada 2? sekitar 22-25°, setelah dilakukan proses silanasi menunjukkan puncak difraksi yang sangat tajam iii menghasilkan struktur yang kristalin kisaran 2? sekitar 15-20° dan 25-30°. Porositas Elasto Ball sampai dengan 10 % , material ini bersifat abrasif memiliki kemamapuan penurunan warna sampai 40% untuk proses pencucian garmen, dengan kekerasan 20 – 25 shore A. Analisis kinerja pakai Elasto Ball dilakukan sampai 10 kali siklus pencucian, untuk Elasto Ball dengan ukuran 2 cm sampai dengan 7 kali pencucian, Elasto Ball ukuran 3 cm sampai 4 kali pencucian dan Elasto Ball 4 cm sampai dengan 3 kali pencucian. Perfoma Elasto Ball diukur meliputi pengujian penurunan warna 40 – 50% menunjukkan grade A, 30% menunjukan grade B dan kurang dari 30% menunjukkan below standard berdasarkan standar industrial washing laundry. Perubahan massa Elasto Ball stabil sampai dengan 10 kali pencucian. Standar mutu berdasarkan uji mutu kain rajut menunjukkan bahwa performa Elasto Ball masih memenuhi persyaratan minimal uji jebol kain minimum 5 kgf/cm2 sampai dengan 7-8 kali pencucian. Elasto Ball dapat dijadikan sebagai alternatif pengganti batu apung.
PENGEMBANGAN KANDIDAT VAKSIN TERAPEUTIK MULTIEPITOP BERBASIS PROTEIN E1 DAN E2 HUMAN PAPILLOMAVIRUS TIPE 16, 18, 45, DAN 52 MELALUI PENDEKATAN IN SILICO DAN UJI ANTIGENISITAS
Kanker serviks merupakan salah satu masalah kesehatan utama pada perempuan. Data Global Cancer Observatory (GCO) tahun 2022 menunjukkan bahwa kanker serviks menempati peringkat keempat penyebab kematian pada perempuan di dunia, dengan sekitar 662.301 kasus baru dan 348.874 kematian. Di Indonesia, kanker serviks menempati urutan kedua setelah kanker payudara dengan 66.271 kasus baru dan lebih dari 36.964 kematian setiap tahunnya. Sebagian besar kasus kanker serviks disebabkan oleh infeksi persisten Human Papillomavirus (HPV) risiko tinggi, terutama tipe 16, 18, 45, dan 52. Kondisi ini menegaskan pentingnya pengembangan strategi terapeutik yang lebih efektif. Vaksin profilaksis yang tersedia (Cervarix, Gardasil, Gardasil 9) terbukti mampu mencegah infeksi HPV baru, tetapi tidak efektif terhadap infeksi yang telah berlangsung. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi potensi protein E1 dan E2 HPV sebagai kandidat vaksin terapeutik multiepitop yang mampu memicu respons imun seluler terhadap infeksi HPV yang telah terjadi. Protein E1 berperan sebagai helikase DNA esensial dengan laju mutasi yang rendah, sedangkan E2 berfungsi sebagai regulator transkripsi yang menekan ekspresi onkoprotein E6 dan E7. Kedua protein ini diekspresikan secara dominan pada tahap awal infeksi HPV dan memiliki peran penting dalam replikasi serta regulasi genetik virus, sehingga menjadikannya target imunoterapeutik yang menjanjikan. Perancangan kandidat vaksin dilakukan melalui pendekatan in silico berbasis reverse vaccinology dan selanjutnya divalidasi antigenisitasnya melalui analisis in vitro. Pendekatan reverse vaccinology diawali dengan prediksi epitop antigenik secara komputasional, kemudian dilakukan penyaringan untuk memastikan bahwa urutan epitop tidak menunjukkan homologi signifikan dengan protein manusia. Prediksi epitop sel T sitotoksik (CTL) mengidentifikasi empat kandidat dengan afinitas pengikatan tinggi terhadap molekul HLA kelas I, sedangkan prediksi epitop sel T helper (HTL) menghasilkan sembilan kandidat dengan afinitas tinggi terhadap HLA kelas II serta potensi induksi sitokin kunci, yaitu IL-2 dan IFN-?. Semua epitop terpilih divalidasi lebih lanjut dan terbukti bersifat antigenik, nonalergenik, serta nontoksik. Kombinasi epitop CTL dan HTL diharapkan dapat memicu aktivasi sinergis sel T CD8? dan CD4?, sehingga memperkuat respons imunitas adaptif terhadap sel yang terinfeksi HPV. Kandidat vaksin multiepitop dirancang dengan peptida penghubung untuk menjaga fleksibilitas dan presentasi epitop yang efisien. Konstruksi akhir terdiri dari 211 residu asam amino dengan massa molekul sekitar 22,7 kDa. Analisis sifat fisikokimia secara in silico menunjukkan bahwa konstruksi vaksin memiliki titik isoelektrik (pI) 9,83, indeks alifatik 74,45 yang mengindikasikan kestabilan termal, serta indeks ketidakstabilan 25,7 yang dikategorikan stabil. Pemodelan struktur tiga dimensi menunjukkan bahwa elemen struktur sekundernya didominasi oleh ?-sheet (42,65%) dan random coil (40,28%), yang memberikan fleksibilitas konformasi pada molekul. Validasi stereokimia menunjukkan bahwa lebih dari 93% residu berada pada wilayah yang disukai dalam plot Ramachandran, mengindikasikan kualitas geometri model yang baik. Nilai Z-score ProSA sebesar ?3,04 berada dalam rentang yang umum untuk protein alami dengan ukuran sebanding, sehingga model yang dihasilkan dapat dianggap memiliki kualitas struktural yang reliabel. Stabilitas dan kekuatan interaksi antara kandidat vaksin multiepitop dan reseptor imun dianalisis menggunakan simulasi dinamika molekul selama 100 ns. Energi bebas pengikatan kompleks kemudian dihitung dengan metode MM/GBSA untuk menilai kekuatan interaksi molekul. Hasil analisis menunjukkan bahwa kompleks vaksin–TLR4 dan vaksin–BCR memiliki energi bebas pengikatan masing-masing sebesar ?66,8 kcal·mol?¹ dan ?82,1 kcal·mol?¹, yang mengindikasikan interaksi kuat dan stabil. Hasil in silico ini menunjukkan bahwa kandidat vaksin multiepitop memiliki potensi imunogenisitas yang baik. Simulasi respon imun menunjukkan pola aktivasi yang konsisten, diawali dengan peningkatan IgM pada fase awal yang kemudian bertransisi menjadi dominasi IgG1 dan IgG2 sebagai tanda terjadinya class switching serta pematangan respon imun adaptif. Aktivasi ini disertai peningkatan populasi sel B memori yang berperan dalam perlindungan jangka panjang dan sel T sitotoksik (CD8?) yang berfungsi mengeliminasi sel terinfeksi HPV. Selain itu, produksi sitokin proinflamasi seperti IFN-?, IL-2, dan TNF-? meningkat secara signifikan, mencerminkan polarisasi respon imun tipe Th1 yang esensial bagi imunitas seluler terhadap infeksi virus maupun sel kanker. Hasil ini sejalan dengan prediksi interaksi kandidat vaksin dengan BCR dan MHC, yang menunjukkan kemampuannya dalam menstimulasi respon humoral dan seluler secara sinergis, sehingga mendukung potensi kandidat vaksin multiepitop berbasis E1/E2 sebagai vaksin terapeutik HPV yang efektif. Kandidat vaksin multiepitop hasil desain kemudian diekspresikan secara in vitro melalui kloning gen kandidat ke plasmid pET30a dan ekspresi pada E. coli ArcticExpress (IPTG 0,5 mM; 10 °C; 20 jam). Selanjutnya kandidat vaksin multiepitop yang diperoleh dimurnikan protein rekombinan dengan kromatografi afinitas Ni-NTA sehingga didapatkan konsentrasi sebesar 819 µg/mL. Uji antigenisitas menggunakan metode indirect ELISA memperlihatkan pengenalan spesifik oleh antibodi primer Anti-HPV16 E1+E4 (Abcam, ab20190) dan antibodi sekunder Rabbit Anti-Mouse IgG H&L (HRP) (Abcam, ab6728) yang ditunjukkan oleh kenaikan absorbansi pada 450 nm. Hasil ini menunjukkan bahwa kandidat vaksin multiepitop dapat mempertahankan sifat antigeniknya setelah diekspresikan pada sistem bakteri. Secara keseluruhan, bukti komputasional yang diperoleh melalui analisis imunoinformatika, pemodelan molekuler, dan simulasi dinamika molekul, serta verifikasi awal secara in vitro, memberikan dukungan kuat terhadap kandidat vaksin multiepitop HPV berbasis protein E1/E2. Hasil penelitian ini telah memberikan landasan ilmiah yang kuat dengan menunjukkan potensi stabilitas dan antigenisitas kandidat vaksin multiepitop berbasis E1/E2, sehingga memperkuat urgensi untuk melanjutkannya ke tahap penelitian uji in vivo dan praklinis dengan pendekatan eksperimental yang lebih komprehensif sebelum menuju uji klinis. Hasil penelitian ini tidak hanya menegaskan potensi kandidat vaksin yang dirancang, tetapi juga dapat membuka jalan bagi pengembangan vaksin terapeutik HPV yang hingga kini belum tersedia secara klinis. Dengan demikian, penelitian ini berperan sebagai langkah awal dalam pengembangan strategi vaksinasi terapeutik untuk pengendalian kanker serviks, serta menjadi landasan bagi studi lanjutan pada tahap pengembangan berikutnya
ANALISIS DINAMIKA KOMPLEKS JEJAK AIR: STUDI KASUS PERBANDINGAN DAS CITARUM (INDONESIA) DAN DAS NAM NGUM (LAOS)
Disertasi ini menyajikan analisis komprehensif mengenai jejak air pada dua daerah aliran sungai (DAS) yang penting, yaitu Daerah Aliran Sungai Citarum di Indonesia dan Daerah Aliran Sungai Nam Ngum di Laos. Penelitian ini menggunakan konsep jejak air, yang mencakup total volume air yang digunakan dalam produksi pertanian serta air yang diperlukan untuk mengencerkan pupuk kimia, sebagai ukuran umum konsumsi air tawar. Kajian ini menganalisis dinamika penggunaan air melalui tiga komponen utama jejak air, yaitu jejak air hijau, biru, dan abu-abu, khususnya pada komoditas utama seperti padi, jagung, tebu, singkong, dan kedelai. Dalam pertanian lahan tadah hujan, pemahaman mengenai penggunaan air hijau menjadi sangat penting. Jejak air hijau merujuk pada volume air hujan yang diserap oleh tanaman, yang berperan penting dalam menjaga keberlanjutan ekosistem, mempertahankan sifat tanah, dan mendukung efisiensi penggunaan air. Jejak air biru merepresentasikan volume air permukaan dan air tanah yang berasal dari sungai, danau, dan akuifer, termasuk air yang digunakan untuk keperluan irigasi. Pengendalian jejak air biru sangat penting untuk melindungi ekosistem air tawar, mencegah degradasi habitat, serta menjamin ketersediaan air bagi masyarakat lokal dan generasi mendatang. Penelitian ini menekankan pentingnya jejak air abu-abu, yang didefinisikan sebagai volume air tawar yang diperlukan untuk mengasimilasi polutan—terutama pestisida dan pupuk—yang dihasilkan dari praktik pertanian agar memenuhi standar kualitas air tertentu. Metode perhitungan jejak air abu-abu dapat berbeda dari komponen hijau dan biru, namun keberadaannya sangat penting. Analisis jejak air abu-abu menyoroti urgensi pengendalian pencemaran serta menjelaskan dampak limpasan pupuk terhadap lingkungan. Komponen ini berperan penting dalam perumusan kebijakan yang bertujuan meningkatkan kualitas air, meminimalkan kerusakan lingkungan, dan melindungi kesehatan masyarakat, sehingga mendukung tujuan utama pengelolaan air pertanian yang berkelanjutan. Penelitian ini melakukan analisis dinamika kompleks terhadap jejak air di DAS Citarum dan DAS Nam Ngum dengan mengombinasikan persamaan hidro-fisika (pendekatan neraca air) dan teknik pemodelan hidrologi lanjutan menggunakan model SWAT (Soil and Water Assessment Tool) untuk mengkuantifikasi dan membandingkan jejak air hijau, biru, dan abu-abu yang terkait dengan komoditas pertanian utama. Analisis dinamika ini mengintegrasikan dimensi temporal dan spasial, sehingga mampu menangkap variasi pola penggunaan air sebagai respons terhadap perubahan iklim, penggunaan lahan, dan input pertanian dari waktu ke waktu. Dengan mengintegrasikan data iklim, peta penggunaan lahan, karakteristik tanah, dan parameter hidrologi, model mensimulasikan keluaran utama seperti evapotranspirasi, limpasan permukaan, dan pengisian ulang air tanah. Persamaan Penman–Monteith digunakan dalam model SWAT untuk mengestimasi evapotranspirasi referensi, yang mencerminkan keseimbangan energi dan proses aerodinamik secara rinci. Dinamika air tanah dianalisis lebih lanjut menggunakan Hukum Darcy untuk memodelkan aliran bawah permukaan dalam akuifer. Analisis ini juga mencakup jejak air abu-abu, yang dihitung menggunakan pemodelan beban polutan berdasarkan prinsip neraca massa dan ambang batas konsentrasi polutan. Komponen ini menggambarkan volume air tawar yang diperlukan untuk mengencerkan polutan agro-kimia agar memenuhi standar kualitas air, sehingga menambahkan dimensi lingkungan yang penting dalam analisis jejak air. Melalui pendekatan sistem terpadu ini, penelitian memberikan pemahaman mendalam mengenai dinamika penggunaan air serta keterkaitan antara aktivitas manusia, proses alami, dan keberlanjutan sumber daya air tawar di kedua DAS. Metodologi penelitian mencakup pengumpulan data lapangan secara ekstensif, perumusan neraca air, pemodelan hidrologi, dan analisis statistik, yang memungkinkan kajian mendalam terhadap fluktuasi temporal dan variasi spasial jejak air di berbagai provinsi dalam masing-masing DAS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jejak air (WF) di Daerah Aliran Sungai Citarum (CTRRB) secara umum lebih tinggi dibandingkan dengan Daerah Aliran Sungai Nam Ngum (NNRB) untuk seluruh komoditas yang dianalisis. Untuk tanaman padi, rata-rata jejak air hijau, biru, abu-abu, dan total di CTRRB masing-masing berkisar antara 3,0–3,5 m3/kg, 1,0–1,3 m3/kg, 0,30–0,40 m3/kg, dan 4,13–5,36 m3/kg. Sebaliknya, NNRB menunjukkan nilai yang lebih rendah, yaitu 1,5–2,0 m3/kg (jejak air hijau), 0,8–1,0 m3/kg (jejak air biru), 0,20–0,28 m3/kg (jejak air abu-abu), dan 2,49–3,54 m3/kg (jejak air total). Hal ini menunjukkan bahwa budidaya padi di CTRRB mengonsumsi air yang lebih besar—baik dari curah hujan maupun irigasi—serta menghasilkan tingkat pencemaran air yang lebih tinggi, yang mengindikasikan efisiensi penggunaan air yang lebih rendah dan beban lingkungan yang lebih besar. Untuk produksi jagung, CTRRB memiliki jejak air sebesar 2,0–3,0 m3/kg (hijau), 0,8–1,2 m3/kg (biru), 0,20–0,30 m3/kg (abu-abu), dan 2,78–4,70 m3/kg (total). Sebaliknya, NNRB menunjukkan nilai yang lebih rendah, yaitu 1,1–1,4 m3/kg (hijau), 0,7–0,9 m3/kg (biru), 0,20–0,28 m3/kg (abu-abu), dan 2,16–2,81 m3/kg (total). Hal ini menunjukkan bahwa produksi jagung di NNRB lebih efisien dalam penggunaan air dan lebih berkelanjutan secara lingkungan, khususnya dalam pemanfaatan air hujan dan kebutuhan air total. Pada komoditas tebu, CTRRB memiliki jejak air hijau, biru, abu-abu, dan total masing-masing sebesar 0,17–0,20 m3/kg, 0,023–0,037 m3/kg, 0,015–0,017 m3/kg, dan 0,21–0,25 m3/kg. Sementara itu, NNRB menunjukkan jejak air hijau yang lebih rendah (0,124–0,13 m3/kg), jejak air biru yang lebih tinggi (0,046–0,048 m3/kg), rentang jejak air abu-abu yang lebih luas (0,016–0,030 m3/kg), serta jejak air total sebesar 0,19–0,21 m3/kg. Hal ini menunjukkan bahwa meskipun produksi tebu di NNRB menggunakan lebih banyak air biru dan memiliki risiko pencemaran yang lebih tinggi, ketergantungannya terhadap air hujan lebih rendah, sehingga menghasilkan jejak air total yang sebanding atau sedikit lebih rendah dibandingkan CTRRB. Untuk singkong, CTRRB menunjukkan jejak air sebesar 0,98–1,43 m3/kg (hijau), 0,35–0,51 m3/kg (biru), 0,09–0,14 m3/kg (abu-abu), dan 1,42–2,08 m3/kg (total), sedangkan NNRB menunjukkan 0,54–1,38 m3/kg (hijau), 0,32–0,82 m3/kg (biru), 0,11–0,20 m3/kg (abu-abu), dan 0,98–2,39 m3/kg (total). Hal ini menunjukkan bahwa produksi singkong di NNRB memiliki variabilitas yang lebih tinggi, namun berpotensi mencapai tingkat penggunaan air yang lebih rendah dibandingkan CTRRB, meskipun dengan kontribusi jejak air abu-abu yang sedikit lebih besar yang mengindikasikan potensi pencemaran. Untuk kedelai, CTRRB memiliki jejak air sebesar 1,32–1,55 m3/kg (hijau), 0,60– 0,70 m3/kg (biru), 0,09–0,14 m3/kg (abu-abu), dan 2,02–2,39 m3/kg (total). Sebaliknya, NNRB menunjukkan nilai yang lebih rendah untuk seluruh komponen, yaitu 0,83–1,43 m3/kg (hijau), 0,38–0,65 m3/kg (biru), 0,07–0,13 m3/kg (abu-abu), dan 1,29–2,21 m3/kg (total). Hal ini menunjukkan bahwa praktik budidaya kedelai di NNRB lebih efisien dalam penggunaan air dan lebih ramah lingkungan, terutama dalam hal pengurangan irigasi dan pencemaran. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa praktik pertanian di Daerah Aliran Sungai Citarum secara umum memberikan tekanan yang lebih besar terhadap sumber daya air, baik dari segi kuantitas maupun kualitas, dibandingkan dengan Daerah Aliran Sungai Nam Ngum. Dari perspektif dinamika sistem, jejak air hijau dan biru yang lebih tinggi di CTRRB mencerminkan adanya ketidakefisienan dalam sistem yang saling terhubung antara pemanfaatan curah hujan, infrastruktur irigasi, kebutuhan air tanaman, dan praktik pengelolaan lahan. Ketidakefisienan ini diperkuat seiring waktu melalui mekanisme umpan balik, di mana pengambilan air yang berlebihan menyebabkan penurunan ketersediaan dan kualitas air, yang pada akhirnya menurunkan produktivitas pertanian dan mendorong kebutuhan irigasi yang lebih besar. Demikian pula, jejak air abu-abu yang lebih tinggi menunjukkan adanya umpan balik pencemaran yang lebih kuat, di mana peningkatan penggunaan bahan kimia pertanian menyebabkan limpasan yang lebih besar dan degradasi kualitas air, yang berpotensi memicu pembatasan regulasi atau penurunan kondisi ekologi. Sebaliknya, NNRB menunjukkan dinamika penggunaan air yang lebih seimbang dan tangguh, dengan jejak air total yang lebih rendah serta dampak lingkungan yang lebih kecil, yang mencerminkan interaksi yang lebih stabil antara pola curah hujan, input pertanian, dan kualitas air. Temuan ini menegaskan pentingnya memahami penggunaan air pertanian sebagai suatu sistem yang dinamis dan saling bergantung, di mana perubahan pada satu komponen (misalnya penggunaan pupuk atau kebijakan irigasi) dapat menimbulkan dampak berantai pada keseluruhan sistem DAS. Oleh karena itu, penerapan kerangka dinamika sistem menjadi sangat penting tidak hanya untuk mengevaluasi efisiensi penggunaan air saat ini, tetapi juga untuk mensimulasikan skenario jangka panjang, mendukung tata kelola air yang adaptif, serta merancang kebijakan terpadu guna meningkatkan keberlanjutan di kedua DAS.
SINTESIS HIJAU METAL ORGANIC FRAMEWORKS ZIRKONIUM 1,3,5-BENZENA TRIKARBOKSILAT TERMODIFIKASI NANOPARTIKEL KOBALT OKSIDA SEBAGAI BIOSENSOR SURFACE PLASMON RESONANCE UNTUK DETEKSI ANTIGEN CFP-10
Tuberkulosis (TB) yang disebabkan oleh Mycobacterium tuberculosis (Mtb.) masih menjadi salah satu penyebab kematian utama di Indonesia dan dunia. Penyakit ini pada umumnya menyebar melalui droplet berisi Mtb. di udara dengan sumber utama orang dengan TB aktif dan belum diobati. Penyakit ini akan menyerang sistem pernafasan manusia dengan merusak jaringan paru-paru dan dapat berakibat kematian jika tidak cepat ditangani. Sementara itu, metode diagnostik konvensional seperti ELISA, PCR, fluorescent assay, dan flow cytometry umumnya memerlukan waktu analisis yang panjang, instrumen kompleks, serta biaya tinggi. Teknologi biosensor berbasis surface plasmon resonance (SPR) menawarkan deteksi realtime, tanpa label analit, dan kuantitatif, namun performanya sangat ditentukan oleh rekayasa antarmuka permukaan chip, terutama terkait densitas situs ikat bioreseptor, stabilitas lapisan, serta optical loss. Penelitian ini bertujuan mengembangkan biosensor SPR berbasis komposit CoxOy/MOF-808 yang disintesis melalui metode yang lebih ramah lingkungan sebagai platform deteksi protein CFP-10 Mtb. CFP-10 merupakan antigen sekresi awal biomarker spesifik Mtb. yang tidak dijumpai pada Mycobacterium nontuberkulosis, sehingga sangat potensial untuk deteksi dini. Tujuan penelitian ini meliputi: (1) memperoleh prosedur dan parameter sintesis refluks hidrotermal berpelarut air untuk menghasilkan MOF-808 oktahedral dengan luas permukaan spesifik tinggi dan ukuran partikel kecil; (2) mensintesis komposit CoxOy/MOF- 808 melalui metode poliol sehingga nanopartikel kobalt oksida dapat menyelimuti permukaan dan sebagian terinkorporasi ke dalam kerangka MOF-808; (3) memproduksi chip biosensor SPR emas/CoxOy/MOF-808/CFP-10 antibodi yang seragam dan stabil; serta (4) menganalisis pengaruh material MOF-808, CoxOy, dan komposit dari kedua material tersebut (CoxOy/MOF-808) yang divariasikan perbandingan massa dari kedua material tersebut terhadap kinerja biosensor dalam mendeteksi CFP-10, meliputi sensitivitas, rentang linier, limit of detection (LoD), selektivitas, stabilitas, dan reprodusibilitas. MOF-808 disintesis menggunakan prekursor ZrOCl2·8H2O dan H3BTC melalui metode refluks hidrotermal berpelarut air dengan asam asetat sebagai modulator, sedangkan komposit CoxOy/MOF-808 disiapkan menggunakan metode poliol dalam etilen glikol dengan prekursor kobalt dan PVP sebagai penstabil, menghasilkan tiga rasio massa CoxOy/MOF-808, yaitu 1CM8, 2CM8, dan 3CM8 dengan rasio kobalt:MOF-808 masing-masing sebesar 1:1,5; 1:1; dan 1:0,5. Material yang diperoleh dikarakterisasi menggunakan XRD, FTIR, Raman, UV– Vis, BET, dan SEM–EDS untuk mengonfirmasi struktur kristal, gugus fungsi, sifat optik, tekstur pori, dan morfologi permukaan. Material kemudian dideposisikan tipis dan merata di atas chip emas menggunakan metode spin coating, diikuti pembentukan monolapis 11-mercaptoundecanoic acid, aktivasi EDC/NHS, imobilisasi antibodi CFP-10 (CFP-10Ab), dan blocking dengan BSA. Pengujian SPR dilakukan menggunakan instrumen NanoSPR6 dengan aliran buffer Tris–HCl dan variasi konsentrasi CFP-10 50–500 ng/mL. Data ?RU dianalisis menggunakan model adsorpsi isotherm Langmuir–Freundlich dan regresi linier untuk memperoleh parameter afinitas, sifat kooperatif adsorpsi, sensitivitas, serta LoD. Hasil XRD menunjukkan bahwa pada sampel komposit CoxOy/MOF-808, struktur MOF-808 masih mempertahankan keteraturan bidang (111), (113), dan (222) meskipun kehadiran fase CoxOy bersifat lebih amorf, mengindikasikan bahwa inkorporasi kobalt terjadi tanpa menghancurkan kerangka utama MOF-808. Karakterisasi FTIR dan Raman mengonfirmasi keberadaan gugus karboksil yang melimpah serta pita fingerprint logam oksida yang kuat pada material komposit, menggambarkan keseimbangan antara situs karboksil yang diperlukan untuk biokonjugasi antibodi dan situs logam berperan dalam peningkat stabilitas sensor. Spektrum UV–Vis menunjukkan absorbansi yang sangat rendah pada wilayah operasi laser SPR, sehingga optical loss minimal. Analisis BET mengungkapkan luas permukaan spesifik 1CM8 sebesar 267,4 m²/g dengan porositas mayoritas ~3,5 nm, yang menyediakan antarmuka berpori untuk mendukung imobilisasi dan distribusi bioreseptor. Citra SEM-EDS untuk sampel 1CM8 menunjukkan partikel oktahedral dengan sudut membulat dan ukuran rata-rata ~906,9 nm dengan distribusi kobalt yang berkemungkinan berada baik pada kerangka maupun permukaan MOF-808. Pengujian SPR menunjukkan bahwa seluruh chip termodifikasi menghasilkan sinyal ?RU yang lebih tinggi dibandingkan chip emas tanpa material pada rentang 50–500 ng/mL CFP-10, menandakan keberhasilan modifikasi permukaan dalam meningkatkan jumlah situs ikat antibodi. Fitting model Langmuir–Freundlich menunjukkan bahwa proses adsorpsi CFP-10 di antarmuka chip/antibodi bersifat kooperatif, sejalan dengan kemungkinan terjadinya restrukturisasi hidrasi dan perubahan lingkungan permukaan setelah pengikatan antigen awal. Inkorporasi kobalt pada MOF-808 secara umum meningkatkan stabilitas sensor namun disertai penurunan sebagian densitas gugus karboksil, sehingga menimbulkan trade-off antara peningkatan situs aktif logam dan kemampuan biokonjugasi. Di antara seluruh variasi, chip emas yang dideposisikan dengan material 1CM8 menunjukkan komposisi paling optimum dengan sensitivitas 0,49504 ?RU/ng/mL pada rentang linier 50–350 ng/mL, LoD sekitar 2,30 ng/mL, kemampuan mempertahankan ~54% sinyal awal setelah empat minggu penyimpanan dan pengujian berkala, serta selektivitas yang baik terhadap CFP-10 dibandingkan interferen umum ditemui dalam darah manusia seperti glukosa, asam urat, asam askorbat, dan urea. Dibandingkan dengan biosensor SPR untuk deteksi biomarker Mtb. dalam literatur, performa biosensor berbasis komposit CoxOy/MOF-808 ini berada pada kisaran yang kompetitif, dengan keunggulan tambahan berupa penggunaan rute sintesis material yang dapat diskalakan dan lebih ramah lingkungan dengan meminimalisir penggunaan bahan toksik.
PEMANFAATAN GAS SINTESIS UNTUK PRODUKSI BIOETANOL: EVALUASI PROSES FERMENTASI DAN TEKNOEKONOMI
Fermentasi gas sintesis telah menjadi alternatif yang menarik dalam produksi bioetanol, mengingat gas sintesis yang diperoleh dari gasifikasi biomassa atau limbah organik dapat digunakan sebagai sumber karbon. Gas sintesis dapat dikonversi menjadi bioetanol dengan bantuan mikroorganisme asetogenik seperti Clostridium ljungdahlii dan Clostridium autoethanogenum melalui jalur reduktif asetil-KoA (Wood-Ljungdahl). Meskipun fermentasi gas sintesis menawarkan berbagai keuntungan, seperti independensinya terhadap rasio H?/CO yang konstan, variasi komposisi gas sintesis yang dihasilkan dari berbagai jenis biomassa, proses gasifikasi, dan kondisi operasional dapat memengaruhi efisiensi konversi gas menjadi etanol. Selain itu, tantangan lainnya termasuk fluktuasi konsentrasi gas terlarut, yang dapat memengaruhi kinerja mikroorganisme. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi faktor-faktor yang memengaruhi efisiensi konversi gas sintesis menjadi bioetanol dan memberikan wawasan mengenai potensi komersialisasi proses fermentasi gas sintesis dari segi teknis dan ekonomi. Secara khusus, penelitian ini mengkaji pengaruh modifikasi media DSMZ 879 terhadap pertumbuhan inokulum Clostridium ljungdahlii DSM 13258 dan produksi etanol pada proses fermentasi gas sintesis dengan komposisi 25% CO, 15% H2, 20% CO2, dan 40% N2, serta menilai dampak fluktuasi komposisi gas inlet terhadap efisiensi proses fermentasi. Selain itu, penelitian ini juga melakukan kajian teknoekonomi untuk membandingkan kelayakan antara proses fermentasi gas sintesis dasar dan proses fermentasi dengan resirkulasi sel, guna menentukan pendekatan yang lebih ekonomis dan efisien dalam skala industri. Metodologi yang digunakan dalam penelitian ini mencakup modifikasi komponen media pertumbuhan sel dengan perubahan mikronutrien logam jejak (Ni²?, Zn²?, SeO?²?, dan WO?²?) serta modifikasi konsentrasi media makronutrien, seperti fruktosa, NaHCO?, dan MgSO?.7H?O. Optimasi media untuk produksi etanol dilakukan dengan menggunakan Response Surface Method (RSM) dengan desain komposit sentral, yang menggabungkan konsentrasi ekstrak ragi 0,5 g/L, MgSO? 1,1 g/L, dan NiCl? 0,3 mg/L. Modifikasi komponen mikronutrien logam jejak tidak meningkatkan hasil massa sel jika dibandingkan dengan media standar. Sedangkan modifikasi konsentrasi media makronutrien, berhasil meningkatkan massa sel inokulum, namun saat medium digunakan pada fermentasi gas sintesis, perolehan biomassa, asetat, dan etanol menurun dibandingkan dengan media standar. Konsentrasi ekstrak ragi 0,5 g/L, MgSO4 1,1 g/L, dan NiCl2 0,3 mg/L menghasilkan produksi etanol sebesar 0,25 g/L, dua kali lebih tinggi daripada fermentasi menggunakan media standar. Untuk menilai pengaruh komposisi gas inlet yang fluktuatif terhadap proses fermentasi gas sintesis, dilakukan pemodelan yang mensimulasikan pengaruh variasi kLa serta variasi gangguan komposisi gas, termasuk besar gangguan dan durasi gangguan pada proses fermentasi. Nilai kLa yang lebih tinggi, meningkatkan produksi metabolit hingga ambang batas kLa CO sebesar 300/jam. Peningkatan rasio CO2/CO selama fermentasi memengaruhi peningkatan produksi etanol dan asam asetat. Fluktuasi dalam komposisi gas menyebabkan perubahan lebih besar dalam konsentrasi metabolit. Hasil pemodelan kemudian divalidasi melalui eksperimen dengan laju alir gas sintesis yang digunakan adalah 80 ml/menit, temperatur reaksi 37°C, pH medium antara 4,5 hingga 6, waktu tinggal dari reaksi fermentasi adalah 16 hari, dan laju pengadukan selama proses fermentasi adalah 200 rpm. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa pemanfaatan komposisi gas masuk yang berfluktuasi, menghasilkan konsentrasi etanol yang lebih tinggi (0,42 g/L), dibandingkan dengan komposisi gas masuk standar (0,36 g/L). Perhitungan teknoekonomi pada proses fermentasi gas sintesis untuk produksi bioetanol menggunakan kapasitas unit produksi per tahun yang terdiri dari 16.160 m³ medium cair dan 1.280-ton gas sintesis, dengan harga beli gas sintesis sebesar Rp3.370 per kg. Analisis teknoekonomi menunjukkan bahwa optimasi proses—melalui pemendekan waktu fermentasi, pengurangan jumlah fermentor, dan penerapan resirkulasi media—berhasil menurunkan Capital Charge per Product (CCP) dan biaya operasional. Parameter yang dicantumkan dalam studi ini meliputi CAPEX yang awalnya sebesar Rp28,78 miliar, turun menjadi Rp22,34 miliar, dan OPEX yang turun dari Rp46,19 miliar menjadi Rp32,46 miliar setelah optimasi. Harga jual bioetanol yang awalnya dihitung sebesar Rp99.330 per liter, setelah optimasi turun menjadi Rp54.357 per liter. Namun, harga jual ini masih jauh di atas kisaran harga pasar internasional (CIF) saat ini, yaitu Rp13.260–Rp17.160 per liter. Secara finansial, optimasi proses mengurangi NPV dari Rp171,33 miliar menjadi Rp68,07 miliar, sementara Internal Rate of Return (IRR) tetap pada 8%, setara dengan Weighted Average Cost of Capital (WACC). Payback Period meningkat dari 10,43 tahun menjadi 11 tahun. Meskipun demikian, proyek ini belum kompetitif di pasar internasional tanpa faktor eksternal seperti subsidi, kontrak offtake jangka panjang, atau penjualan ke segmen harga premium. Untuk mencapai daya saing harga pasar, diperlukan peningkatan kinerja proses dan strategi komersial lebih lanjut, seperti meningkatkan titer, yield, dan produktivitas, menurunkan CAPEX dan OPEX, memanfaatkan co-products atau integrasi energi, serta mencari insentif kebijakan, kredit karbon atau pasar niche dengan harga premium. Berdasarkan analisis sensitivitas, variabel yang paling dominan adalah kapasitas produksi dan harga produk bioetanol.
SISTEM KENDALI TERDESENTRALISASI KLASTER MIKROGRID DC PV-BATERAI MENGGUNAKAN MODEL PWA DAN FUNGSI TRANSISI MODE OPERASI PV
Jaringan listrik mikro atau yang disebut sebagai mikrogrid merupakan suatu bentuk implementasi dari pemanfaatan energi terbarukan seperti yang bersumber dari energi matahari ataupun angin. Dengan semakin beragamnya peralatan yang dicatu menggunakan sumber tegangan DC seperti penerangan, telekomunikasi, pusat data dan pengisi baterai serta tidak diperlukannya proses sinkronisasi dan tidak adanya permasalahan dengan daya reaktif, maka mikrogrid DC menjadi hal yang menarik untuk diterapkan serta menjadi pusat perhatian para peneliti. Dalam penerapannya, mikrogrid DC dapat disambungkan ke jaringan listrik utama (grid connected) ataupun yang mandiri (islanded). Ketika sistem mikrogrid DC tersambung ke jaringan listrik utama, maka permasalahan intermitensi dari sumber tidak begitu berpengaruh terhadap operasi sistem, karena kekurangan energi karena intermitensi ini, dapat dicukupi oleh jaringan listrik utama. Intermitensi sumber ini merupakan tantangan yang dihadapi oleh mikrogrid mandiri yang harus dapat menjaga keseimbangan antara kapasitas daya yang tersedia dengan permintaan daya beban. Salah satu strategi yang digunakan untuk mengatasinya adalah dengan membentuk klaster mikrogrid. Tantangan yang muncul dalam klaster mikrogrid adalah permasalahan pembagian daya (power sharing) yang berimbang antar sumber serta menjaga tegangan bus DC pada tegangan kerjanya. Secara garis besar, skema kendali yang telah diajukan oleh para peneliti terbagi menjadi tiga kelompok yaitu kendali tersentralisasi (centralized), terdistribusi (distributed) dan terdesentralisasi (decentralized). Pengendali tersentralisasi dapat mengatasi tantangan pembagian daya antar sumber serta menjaga tegangan bus pada nilai acuannya, namun memerlukan dukungan jaringan komunikasi yang baik serta sangat rentan mengalami kegagalan titik tunggal (single point failure). Selain itu skema kendali ini juga membuat sistem mikrogrid tidak fleksibel. Kegagalan titik tunggal dalam skema tersentralisasi dapat diminimumkan dengan menerapkan skema kendali terdistribusi. Skema kendali ini menggunakan pengendali yang tersebar di setiap lokal mikrogrid serta menerapkan algoritma koordinasi antar lokal mikrogrid. Namun seperti halnya pengendali tersentralisasi, pengendali terdistribusi juga menggunakan jaringan komunikasi dalam melakukan koordinasi antar mikrogrid yang membuat kurang fleksibel ketika diperlukan perluasan jaringan. Pengendali terdesentralisasi hanya menggunakan pengukuran di tiap lokal mikrogrid, sehingga tidak memerlukan jaringan komunikasi, yang membuat skema kendali ini paling fleksibel dibandingkan dua skema pengendali sebelumnya, karenanya skema kendali ini sangat cocok untuk diterapkan pada daerah terpencil. Dengan menggunakan kendali droop tegangan, skema pengendali ini dapat melakukan pembagian daya antar sumber dengan baik, tetapi pengendalian tegangan bus DC-nya masih kurang akurat. Karenanya pengembangan skema pengendali terdesentralisasi pada klaster mikrogrid DC yang dapat berbagi daya antar sumber dengan baik sekaligus dapat menjaga tegangan bus DC-nya, menjadi pusat pembahasan dalam penelitian disertasi ini. Untuk mewujudkan tujuan dari disertasi ini, penelitian dilakukan dalam empat tahap. Pemodelan kendalian boost converter dilakukan dalam tahap pertama. Kendalian dimodelkan menggunakan pendekatan PWA (Piece-Wise Affine) sehingga perilaku kendalian yang tidak linier dapat dikendalikan dengan baik menggunakan pengendali linier. Dalam tahap kedua dilakukan pengembangan pengendali terdesentralisasi yang dapat mengekstrak energi matahari sesuai dengan kondisi kecukupan energi. Strategi pengendalian ini diuji efektivitasnya menggunakan simulasi serta eksperimen. Selanjutnya dalam tahap ketiga, pengendali terdesentralisasi tersebut diterapkan dalam klaster mikrogrid DC dengan menambahkan mekanisme penalaan fungsi bobot mode operasi panel PV supaya tegangan bus DC dapat dijaga pada nilai nominalnya. Strategi pengendalian klaster mikrogrid DC ini diuji efektivitasnya melalui eksperimen dalam penelitian tahap keempat. Kontribusi yang dihasilkan dari disertasi ini diantaranya adalah model rerata boost converter paralel. Model rerata ini selanjutnya digunakan untuk menurunkan model PWA boost converter paralel. Kontribusi lainnya adalah algoritma pembagian nilai duty-cycle yang digunakan untuk menurunkan model PWA berdasarkan nilai akar kuadrat galat terkecil. Fungsi pembobotan serta mekanisme penalaan fungsi bobot mode operasi panel PV diajukan untuk memperbaiki kinerja skema pengendali terdesentralisasi. Dari hasil simulasi dan eksperimen diperoleh hasil bahwa model PWA yang dihasilkan dapat digunakan untuk menyusun pengendali yang lebih akurat dibandingkan dengan model pembanding. Pengendali yang diturunkan dari model PWA boost converter paralel masih dapat mengendalikan sistem dengan baik, meskipun beban telah bergeser hingga 2 ????????????????. Dalam eksperimen, sistem paralel dua boost converter yang dikendalikan menggunakan pengendali ini memberikan tanggapan tunak yang lebih cepat 0,5 detik dibandingkan pengendali optimal. Fungsi transisi mode operasi ini berhasil mengurangi riak arus PV sebesar 67%, riak arus baterai sebesar 40-50% dan riak tegangan bus sebesar 16%. Dari hasil eksperimen diperoleh data indeks kinerja Integral of Time-weighted Absolute Error (ITAE) pengendali yang diusulkan adalah lebih unggul dibandingkan dengan dua jenis pengendali lainnya. Pada saat nilai SoC baterai bernilai 47% yaitu sebesar 24,23 sedangkan pengendali yang didasarkan pada model PWA yang pembagian duty-cycle-nya seragam HSPD-PWA (Homogeneous Space Partitioned Duty cycle- PWA ) bernilai 27,26 dan pengendali yang didasarkan pada model sinyal kecil adalah 51,03. Demikian juga untuk kondisi SoC baterai bernilai 77% adalah sebesar 17,04, untuk sedangkan pengendali yang didasarkan pada model PWA yang pembagian duty-cycle-nya linier HSPD-PWA bernilai 33,36 dan pengendali yang didasarkan pada model sinyal kecil adalah 44,4. Dari hasil eksperimen sistem kendali klaster mikrogrid DC, diperoleh data bahwa dengan penalaan fungsi transisi mode operasi PV ini dapat menaikan daya yang diekstrak dari panel PV sebesar 8,2% hingga 16%, serta menurunkan daya pengisian baterai hingga 26% saat SoC baterai bernilai 80%.