37 ini mungkin diakibatkan oleh terdeaktivasinya enzim lipase pada suhu tinggi
sehingga mampu menurunkan yield biodiesel. Begitu juga pada penambahan biokatalis akan menghasilkan yield yang lebih besar karena semakin banyak jumlah
biokatalis maka semakin cepat pula reaksi transesterifikasi terjadi dengan baik. Plot kontur pada gambar 4.4 menunjukkan bahwa jika suhu reaksi dipertahankan
≤ 45
o
C dan jumlah biokatalis dinaikkan dengan jumlah maksimal 30, maka mampu
meningkatkan yield produk biodiesel. Pada saat suhu reaksi dinaikkan dan jumlah biokatalis dipertahankan tetap, terlihat bahwa hal tersebut tidak mempengaruhi
yield bahkan terjadi penurunan yield. Antczak et al. 2009 menyatakan bahwa suhu optimum lipase amobil
tergantung pada stabilitas lipase, jenis pelarut dan jenis alkohol [44]. Jeong dan Park 2008 melakukan proses transesterifikasi dengan suhu reaksi antara 25 °C-55 °C dan
menemukan suhu reaksi optimum menjadi 40 °C [45]. Chen et al 2006 melaporkan bahwa hasil yield biodiesel meningkat
mencapai maksimum 87 ketika suhu reaksi meningkat dari 30 sampai 40 °C dan kemudian menurun ketika suhu reaksi telah meningkat 40-70 °C selama yield
minyak jelantah menjadi metil ester menggunakan Lipozyme RM IM [46]. Dizge dan Keskinler 2008 melaporkan bahwa hasil yield biodiesel meningkat mencapai
maksimum 85,8 ketika suhu reaksi meningkat dari 30 sampai 40 °C dan kemudian menurun ketika suhu reaksi telah meningkat 40-70 °C saat mengkonversi minyak
canola untuk metil ester menggunakan Lipozyme TL [47]. Untuk bahan baku berupa CPO yang digunakan dalam penelitian ini bila dilihat dari gambar 4.3, temperatur
optimum untuk kerja Lipozyme sesungguhnya adalah ≤ 45
o
C.
4.3 PEMAKAIAN ULANG REUSE LIPOZYME
Metanol yang digunakan sebagai aseptor asil dapat mendenaturasi aktivitas enzim karena metanol yang memiliki gugus OH dapat menyerang hydrogen bone
yang terkandung di dalam enzim lipase yang digunakan sebagai biokatalis. Selain itu, dengan menggunakan metanol sebagai aseptor asil akan menghasilkan produk
samping berupa gliserol yang dapat memblok sisi aktif enzim sehingga dalam pemakaian ulang enzim akan menghasilkan kualitas produk biodiesel yang semakin
menurun. Lee et al. 2002 melaporkan bahwa penambahan metanol secara bertahap
38 mengurangi penghambatan lipase dan mencapai 85 hasil konversi setelah 8 siklus
[48]. Berdasarkan penjelasan tersebut dapat dibuktikan pada gambar 4.5 berikut ini:
Gambar 4.5 Hubungan Jumlah Pemakaian Terhadap Perolehan Yield Biodiesel
Pada gambar 4.5 dilihat bahwa yield biodiesel mengalami penurunan dari pemakaian awal enzim pertama hingga pemakaian ulang enzim ke empat. Seperti
dilaporkan oleh peneliti lain, penurunan aktivitas enzim mungkin karena interaksi menurun antara lipase dan substrat, sedangkan penggunaan ulang enzim dalam reaksi
tanpa menghilangkan gliserol dari sistem dapat menghambat interaksi antara substrat dan lipase [49]. Dalam penelitian ini tidak digunakan treatment terhadap pemakaian
ulang enzim dan hanya melakukan pemisahan dengan cara memisahkan enzim menggunakan kertas saring sehingga kemungkinan gliserol masih tersisa di enzim
tersebut untuk digunakan kembali. Souza et al. 2012, menggunakan minyak kedelai sebagai bahan baku dan
etanol sebagai aseptor asil dan dengan rasio molar 1:3 pada suhu reaksi 50
o
C selama 4 jam dan biokatalis Lipozyme sebanyak 5, memperoleh yield biodiesel sebesar
29 dan persen penurunan yield sebesar 68,97 dengan 2 kali penggunaan ulang [50], sedangkan pada penelitian ini yang menggunakan metanol sebagai aseptor asil
dan dengan rasio molar 1:3 pada suhu 45
o
C selama 15 jam memperoleh yield biodiesel sebesar 79,482 dalam 4 kali penggunaan ulang dan pada penggunaan
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
Y ie
ld
Pemakaian Ulang
Run 1 Run 2
Run 3 Run 4
I IV
III II
39 ulang enzim ke IV diperoleh yield sebesar 11,467, persen penurunan yield yang
diperoleh lebih kecil yaitu 68,015 .
4.4 ANALISIS AKTIVITAS ENZIM LIPOZYME Pada penelitian ini, telah dilakukan analisis aktivitas lipozyme dengan
menghitung persen hidrolisa minyak kelapa sawit CPO yang merupakan salah satu parameter untuk mengetahui seberapa banyak minyak yang akan terhidrolisis
menjadi asam lemak dalam waktu tertentu dapat dilihat pada gambar 4.6.
Gambar 4.6 Diagram Aktivitas Enzim Oleh Lipozyme Sebelum Pemakaian dan Setelah Pemakaian Ulang IV
Gambar 4.6 menunjukkan diagram aktivitas enzim oleh Lipozyme sebelum dan setelah pemakaian IV. Dapat dilihat bahwa aktivitas enzim menurun setelah
pemakaian IV menurun sebesar 0,34. Penurunan tingkat hidrolisis tersebut dikarenakan rusaknya struktur tiga dimensi enzim sebab pada kondisi tersebut gugus
OH- dari lingkungan akan berikatan dengan ion H+ dari gugug COO- sisi aktif enzim membentuk H
2
O. Hal tersebut mengakibatkan rusaknya ikatan antara atom hidrogen dengan oksigen, Akibatnya enzim kehilangan aktivitas katalitiknya. Penambahan air
dibutuhkan untuk mengaktifkan sisi katalitik dari enzim. Jumlah air yang sedikit akan mengurangi kemungkinan kontak fisik antara enzim dengan air, sehingga
proses hidrolisis tidak berjalan optimal [51]. Tetapi, jika penambahan air dilakukan
0,0 0,2
0,4 0,6
0,8 1,0
P ers
en H
id ro
li sa
Sebelum Pemakaian Ulang Setelah Pemakaian Ulang IV
40 secara berlebihan maka dapat mengurangi yield yang dihasilkan sebab enzim lebih
larut dalam air dibandingkan dengan minyak. Selain itu, dapat dijelaskan bahwa aktivitas enzim setelah pemakaian IV jauh
menurun dibandingkan sebelum pemakaian dengan persen hidrolisis memperoleh total penurunan yield sebesar 78,015 dapat dilihat pada Lampiran 2.
Aktivitas enzim mengalami penurunan secara signifikan pada setiap pengulangan enzim hingga pengulangan enzim ke IV. Hal ini disebabkan oleh
inhibitor sehingga tertutupnya pori - pori pada Lipozyme yang berperan sebagai sisi aktif enzim. Yang menjadi salah satu inhibitor yaitu berupa terakumulasinya
minyak sawit yang tidak terkonversi pada pori-pori Lipozyme. Akumulasi minyak sawit pada lipozyme berupa asam oleat. Hal ini didasari oleh sifat asam oleat yang
dapat teradsorp pada pori-pori enzim terimobilisasi [52].
4.5 SIFAT FISIK DARI BIODIESEL
