K7-Inhibiting Mild Steel Corrosion From Sulfate-reducing Bacteria Using Antimicrobial-producing Biof
-
Upload
febrian-ramaputra -
Category
Documents
-
view
223 -
download
0
description
Transcript of K7-Inhibiting Mild Steel Corrosion From Sulfate-reducing Bacteria Using Antimicrobial-producing Biof
-
INHIBITING MILD STEEL CORROSION FROM SRB USING ANTIMICROBIAL-PRODUCING BIOFILMS IN
THREE-MILE-ISLAND PROCESS WATER
Oleh :
Wuddan Nadhirah R. 10411013
Benedigtus Gutjahr 104120
Adhit
Rudy
-
OUTLINEA
bst
rak
Pend
ahu
lua
n
Meto
dolo
gi
- Bacterial
- Metal Coupon Preparation
- SEM
- Batch experiment
- Antimicrobial Assay
- Continous Culture Corrosion Experiments
- EIS
Hasil da
n Pem
ba
hasa
n
- Gramicidin S Inhibits SRB
- Continous Reactor Inhibition of D. orientisin Baars Medium
- Continous Reactor Inhibition of D. orientisin TMI Process Water
- Continous Reactor Inhibition of D. vulgarisin TMI Process Water
- Continous Reactor Inhibition of D. vulgarisin TMI Process Water with the antimicrobial GGPST consortium
Kesi
mp
ula
n
-
ABSTRAK
Biofilm telah digunakan untuk menghasilkan gramicidin S dan digunakan sebagai inhibitor sulfate reducing bacteria yang dapat menyebabkan korosi.
Sumber gambar:
-
Percobaan laboratorium menunjukan bahwa biofilm memproteksi baja ringan 1010 yang digunakan dalam sistem pendingin air pada pembangkit listrik tenaga nuklir AmerGen Three-Mile-Island (TMI) dari serangan korosi SRB reference.
Sumber gambar:
http://en.wikipedia.org/wiki/Three_Mile_Island_accident
-
ABSTRAK (CONT)
Pertumbuhan kedua bakteri SRB reference (gram positif Desulfosporosinus orientis dan gram negatif Desulfovibrio vulgaris) terhambat akibat kehadiran gramicidin S
yang dihasilkan oleh bakteri.
Desulfovibrio
vulgarisDesulfosporosinus
orientis
http://en.wikipedia.org/wiki/D
esulfovibrio
http://compsysbio.univie.ac.at
-
Spectroscopy Impedansi elektokimia dan pengukuran kehilangan massa menunjukan bahwa biofilms yang dihasilkan menurunkan laju korosi baja ringan 2-10 kali lipat. Gramicidin S meningkatkan efisiensi inhibisi korosi hingga 50-90%.
ABSTRAK (CONT)
-
INTRODUCTIONSRB seperti Desulfovibrio sp dan Desulfomaculum sp, menyebabkan korosi pada cast iron, baja karbon, stainless steel, high nickel dan copper alloys.
Menurut Beloglazov 1991, biaya yang diakibatkan korosi SRB mencapai 4-6 Milyar US Dollar.
Microbiologically influenced corrosion, sering terjadi pada kondisi aliran yang tunak atau pada kondisi operasi yang aliranya lambat serta pada aliran air sungai dan air laut.
MIC dapat menyebabkan kerusakan pada sistem pendinginan air pada pembangkit listrik tenaga nuklir, fasilitas pengolahan limbah, pipa bawah tanah dan kapal.
-
INTRODUCTION (CONT)
Pemberian biosida digunakan untuk menurunkan biofouling dan MIC pada pipa baja.
Penggunaan biosida dapat pula menyebabkn pencemaran lingkungan, dan apabila konsentrasi biosida
berlebihan, dapat menjadi corrosive agent pada metal.
Proteksi katodik yang dipadukan dengan
coating diterapkan
untuk mencegah MIC.
MAHAL DAN INVESTMENT COST TINGGI
-
Beberapa biofilms terbukti menghambat laju korosi pada permukaan baja ringan dan stainless steel
Biofilm Bacillus bacterium menghasilkan antimicrobial seperti indolicidin dan bactenecinyang efektif menghambat SRB D. vulgaris untuk membentuk koloni pada permukaan metal.
MIC telah diidentifikasi terdapat pada AmerGen Three-Mile-Island nuclear plant. Berbagaipermasalahan seperti kebocoran karena pitting sering ditemukan. Setelah identifikasi lebihlanjut, telah diketahui bahwa SRB, sulfur oxidizing dan iron oxidizing bacteria ditemukanpada daerah-daerah dimana kebocoran terjadi.
Bakteri antimicrobial menghasilkan protective biofilm yang mengsekresikanantimicrobial gramicidin, gata valin, polymyxin, subtilin, dan tyrocidine yang akanmenghambat pertumbuhan SRB ( D. vulgaris dan D. orientis) pada baja ringan yangdigunakan pada proses pengolahan air di TMI.
bacillushttp://en.wikipedia.org
INTRODUCTION (CONT)
-
MATERIALS AND METHODS
MATERIAL
MILD STEEL 1010 (DALAM BENTUK COUPON)UKURAN COUPON: 2.5 x 2.5 cm
TEBAL : 1.2 mm
SAMPLE DIPREPARASI TERLEBIH DAHULU
BAKTERI
BERIKUT INI MERUPAKAN BAKTERI YANG DIGUNAKAN DALAM EXPERIMENT:B. brevis Nagano [producing gramicidin S
B. brevis 183 [producing gramicidin S
B. parabrevis ATCC 10068 (previously B. brevis 10068,producing gramicidin and tyrocidine)
Aneurinibacillus migulanus ATCC 9999 (previously Bacillus migulanus 9999, producinggramicidin S),
-
BAKTERI-P. polymyxa ATCC 10401 (previously Bacillus polymyxa 10401, producing polymyxin)
-B. subtilis ATCC 6633(producing subtilin)
PENGEMBANG BIAKKAN BAKTERID. orientis ATCC 23598 (Gram-positive SRB, formerly Desulfovibrio orientis) dan D. vulgaris
ATCC 29579 (Gram-negative SRB) dikembangbiakkan dengan cara:
ke dalam tabung panjang yang steril dimasukkan 13 ml medium modified Baars (ATCC medium 1249), 260 ml sodium sulfite, and 260 ml oxyrase (Oxyrase Inc., Mansfeld,Ohio).
Setelah 30 menit,ditambahkan 1 ml glycerol yang telah dicairkan pd suhu -80Cyang mengandung kultur SRB (e.g., D. orientis)
tabungnya di tutup lalu di panaskan (inkubasi) pada suhu 30C tanpa diaduk( shaking) selama 3-5 hari For the
antimicrobial-producing bacteria, overnight cultures were grown
from 80C glycerol stocks in 250 ml shake flasks with 25 ml LB
medium (Maniatis et al. 1982) at 37C and with shaking at 250 rpm
(series 25 shaker, New Brunswick Scientific, Edison, N.J.).
Kemudian untuk antimicrobial-producing bacteria, cara pengembangbiakkannya hamper sama namun dalam 250 ml shake flasks dengan 25 ml LB medium (Maniatis et al. 1982) at 37C dan dengan di agitasi pada kecepatan 250 rpm (series 25
shaker, New Brunswick Scientific, Edison, N.J.).
-
METHODS
1. MULA MULA BAJA MILD STEEL AWAL YANG BELUM DIGUNAKAN DI POTONG DENGAN UKURAN 2.5 x 2.5
CM LALU DITIMBANG
2. BAJA YANG TELAH TERKOROSI DI UKUR BERATNYA UNTUK MENDAPATKAN MASS LOST
3. DILAKUKAN PENGUJIAN DENGAN MENGGUNAKAN SEM
4. BATCH EXPERIMENT DENGAN SUPERNATANT YANG BERASAL DARI ANTIMICROBIAL PRODUCING
BACTERIA
5. MENGGUNAKAN ANTIMICROBIAL YANG MENGANDUNG GRAMICIDIN S MURNI
6. Continuous culture corrosion experiments
7. PENGUKURAN DENGAN METODA ELECTRONICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY
-
RESULTS AND DISCUSSIONS
Gramicidin S inhibits SRB
Kontrol negatif :Mild steel 1010 pada
- P. Polymyxa 10401 LB Medium + SRB
- Baars Medium
Warna medium menghitam setelah 3 hari & logam
teramati diselimuti produk korosi
Kontrol positif :Mild steel 1010 pada
- Gramisidin S murni (1ug/mL&100ug/ml) + SRB
Menghambat secara signifikan >93% sel
-
Hasil Perlakuan :Gramicidin-S prod. Bacteria
(B. Brevis 18-3, B. Brevis Nagano, B. Parabrevis 10068, A. Migulanus 999, B. Subtilis 6633)
Logam teramati bersih dan mengkilat
Gramicidin-S prod. Bacteria menghambat korosi hingga
- 19-40x dibanding LB medium steril
- 17-34x dibanding Baars medium steri
- 16-32x P. polymyxa + SRB
-
Continous reactor inhibition of D. Orientis in Baars
medium
B. Brevis 18-3 mengurangi laju korosi 2,6 kali
dibandingkan kontrol negatif
Ecorr kontrol 130mV lebih positif dibandingkan biofilm
protektif, B. brevis.
O2 pada permukaan logam berkurang setelah keberadaan biofilm protektif, B. Brevis.
Sehingga mengurangi laju reaksi katodik dan juga laju
korosinya.
-
Continous Reactor Inhibition of D. Orientis in TMI process
water
B. Brevis 18-3 mengurangi laju korosi 5,6 kali dibandingkan
kontrol negatif
Ecorr kontrol 157mV lebih positif dibandingkan biofilm
protektif, B. brevis.
B. brevis efektif menghambat biofilm meskipun dalam
kondisi lingkungan ekstrem (TMI water, bukan medium
pertumbuhan).
-
CONTINUOUS REACTOR INHIBITION OF D. VULGARIS IN TMI PROCESS WATER
Grafik menunjukkan laju korosi pada
mild steel 1010 oleh D.vulgaris
dengan kehadiran biofilm dari
masing-masing bakteri uji. Bakteri
B.brevis 18-3 dan B.brevis Nagano
menunjukkan penurunan laju
kororsi dibandingkan kontrol
B.Brevis Nagano B.Brevis 18-3
-
CONTINUOUS REACTOR INHIBITION OF D. VULGARIS IN TMI PROCESS WATER (CONTD.)
-
CONTINUOUS REACTOR INHIBITION OF D. VULGARIS IN TMI PROCESS WATER (CONTD.)
Grafik menunjukkan potensial
korosi (Ecorr) terhadap mild
steel 1010. Biofilm B.subtilis
WB600 menghasilkan
potensial korosi paling
rendah, namun tidak dapat
menghasilkan senyawa
antimikroba melawan SRB
B. brevis WB600
-
CONTINUOUS REACTOR INHIBITION OF D. VULGARIS IN TMI PROCESS WATER WITH THE ANTIMICROBIAL GGPST CONSORTIUM
Biofilm yang mengandung konsorsium GGPST dapat menghambatpertumbuhan D.vulgaris, menurunkan laju korosi, namun dalam jangkapanjang kurang efisien dan efektif dibandingkan biofilm yang mengandung B.brevis 18-3 dan B.brevis Nagano
-
DISCUSSION
Proteksi biofilm Bacillus terhadap mild steel 1010 efektif dalam menghadapai SRB D.vulgaris dan D.orientis karena dapat menghasilkan gramicidin-S
Cara kerja gramicidin-S adalah dengan merusak outer membran dan membransitoplasma (pada bakteri Gram negatif)
-
DISCUSSION (CONTD.)
Proteksi terhadap SRB diperoleh dari biofilm, bukan dari suspensi sel.
Hasil menunjukkan bahwa menumbuhkan biofilm Bacillus dalam saluran terlebihdahulu dapat memberikan proteksi lebih dibandingkan mengintroduksi kultur Bacillus dalam saluran yang telah mengandung SRB.
-
DISCUSSION (CONTD.)
Proteksi yang ditawarkan biofilm Bacillus dapat berupa dua mekanisme :
1. Menghasilkan
gramicidin-S
sehingga dapat
membunuh SRB
(B.brevis 18-3
dan B.brevis
Nagato)
2. Menurunkan
kadar oksigen
pada
permukaan
sehingga
mengurangi laju
korosi (B.subtilis
WB600)
-
KESIMPULAN
-
DAFTAR PUSTAKA