22
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 HASIL ANALISIS BAHAN BAKU
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan bahan baku berupa Asam Lemak Sawit Distilat ALSD yang disediakan oleh Pusat Penelitian Kelapa Sawit
PPKS, Medan, Indonesia dimana mengandung asam palmitat yang tinggi yaitu
48,5401.
Berikut adalah gambar hasil analisis dengan GC Gas Chromatography
untuk mengetahui komposisi asam-asam lemak yang terkandung di dalamnya.
Gambar 4.1 Hasil Analisis GC Komposisi Asam Lemak Sawit Distilat ALSD
23 Dari kromatogram pada gambar 4.1, komposisi asam lemak dari ALSD
tersebut disajikan pada tabel 4.1. Tabel 4.1 Komposisi Asam Lemak dari Asam Lemak Sawit Distilat ALSD
No. Puncak Retention
Time menit Komponen Penyusun
Komposisi bb
1 13,555
Asam Laurat C12:0 0,3140
2 16,564
Asam Miristat C14:0 1,2518
3 19,313
Asam Palmitat C16:0 48,5401
4 19,587
Asam Palmitoleiat C16:1 0,1492
5 21,586
Asam Stearat C18:0 3,9187
6 21,917
Asam Oleat C18:1 36,9306
7 22,445
Asam Linoleat C18:2 8,2130
8 23,186
Asam Linolenat C18:3 0,2427
9 23,917
Asam Arakidat C20:0 0,3260
10 24,317
Asam Eikosenoat C20:1 0,1140
Berdasarkan data komposisi asam lemak dari ALSD maka dapat ditentukan bahwa berat molekul Free Fatty Acid FFA ALSD adalah 268,8779 grmol dapat
dilihat pada tabel LA. 1. Berdasarkan hasil analisis GC, komponen asam lemak yang dominan pada sampel ALSD adalah pada puncak 3 yaitu asam lemak jenuh
berupa asam palmitat sebesar 48,5401 bb dan puncak 6 yaitu asam lemak tidak jenuh berupa asam oleat sebesar 36,9306 bb.
Selain mengidentifikasi komponen asal lemak dalam ALSD, dilakukan juga identifikasi komposisi penyusun ALSD. Data-data yang telah diperoleh
disajikan dalam tabel 4.2. Tabel 4.2 Komposisi Penyusun ALSD
Komposisi Jumlah berat
Trigliserida 0,3376
Digliserida 0,1763
Monogliserida Asam Lemak
1,7656 97,7205
24
4.2 OPTIMASI PEMBUATAN BIODIESEL DARI BAHAN BAKU ASAM
LEMAK SAWIT DISTILAT ALSD DAN DIMETHYL CARBONATE
DMC DENGAN MENGGUNAKAN NOVOZYM
®
435
Pada penelitian ini terdapat 4 variabel bebas yaitu rasio molar DMCALSD x
1
, suhu reaksi x
2
, waktu reaksi x
3
dan jumlah katalis Novozym
®
435 x
4
. Dengan menggunakan Response Surface Methodology-Central Composite Design
RSM-CCD akan dilihat pengaruh dari keempat variabel tersebut terhadap yield Y biodiesel yang dihasilkan beserta kondisi pembuatan biodiesel yang optimum.
Yield biodiesel dari berbagai perlakuan ditunjukkan dalam Tabel 4.2.
Tabel 4.3 Hasil Yield Biodiesel dari Berbagai Perlakuan
Run
Rasio Molar DMCALSD
molmol Suhu
Reaksi
o
C Waktu Reaksi
jam Jumlah
Biokatalis -b
Yield x
1
x
2
x
3
x
4
Y
1 4,5:1
50 1,5
5 49,8784
2 7,5:1
50 1,5
5 64,1937
3 4,5:1
70 1,5
5 41,9893
4 7,5:1
70 1,5
5 62,0407
5 4,5:1
50 2,5
5 59,1495
6 7,5:1
50 2,5
5 64,9283
7 4,5:1
70 2,5
5 44,9652
8 7,5:1
70 2,5
5 79,3304
9 4,5:1
50 1,5
15 54,6406
10 7,5:1
50 1,5
15 66,8529
11 4,5:1
70 1,5
15 50,2005
12 7,5:1
70 1,5
15 63,2407
13 4,5:1
50 2,5
15 60,6113
14 7,5:1
50 2,5
15 69,0934
15 4,5:1
70 2,5
15 55,3147
16 7,5:1
70 2,5
15 64,1326
17 3,0:1
60 2,0
10 38,1460
18 9,0:1
60 2,0
10 44,5511
19 6,0:1
40 2,0
10 61,7335
20 6,0:1
80 2,0
10 63,7357
21 6,0:1
60 1,0
10 75,1570
22 6,0:1
60 3,0
10 95,6071
23 6,0:1
60 2,0
43,8898 24
6,0:1 60
2,0 20
49,8728 25
6,0:1 60
2,0 10
79,8159 26
6,0:1 60
2,0 10
81,8601 27
6,0:1 60
2,0 10
77,6837
25 Pengaruh keempat variabel penelitian x
1
, x
2
, x
3
dan x
4
terhadap yield diolah dengan menggunakan software STATISTICA trial version StatSoft, Indonesia
dan disajikan pada tabel 4.3 dan 4.4 berikut:
Tabel 4.4 Analysis of Variance ANOVA terhadap Yield
Sumber Variasi SS
Df MS
F Model
4690,484 14
335,0346 10,1514
Residual
396,044 12
33,0037
Total
5086,528 26
Tabel 4.5 Perkiraan Parameter Model Persamaan Statistik
Term Coef
SE Coef T
P Intercept
–233,618 87,9424
–2,6565 0,0209
X
1
00 48,725
00 9,7957
4,9741 0,0003
X
2
000 3,968
00 1,7273
2,2970 0,0404
X
3
–17,069 29,3870
–0,5808 0,5721
X
4
000 9,821
00 2,5799
00 3,8069
0,0025 X
1 2
00 –4,247
00 0,5528
–7,6826 0,0001
X
2 2
00 –0,042
00 0,0124
–3,3840 0,0054
X
3 2
000 5,811
00 4,9752
– 1,1680
0,2655 X
4 2
00 –0,327
00 0,0498
–6,5705 0,0001
X
1
X
2
000 0,148
00 0,0958
1,5443 0,1485
X
1
X
3
00 –0,181
00 1,9150
–0,0947 0,9262
X
1
X
4
00 –0,266
00 0,1915
–1,3907 0,1896
X
2
X
3
000 0,101
00 0,2872
0,3505 0,7320
X
2
X
4
00 –0,011
00 0,0287
–0,3693 0,7184
X
3
X
4
00 –0,401
00 0,5745
–0,6986 0,4981
R-Sq = 92,21; R-Sqadj = 83,13; P-Value = 0,0001.
Berdasarkan hasil analisis statistik pada kedua tabel di atas, dapat dilihat bahwa rasio molar DMCALSD memberikan pengaruh terbesar yaitu 48,725 kali
terhadap yield biodiesel yang dihasilkan. Diikuti dengan pengaruh jumlah biokatalis dan suhu reaksi masing-masing sebesar 9,821 dan 3,968 kali. Interaksi
26 antara rasio molar DMCALSD dan temperatur reaksi serta interaksi antara
temperatur reaksi dan waktu reaksi juga memberikan pengaruh sebesar 0,148 dan 0,101 kali terhadap yield biodiesel yang dihasilkan.
Nilai R
2
sebesar 92,21 menunjukkan validitas untuk variabel terikat. Artinya ketiga variabel tersebut, rasio molar DMCALSD, suhu reaksi dan jumlah
katalis enzim berpengaruh secara signifikan. Sedangkan, waktu reaksi tidak berpengaruh secara signifikan pada persentase yield biodiesel yang dihasilkan.
Berdasarkan hasil analisis metode respon permukaan dengan level terkode, diperoleh hubungan yield dengan keempat variabel yaitu sebagai berikut:
Yield = –233,618 + 48,725X
1
+ 3,968X
2
– 17,069X
3
+ 9,821X
4
– 4,247X
1 2
– 0,042X
2 2
+ 5,811X
3 2
– 0,327X
4 2
+ 0,148X
1
X
2
– 0,181X
1
X
3
– 0,266X
1
X
4
+ 0,101X
2
X
3
– 0,011X
2
X
4
– 0,401X
3
X
4
Dimana x
1
, x
2
, x
3
, dan x
4
secara berturut-turut merupakan rasio molar DMCALSD, suhu reaksi, waktu reaksi dan jumlah katalis enzim. Hubungan
interaksi antar faktor yang signifikan memiliki nilai P lebih kecil dari 0,05 P- Value
0,05 [76]. Pada tabel 4.4 ditunjukkan perkiraan parameter model persamaan statistik
variabel penelitian terhadap persentase yield. Dari tabel 4.4 tersebut, diperoleh lima parameter dengan nilai P lebih kecil dari 0,05 sehingga regresi dapat
dinyatakan signifikan. Oleh karena itu, keempat variabel penelitian tersebut pengaruhnya cukup signifikan pada persentase yield biodiesel yang dihasilkan.
Persentase yield biodiesel yang tinggi diperoleh pada rasio molar DMCALSD dan jumlah biokatalis yang tinggi sedangkan suhu dan waktu reaksi
tidak begitu berpengaruh. Dari hasil ANOVA dapat dilihat bahwa interaksi antara keempat variabel tidak terlalu signifikan. Interaksi faktor yang paling signifikan
adalah antara rasio molar DMCALSD dan temperatur reaksi. Plot secara kontur hubungan tersebut ditunjukkan pada gambar 4.2, 4.3, 4.4,
4.5, 4.6 dan 4.7.
27 Gambar 4.2a 3-D Surface Yield Biodiesel untuk Suhu Reaksi Dengan Rasio
Molar DMCALSD Pada Waktu Reaksi 2 Jam dan Jumlah Biokatalis 10 dari Berat ALSD
Gambar 4.2b Kontur Yield Biodiesel untuk Suhu Reaksi Dengan Rasio Molar DMCALSD Pada Waktu Reaksi 2 Jam dan Jumlah Biokatalis
10 dari Berat ALSD Gambar 4.2 menunjukkan bahwa rasio molar DMCALSD lebih
menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap yield biodiesel yang dihasilkan dibandingkan dengan suhu reaksi pada waktu reaksi dan jumlah biokatalis
masing-masing 2 jam dan 10 dari berat ALSD. Dari plot kontur di atas dapat dilihat bahwa semakin tinggi rasio molar DMCALSD maka yield biodiesel akan
S u
h u
Re ak
si ,
o
C
Rasio Molar DMCALSD
28 semakin meningkat, akan tetapi yield biodiesel menurun kembali saat rasio molar
DMCALSD yang digunakan sekitar 6:1. Su et al 2007 meneliti bahwa pada rasio molar DMCminyak yang rendah
akan menghasilkan yield metil ester yang rendah pula. Dimana, jumlah DMC yang digunakan belum mencapai batas optimum untuk menghasilkan reaksi
transesterifikasi yang sempurna. Hal yang sama juga diteliti oleh Silva et al 2011 yaitu reaksi pembuatan biodiesel tidak sempurna untuk molar rasio
alkoholminyak dibawah 6:1 [8,77]. Akan tetapi, apabila rasio molar DMCminyak telah melebihi batas optimum,
maka metil ester yang dihasilkan akan menurun. Ini dapat disebabkan kelebihan substrat DMC yang dapat menghalangi kerja enzim terutama apabila alkohol tidak
larut dalam campuran reaksi [8,61].
Gambar 4.3a 3-D Surface Yield Biodiesel untuk Waktu Reaksi Dengan Rasio Molar DMCALSD Pada Suhu Reaksi 60
o
C dan Jumlah Biokatalis 10 dari Berat ALSD
29 Gambar 4.3b Kontur Yield Biodiesel untuk Waktu Reaksi Dengan Rasio Molar
DMCALSD Pada Suhu Reaksi 60
o
C dan Jumlah Biokatalis 10 dari Berat ALSD
Gambar 4.3 menunjukkan bahwa kedua variabel yaitu waktu reaksi maupun rasio molar DMCALSD menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap yield
biodiesel yang dihasilkan pada suhu reaksi dan jumlah biokatalis masing-masing 60
o
C jam dan 10 dari berat ALSD. Dari plot kontur di atas dapat dilihat bahwa semakin tinggi rasio molar DMCALSD yang digunakan maka yield biodiesel
akan semakin meningkat seiring dengan bertambahnya waktu reaksi, akan tetapi yield biodiesel menurun kembali saat rasio molar DMCALSD yang digunakan
melebihi 6:1. Pada waktu reaksi sekitar 1 jam dengan rasio molar DMCALSD sekitar 6:1
dapat memberikan yield yang tinggi juga. Sehingga, rasio molar DMCALSD lebih menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap yield dibandingkan
waktu reaksi. Su et al 2007 meneliti bahwa pada rasio molar DMCminyak yang rendah
akan menghasilkan yield metil ester yang rendah pula. Dimana, jumlah DMC yang digunakan belum mencapai batas optimum untuk menghasilkan reaksi
transesterifikasi yang sempurna. Hal yang sama juga diteliti oleh Silva et al 2011 yaitu reaksi pembuatan biodiesel tidak sempurna untuk molar rasio
alkoholminyak dibawah 6:1 [8,77].
Wak tu Re
ak si
, j am
Rasio Molar DMCALSD
30 Akan tetapi, apabila rasio molar DMCminyak telah melebihi batas optimum,
maka metil ester yang dihasilkan akan menurun. Ini dapat disebabkan kelebihan substrat DMC yang dapat menghalangi kerja enzim terutama apabila alkohol tidak
Kategori