Proses Pembuatan Biodiesel dari Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) dan Dimethyl Carbonate dengan Reaktor Packed Bed Menggunakan Katalis Novozym® 435
PROSES PEMBUATAN BIODIESEL DARI
PALM
FATTY ACID DISTILLATE
DAN
DIMETHYL
CARBONATE
DENGAN REAKTOR
PACKED BED
MENGGUNAKAN
KATALIS NOVOZYM
®435
SKRIPSI
Oleh
JOHAN SENJAYA
110405078
(2)
PROSES PEMBUATAN BIODIESEL DARI
PALM
FATTY ACID DISTILLATE
DAN
DIMETHYL
CARBONATE
DENGAN REAKTOR
PACKED BED
MENGGUNAKAN
KATALIS NOVOZYM
®435
SKRIPSI
Oleh
JOHAN SENJAYA
110405078
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
AGUSTUS 2015
(3)
(4)
(5)
PRAKATA
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Proses Pembuatan Biodiesel dari Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) dan Dimethyl Carbonate dengan Reaktor Packed Bed Menggunakan Katalis Novozym® 435”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Laboratorium Oleokimia, Pusat Penelitian Kelapa Sawit. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik.
Melalui penelitian ini diperoleh hasil biodiesel dari produk samping pemurnian kelapa sawit yaitu palm fatty acid distillate dengan reaksi transesterifikasi menggunakan katalis Novozym® 435, sehingga hasil yang diperoleh dapat dimanfaatkan khususnya mengurangi jumlah penggunaan bahan bakar fosil.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dr. Ir. Taslim, M.Si selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
2. Bapak Dr. Tjahjono Herawan dan Ibu Meta Rivani, S.T yang telah memberikan bantuan dan arahan dalam pelaksanaan kegiatan penelitian ini.
3. Ibu Ir. Renita Manurung, M.T selaku Koordinator Penelitian Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Ibu Ir. Renita Manurung, M.T selaku Dosen Penguji I yang telah memberikan saran dan masukan yang membangun dalam penulisan skripsi ini.
5. Bapak Ir. Bambang Trisakti, M.T selaku Dosen Penguji II yang telah memberikan kritik dan saran yang membangun dalam penulisan skripsi ini.
(6)
(7)
DEDIKASI
Skripsi ini saya persembahkan untuk :
Bapak & Ibu tercinta
Bapak Junaidi dan Ibu Hiu Kim Yet
Mereka adalah orang tua hebat yang telah membesarkan dan
mendidikku dengan penuh kasih sayang.
Terima kasih atas pengorbanan, nasehat dan do’a yang tiada hentinya
kalian berikan kepadaku selama ini.
(8)
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Johan Senjaya
NIM : 110405078
Tempat, tanggal lahir : Medan, 13 Juni 1993 Nama orang tua : Junaidi dan Hiu Kim Yet Alamat orang tua :
Jl. Metal No.59, Medan Asal Sekolah:
SD Hosana Medan tahun 1999-2005
SMP Methodist-2 Medan tahun 2005-2008
SMA Methodist-2 Medan tahun 2008-2011 Pengalaman Kerja dan Organisasi:
1. Guru les privat (Juli 2011 – sekarang)
2. Mahasiswa magang di Pabrik Gula Sei Semayang Binjai KM 12,5, Medan (Agustus – September 2014)
Prestasi akademik/non akademik yang pernah dicapai:
1. Juara III Pekan Olimpiade Sekolah (POS) bidang Matematika di Methodist-2 Medan tahun 2010.
(9)
ABSTRAK
Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) adalah produk sampingan yang dihasilkan dalam
proses pemurnian di kilang minyak sawit yang berpotensi menjadi bahan baku dalam proses pembuatan biodisel serta harganya jauh lebih murah dari pada virgin oil. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memanfaatkan PFAD dalam pembuatan biodiesel dengan menggunakan Dimethyl Carbonate (DMC) sebagai reaktan dan Novozym® 435 sebagai katalis. Pembuatan biodiesel ini dilakukan dengan dua cara yaitu secara batch dan kontinu. Untuk batch, PFAD, DMC serta katalis dimasukkan kedalam tabung carousel yang dilengkapi dengan termometer dan magnetic stirrer. Campuran tersebut dipanaskan selama 1 jam dengan suhu 60 oC. Selanjutnya biodiesel disaring dengan menggunakan syringe filter untuk memisahkan produk dengan katalis dan diikuti dengan evaporasi produk menggunakan rotary vacuum
evaporator pada suhu 50 oC dan tekanan 225 mbar. Hasil terbaik yang didapat
melalui proses batch adalah rasio molar (PFAD:DMC) 1:9 dicapai kemurnian biodiesel sebesar 95,87% dan dengan suhu sebesar 60 oC didapat kemurnian sebanyak 95,87%. Untuk kontinu, digunakan kondisi terbaik yang telah didapat dari proses batch. Pembuatan biodiesel secara kontinu dilakukan dengan cara katalis dimasukkan kedalam reaktor packed bed selanjutnya dengan menggunakan pompa peristaltik dialirkan dari arah gravitasi berupa PFAD dan DMC yang telah dipanaskan dengan suhu 60 oC terlebih dahulu menggunakan hot plate. Suhu didalam reaktor dijaga dengan menggunakan water bath sebesar 60 oC. Biodiesel yang didapat ditampung setiap 1 jam selama 100 jam dan dilakukan proses evaporasi untuk menghilangkan sisa DMC. Kemurnian yang didapat pada 100 jam sebesar 98,55%.
Kata kunci : biodiesel, dimethyl carbonate, kontinu, Novozym® 435, palm fatty acid distillate, reaktor packed bed
(10)
ABSTRACT
Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) is a byproduct produced in the refining process in the palm oil that could potentially be a raw material in the manufacturing process of biodiesel and the price is much cheaper than virgin oil. The purpose of this study was to utilize PFAD in the manufacture of biodiesel by using Dimethyl Carbonate (DMC) as the reactant and Novozym® 435 as a catalyst. The production of biodiesel is done in two ways which are batch and continuous. For batch, PFAD, DMC and the catalyst was added to the tube carousel equipped with a thermometer and a magnetic stirrer. The mixture was heated for 1 hour at a temperature of 60 oC. Furthermore, biodiesel is filtered using a syringe filter to separate the product with the catalyst, followed by evaporation of the product using a rotary vacuum evaporator at a temperature of 50 ° C and a pressure of 225 mbar. The best results were obtained through a batch process is the molar ratio (PFAD: DMC) 1:9 achieved the purity of biodiesel amounted to 95.87% and with a temperature of 60 oC gained as much as 95.87% purity. The variale for continuous process was used the best conditions that have been obtained from batch processes. Manufacture biodiesel continuously carried out in a way catalyst packed bed reactor was added to further by using a peristaltic pump flowed from the direction of gravity in the form of PFAD and DMC that has been heated to a temperature of 60 oC in advance using a hot plate. The temperature inside the reactor is maintained by using a water bath at 60 °C. Biodiesel obtained accommodated every 1 hour for 100 hours and performed the process of evaporation to remove residual DMC. The purity of biodiesel that obtained at 100 hours was 98.55%.
Keywords: biodiesel, dimethyl carbonate, continuous, Novozym® 435, palm fatty acid distillate, packed bed reactor
(11)
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i
PENGESAHAN ii
PRAKATA iii
DEDIKASI v
RIWAYAT HIDUP PENULIS vi
ABSTRAK vii
ABSTRACT viii
DAFTAR ISI ix
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR TABEL xvii
DAFTAR LAMPIRAN xix
DAFTAR SINGKATAN xxi
DAFTAR SIMBOL xxii
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 LATAR BELAKANG 5
1.2 PERUMUSAN MASALAH 5
1.3 TUJUAN PENELITIAN 5
1.4 MANFAAT PENELITIAN 5
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 6
2.1 BIODIESEL 7
2.2 BAHAN BAKU 10
2.2.1 Dimetyhl Carbonate (DMC) 10
2.2.2 Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) 10
2.2.3 Katalis Enzim 11
(12)
2.4.1 Reaktor Batch 15
2.4.2 Reaktor Packed Bed 16
2.5 ANALISIS EKONOMI 18
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 19
3.1 BAHAN PERCOBAAN 19
3.2 PERALATAN PERCOBAAN 19
3.3 PROSEDUR PERCOBAAN 20
3.3.1 Proses Esterifikasi Enzimatis Secara Batch 20 3.3.2 Proses Esterifikasi Enzimatis Secara Kontinu 20
3.4 FLOWCHART PERCOBAAN 21
3.4.1 Flowchart Proses Esterifikasi Enzimatis Secara Batch 21 3.4.2 Flowchart Proses Esterifikasi Enzimatis Secara Kontinu 22
3.5 PROSEDUR ANALISIS 22
3.5.1 Analisis Titik Nyala 22
3.5.2 Analisis Angka Asam 23
3.5.3 Analisis Bilangan Penyabunan 23
3.5.4 Analisis Kadar Air 24
3.5.5 Analisis Bilangan Peroksida 25
3.5.6 Analisis Densitas dan Viskositas Kinematik 26
3.5.7 Analisis Titik Keruh 26
3.5.8 Analisis Komposisi Biodiesel 27
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 28
4.1 HASIL ANALISIS BAHAN BAKU 28
4.2 PROSES ESTERIFIKASI 30
4.2.1 Secara Batch 30
4.2.1.1 Pengaruh Rasio Molar terhadap Kandungan Ester 30 4.2.1.2 Pengaruh Suhu terhadap Kandungan Ester 31
4.2.2 Secara Kontinu 33
4.3 ANALISIS SIFAT FISIK BIODIESEL DARI PFAD 34
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 36
(13)
5.2 SARAN 36
(14)
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1.1 Pasokan Energi Total Dunia dengan Bahan Bakar
padaTahun 2006 (Tidak Termasuk Listrik dan Panas).Total: 11.741 Million Tonnes of Oil Equivalent (mtoe)
2
Gambar 2.1 Palm Fatty Acid Distillate 11
Gambar 2.2 Novozym® 435 13
Gambar 2.3 Reaksi Esterifikasi Enzimatik 14 Gambar 2.4 Produksi Biodiesel dengan Proses Alkali 14 Gambar 2.5 Produksi Biodiesel dengan Proses Enzimatik 15
Gambar 2.6 Reaktor Batch 16
Gambar 2.7 Reaktor Packed Bed 16
Gambar 3.1 Flowchart Proses Esterifikasi Enzimatis Secara Batch 21 Gambar 3.2 Flowchart Proses Esterifikasi Enzimatis Secara Kontinu 22 Gambar 3.3 Alat Instrumen K16200 Pensky-Martens Closed Cup
Flash Tester
22
Gambar 3.4 Alat Instrumen METTLER TOLEDO DL 32 Karl Fischer Coulometer
24
Gambar 3.5 Alat Instrumen Stabinger ViscometerTM: SVM 3000 26 Gambar 3.6 Alat Instrumen Shimadzu Gas Chromatography 27 Gambar 4.1 Hasil Analisis GC Komposisi Palm Fatty AcidDistillate
(PFAD)
28
Gambar 4.2 Hubungan antara Rasio Molar dengan Kandungan Esterpada Waktu 60 menit, Jumlah Katalis 10 %berat, Kecepatanpengadukan 300 rpm dan suhu 60 oC
31
Gambar 4.3 Hubungan antara Suhu dengan Kandungan Ester pada RasioMolar PFAD:DMC 1:9, Waktu 60 menit, Jumlah Katalis 10 %berat dan Kecepatan pengadukan 300 rpm
(15)
Gambar 4.4 Perubahan Kandungan Ester Selama 120 Menit padaRasio Molar PFAD:DMC 1:9, Tinggi Bed 9 cm (3 gram) danSuhu 60 oC
33
Gambar 4.5 Perubahan Kandungan Ester Selama 100 Jam padaRasio Molar PFAD:DMC 1:9, Tinggi Bed 9 cm (3 gram) danSuhu 60 oC
34
Gambar C.1 Reaksi Esterifikasi Enzimatik 44 Gambar D.1 Hasil Analisis GC Komposisi Bahan Baku Palm Fatty
Acid Distillate (PFAD)
46
Gambar D.2 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi Rasio Molar PFAD/DMC 1:6
47
Gambar D.3 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi Rasio Molar PFAD/DMC 1:7
48
Gambar D.4 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi Rasio Molar PFAD/DMC 1:8
49
Gambar D.5 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi Rasio Molar PFAD/DMC 1:9
50
Gambar D.6 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi Rasio Molar PFAD/DMC 1:10
51
Gambar D.7 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Suhu 40 oC 52 Gambar D.8 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Suhu 50 oC 53 Gambar D.9 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Suhu 60 oC 54 Gambar D.10 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Suhu 70 oC 55 Gambar D.11 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Suhu 80 oC 56 Gambar D.12 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu
10 Menit
57
Gambar D.13 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 20 Menit
58
(16)
Gambar D.15 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 40 Menit
60
Gambar D.16 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 50 Menit
61
Gambar D.17 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 60 Menit
62
Gambar D.18 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 70 Menit
63
Gambar D.19 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 80 Menit
64
Gambar D.20 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 90 Menit
65
Gambar D.21 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 100 Menit
66
Gambar D.22 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 110 Menit
67
Gambar D.23 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 120 Menit
68
Gambar D.24 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 4 Jam
69
Gambar D.25 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 8 Jam
70
Gambar D.26 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 12 Jam
71
Gambar D.27 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 16 Jam
72
Gambar D.28 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 20 Jam
73
Gambar D.29 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 24 Jam
(17)
Gambar D.30 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 28 Jam
75
Gambar D.31 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 32 Jam
76
Gambar D.32 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 36 Jam
77
Gambar D.33 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 40 Jam
78
Gambar D.34 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 44 Jam
79
Gambar D.35 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 48 Jam
80
Gambar D.36 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 52 Jam
81
Gambar D.37 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 56 Jam
82
Gambar D.38 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 60 Jam
83
Gambar D.39 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 64 Jam
84
Gambar D.40 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 68 Jam
85
Gambar D.41 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 72 Jam
86
Gambar D.42 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 76 Jam
87
Gambar D.43 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 80 Jam
(18)
Gambar D.45 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 88 Jam
90
Gambar D.46 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 92 Jam
91
Gambar D.47 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 96 Jam
92
Gambar D.48 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Waktu 100 Jam
93
Gambar E.1 Foto Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) 94 Gambar E.2 Foto Dimethyl Carbonate (DMC) 94
Gambar E.3 Foto Novozym® 435 94
Gambar E.4 Foto Pengujian Kadar Asam Lemak 95 Gambar E.5 Foto Rangkaian Alat Esterifikasi Secara Batch (Carousel) 95 Gambar E.6 Foto Penggunanan Syringe Filter 95 Gambar E.7 Foto Pemisahan Hasil Esterifikasi dengan Syringe Filter 96 Gambar E.8 Foto Evaporasi Hasil Esterifikasi dengan Rotary Vacuum
Evaporator
96
Gambar E.9 Foto Produk Akhir Biodiesel Secara Batch 96 Gambar E.10 Foto Rangkaian Alat Esterifikasi Secara Kontinu
(Reaktor Packed Bed)
97
Gambar E.11 Foto Packing 97
(19)
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1.1 Penelitian-penelitian Terdahulu tentang Pembuatan
Biodiesel dengan Reaktor Packed Bed
4
Tabel 2.1 Perbandingan Kandungan Unsur Kimia Biodiesel dan Solar 8 Tabel 2.2 Standar Biodiesel Berdasarkan ASTM D 6751/09,EN
14214/03, dan Pr EN 14214/09
9
Tabel 2.3 Sifat-sifat Fisika dan Kimia DMC 10 Tabel 2.4 Komposisi Bahan Baku Biodiesel (%berat) 11 Tabel 2.5 Komposisi Asam Lemak pada PFAD 11 Tabel 2.6 Tingkat FFA yang Direkomenndasikan untuk Proses
Transesterifikasi Menggunakan Katalis Basa
12
Tabel 2.7 Perbandingan Antara Free Enzyme dan Immobilized Enzyme
13
Tabel 3.1 Berat Sampel Untuk Analisis Angka Asam 23 Tabel 3.2 Berat Sampel Untuk Analisis Bilangan Penyabunan 24 Tabel 3.3 Berat Sampel Untuk Analisis Bilangan Peroksida 25 Tabel 4.1 Komposisi Asam Lemak dari Palm Fatty Acid Distillate
(PFAD)
29
Tabel 4.2 Komposisi Penyusun PFAD 29
Tabel 4.3 Hasil Penelitian Pembuatan Biodiesel dari PFAD denganMenggunakan Novozym® 435 dengan Variasi Rasio Molar
30
Tabel 4.4 Hasil Penelitian Pembuatan Biodiesel dari PFAD denganMenggunakan Novozym® 435 dengan Variasi Suhu
31
Tabel 4.5 Sifat Fisik Biodiesel dari PFAD Dibandingkan dengan Standar Biodiesel di Eropa dan Amerika Serikat
35
(20)
Tabel B.1 Hasil data Pengaruh Rasio Molar terhadap Kandungan Ester
43
(21)
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN A DATA BAHAN BAKU 42
LA.1 KOMPOSISI ASAM LEMAK BAHAN BAKU
PALM FATTY ACID DISTILLATE (PFAD)
HASIL ANALISIS GCMS
42
LAMPIRAN B DATA PENELITIAN 43
LB.1 DATA PENGARUH RASIO MOLAR TERHADAP KANDUNGAN ESTER
43
LB.2 DATA PENGARUH SUHU TERHADAP KANDUNGAN ESTER
43
LAMPIRAN C CONTOH PERHITUNGAN 44
LC.1 PERHITUNGAN KADAR FFA PALM FATTY
ACID DISTILLATE (PFAD)
44
LC.2 PERHITUNGAN KEBUTUHAN DIMETHYL
CARBONATE (DMC)
44
LAMPIRAN D HASIL ANALISIS 46
LD.1 HASIL ANALISIS KOMPOSISI BAHAN BAKU PALM FATTY ACID DISTILLATE (PFAD)
46
LD.2 HASIL ANALISIS KOMPOSISI BIODIESEL 47 LD.2.1 Perbandingan Rasio Molar Secara Batch
dengan Waktu Reaksi 1 Jam, Kecepatan Pengadukan 300 rpm, Jumlah Katalis 10 %berat dan Suhu 60 oC
47
LD.2.2 Perbandingan Suhu Secara Batch dengan Waktu Reaksi 1 Jam, Kecepatan Pengadukan 300 rpm, Jumlah Katalis
(22)
LD.2.3 Perbandingan Waktu Secara Kontinu dengan Suhu 60 oC, Jumlah Katalis 30% dan Rasio Molar (PFAD/DMC) 1:9
57
LAMPIRAN E DOKUMENTASI PENELITIAN 94
LE.1 FOTO BAHAN BAKU PENELITIAN 94 LE.2 FOTO PENGUJIAN KADAR ASAM LEMAK
BEBAS
95
LE.3 FOTO PROSES ESTERIFIKASI ENZIMATIS SECARA BATCH
95
LE.4 FOTO PROSES ESTERIFIKASI ENZIMATIS SECARA KONTINU
(23)
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan Dimensi
N Normalitas larutan NaOH N
V Volume larutan NaOH terpakai ml M Berat molekul asam lemak palm fatty
(24)
DAFTAR SINGKATAN
ASTM American Standard Testing Method
BM Berat Molekul
FAME Fatty Acid Methyl Ester
FFA Free Fatty Acid
GCMS Gas Chromatography Mass Spectrometry
rpm rotary per minute
(25)
ABSTRAK
Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) adalah produk sampingan yang dihasilkan dalam
proses pemurnian di kilang minyak sawit yang berpotensi menjadi bahan baku dalam proses pembuatan biodisel serta harganya jauh lebih murah dari pada virgin oil. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memanfaatkan PFAD dalam pembuatan biodiesel dengan menggunakan Dimethyl Carbonate (DMC) sebagai reaktan dan Novozym® 435 sebagai katalis. Pembuatan biodiesel ini dilakukan dengan dua cara yaitu secara batch dan kontinu. Untuk batch, PFAD, DMC serta katalis dimasukkan kedalam tabung carousel yang dilengkapi dengan termometer dan magnetic stirrer. Campuran tersebut dipanaskan selama 1 jam dengan suhu 60 oC. Selanjutnya biodiesel disaring dengan menggunakan syringe filter untuk memisahkan produk dengan katalis dan diikuti dengan evaporasi produk menggunakan rotary vacuum
evaporator pada suhu 50 oC dan tekanan 225 mbar. Hasil terbaik yang didapat
melalui proses batch adalah rasio molar (PFAD:DMC) 1:9 dicapai kemurnian biodiesel sebesar 95,87% dan dengan suhu sebesar 60 oC didapat kemurnian sebanyak 95,87%. Untuk kontinu, digunakan kondisi terbaik yang telah didapat dari proses batch. Pembuatan biodiesel secara kontinu dilakukan dengan cara katalis dimasukkan kedalam reaktor packed bed selanjutnya dengan menggunakan pompa peristaltik dialirkan dari arah gravitasi berupa PFAD dan DMC yang telah dipanaskan dengan suhu 60 oC terlebih dahulu menggunakan hot plate. Suhu didalam reaktor dijaga dengan menggunakan water bath sebesar 60 oC. Biodiesel yang didapat ditampung setiap 1 jam selama 100 jam dan dilakukan proses evaporasi untuk menghilangkan sisa DMC. Kemurnian yang didapat pada 100 jam sebesar 98,55%.
Kata kunci : biodiesel, dimethyl carbonate, kontinu, Novozym® 435, palm fatty acid distillate, reaktor packed bed
(26)
ABSTRACT
Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) is a byproduct produced in the refining process in the palm oil that could potentially be a raw material in the manufacturing process of biodiesel and the price is much cheaper than virgin oil. The purpose of this study was to utilize PFAD in the manufacture of biodiesel by using Dimethyl Carbonate (DMC) as the reactant and Novozym® 435 as a catalyst. The production of biodiesel is done in two ways which are batch and continuous. For batch, PFAD, DMC and the catalyst was added to the tube carousel equipped with a thermometer and a magnetic stirrer. The mixture was heated for 1 hour at a temperature of 60 oC. Furthermore, biodiesel is filtered using a syringe filter to separate the product with the catalyst, followed by evaporation of the product using a rotary vacuum evaporator at a temperature of 50 ° C and a pressure of 225 mbar. The best results were obtained through a batch process is the molar ratio (PFAD: DMC) 1:9 achieved the purity of biodiesel amounted to 95.87% and with a temperature of 60 oC gained as much as 95.87% purity. The variale for continuous process was used the best conditions that have been obtained from batch processes. Manufacture biodiesel continuously carried out in a way catalyst packed bed reactor was added to further by using a peristaltic pump flowed from the direction of gravity in the form of PFAD and DMC that has been heated to a temperature of 60 oC in advance using a hot plate. The temperature inside the reactor is maintained by using a water bath at 60 °C. Biodiesel obtained accommodated every 1 hour for 100 hours and performed the process of evaporation to remove residual DMC. The purity of biodiesel that obtained at 100 hours was 98.55%.
Keywords: biodiesel, dimethyl carbonate, continuous, Novozym® 435, palm fatty acid distillate, packed bed reactor
(27)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1LATAR BELAKANG
Jumlah penduduk Indonesia mencapai 249.865.631 pada tahun 2013 dan merupakan negara dengan jumlah penduduk terbesar keempat setelah Republik Rakyat Tiongkok, India, dan Amerika Serikat [1]. Indonesia mensubsidi bahan bakar fosil yang sangat besar serta ketergantungan yang kuat pada minyak untuk Produk Domestik Bruto (PDB). Subsidi bahan bakar di Indonesia menggunakan bagian penting dari anggaran negara. Maka untuk mengurangi ketergantungan minyak, diperlukan penggunaan campuran sumber energi terbarukan di samping bahan bakar fosil [2].
Energi terbarukan telah disorot dalam sepuluh tahun terakhir karena potensinya untuk menggantikan bahan bakar fosil terutama untuk transportasi. Sumber energi terbarukan seperti energi surya, energi angin, energi air, dan energi dari biomassa dan limbah telah berhasil dikembangkan dan digunakan oleh negara-negara yang berbeda untuk membatasi penggunaan bahan bakar fosil [3]. Namun demikian, berdasarkan penelitian terbaru dari Badan Energi Internasional (IEA), hanya energi yang dihasilkan dari sumber yang terbarukan dan limbah memiliki potensi tertinggi di antara sumber daya terbarukan lainnya seperti ditunjukkan pada Gambar 1.1 [4].
Biodiesel telah muncul sebagai salah satu energi terbarukan yang paling potensial untuk menggantikan bahan bakar fosil untuk mesin diesel dimana diperkirakan cadangan minyak dunia didalam perut bumi akan habis dieksplorasi pada tahun 2044 [3,5]. Biodiesel merupakan energi yang sangat menarik karena manfaat lingkungan seperti biodegradable, tidak beracun dan efisensi pembakaran yang tinggi [6-7].
(28)
Gambar 1.1 Pasokan Energi Total Dunia dengan Bahan Bakar pada Tahun 2006 (Tidak Termasuk Listrik dan Panas). Total : 11.741 Million Tonnes of
Oil Equivalent (mtoe)
Saat ini, kelemahan utama untuk komersialisasi biodiesel adalah biaya yang lebih tinggi dari solar berbasis minyak bumi. Tingginya biaya biodiesel adalah karena bahan baku yang sebagian besar berasal dari virgin oil yang mahal dan berkualitas tinggi dengan kadar asam lemak bebas (Free Fatty Acid) yang rendah. Biodiesel yang diproduksi secara konvensional adalah dari bahan baku yang memiliki kadar Free Fatty Acid (FFA) kurang dari 20% berat [8]. Dengan bahan baku yang memiliki kadar FFA tinggi maka biodiesel diproduksi dalam dua tahap. Tahap pertama adalah untuk mengurangi kadar FFA minyak dengan esterifikasi. Tahap kedua adalah transesterifikasi yang mengkonversi hasil esterifikasi menjadi mono alkil ester dan gliserol [9]. Pembuatan biodiesel juga bergantung pada senyawa kimia untuk mencapai konversi dan laju reaksi tertentu, pemurnian produk yang kompleks dan pengolahan air limbah yang menghabiskan banyak energi [10].
Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) adalah produk sampingan yang dihasilkan
dalam proses pemurnian di kilang minyak sawit, harga PFAD jauh lebih murah
Oil 34,4% Coal 26,0% Other 0,6% Combustible renewables & wastes 10,1% Hydro 2,2% Nuclear 6,2% Natural Gas 20,5%
(29)
dari pada minyak olahan ataupun virgin oil dimana sebagian besar adalah bahan baku pembuatan biodiesel saat ini [11]. Namun kadar FFA PFAD sangat tinggi sekitar 72,7 – 92,6 % [12].
Proses pembuatan biodiesel dengan menggunakan enzim akan dapat mengurangi kebutuhan energi yang rendah karena kondisi reaksi yang lebih rendah dibandingkan dengan kondisi dengan proses secara kimiawi [10]. Selain itu, proses penggunaan enzim cenderung memiliki biaya pengolahan limbah yang lebih rendah dan dapat digunakan pada kadar FFA yang tinggi [13-14].
Proses kontinu memiliki banyak keuntungan dibandingkan dengan proses
batch. Pada proses kontinu, biaya produksi dan waktu dapat disesuaikan serta
desain peralatan yang fleksibel dalam hal optimasi kualitas biodiesel [15]. Untuk produksi skala industri, penggunaan enzim dengan reaktor packed bed membuat biaya yang lebih efektif dari pada dengan reaktor batch. Enzim dikemas dalam kolom dan campuran reaksi terus dipompa melalui kolom. Enzim dapat digunakan kembali tanpa pemisahan sebelumnya. Selain itu, penggunaan reaktor packed bed juga memberikan perlindungan bagi enzim dari tegangan geser mekanik [7]. Setelah digunakan selama 200 siklus, aktivitas enzim tidak menunjukkan kehilangan kerja yang begitu jelas [16].
Berdasarkan uraian di atas, maka dalam pembuatan biodiesel dan untuk meminimalkan dampak lingkungan digunakan PFAD sebagai bahan baku yang murah yang didapat dari hasil samping dalam proses pemurnian di kilang minyak sawit dan Novozym® 435 sebagai katalis yang dapat digunakan pada bahan baku dengan kadar FFA yang tinggi.
Berikut ini beberapa penelitian terdahulu yang menggunakan reaktor packed bed untuk menghasilkan biodiesel.
(30)
Tabel 1.1 Penelitian-penelitian Terdahulu tentang Pembuatan Biodiesel dengan Reaktor Packed Bed
No. Judul Variabel Hasil Penelitian
Tetap Berubah
1.
Synthesis of Biodiesel from Waste Cooking Oil Immobilized Lipase in Fixed Bed Reactor [17]
T = 40 oC
Kandungan air = 10% berat Kandungan Heksana = 10% berat Laju alir = 1 ml/menit
Konsentrasi enzim = 5%, 10%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%
Kemurnian tertinggi pada konsentrasi enzim = 35% yaitu mendekati 90% Konsentrasi enzim = 25% berat
Kandungan air = 10% berat Kandungan heksana = 15% berat T = 45 oC
Laju alir = 1,2 ml/menit
Pengambilan sampel setiap 10 jam dari 0 - 100 jam
Menurun dari 91,08% ke 76,64%
2.
Solvent Free Enzymatic Transesterification of Crude Jatropha Oil in Packed Bed Reactor [18]
Tinggi bed = 10 cm
Kecepatan pengadukan = 600 rpm Laju alir = 5 ml/menit
Metanol : Minyak = 3 : 1 T = 45 oC
t = 24 jam
Konsentrasi enzim = 5%, 7,5%, 10%, 20%
Yield tertinggi pada konsentrasi enzim = 10% yaitu 54%
3.
Enzymatic Synthesis of a Series of Alkyl Esters Using
Novozyme 435 in a Packed-bed, Miniaturized, Continuous Flow Reactor [19]
Berat enzim = 10 mg Temperatur kamar
Konsentrasi reaksi = 0,05 M, 0,1 M, 0,15 M, 0,2 M, 0,25 M Laju alir = 25 - 1 μL/menit Pengambilan sampel setiap 10 menit sampai 2 jam
Konversi ester berkisar 97% selama 7,5 jam
(31)
1.2PERUMUSAN MASALAH
Pembuatan biodiesel menggunakan katalis Novozym® 435 telah dilakukan oleh beberapa peneliti. Akan tetapi, pembuatan biodiesel dengan baku bahan baku PFAD secara kontinu belum pernah dilakukan. Penelitian ini ditekankan kepada penggunaan PFAD sebagai bahan baku dan Novozym® 435 sebagai katalis dalam pembuatan biodiesel dalam reaktor packed bed secara kontinu.
1.3TUJUAN PENELITIAN
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Memanfaatkan limbah dari hasil samping pemurnian kelapa sawit yang berupa
Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) sebagai bahan baku pembuatan biodiesel.
2. Menambah nilai ekonomis dari PFAD.
1.4MANFAAT PENELITIAN
Penelitian ini diharapkan dapat :
1. Memberikan informasi bahwa PFAD dan Novozym® 435 dapat dijadikan sebagai bahan baku dan katalis dalam pembuatan biodiesel secara kontinu. 2. Memberikan informasi bahwa Novozym® 435 dapat digunakan hingga 100
jam tanpa kehilangan aktivitasnya.
1.5RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Oleokimia, Pusat Penelitian Kelapa Sawit, Medan, Indonesia. Adapun bahan utama yang digunakan pada penelitian ini yaitu Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) sebagai bahan baku, Dimethyl
Carbonate (DMC) sebagai reaktan dan Novozym® 435 sebagai katalis.
Variabel-variabel yang dilakukan dalam penelitian ini adalah : 1. Reaktor batch
(32)
Variabel berubah :
a.Temperatur = 40, 50, 60, 70, 80 oC [21] b.Rasio mol PFAD terhadap DMC = 1:6; 1:7; 1:8; 1:9; 1:10 [22]
2. Reaktor packed bed Variabel tetap :
a.Rasio mol PFAD terhadap DMC = 1 : 9
b.Laju alir = 1,2 ml/menit [17] c.Suhu reaksi = 60 oC
d.Tinggi bed = 9 cm (3 gram)
Variabel berubah :
a.Waktu = 1 – 100 jam [17]
Parameter yang dianalisis pada biodiesel adalah : a. Titik nyala
b. Angka asam
c. Bilangan penyabunan d. Kadar air
e. Bilangan peroksida f. Densitas
g. Titik tuang h. Titik keruh
i. Viskositas kinematik j. Kemurnian biodiesel
(33)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1BIODIESEL
Biodiesel didefinisikan sebagai ester monoalkil dari asam lemak rantai panjang, atau dikenal sebagai Fatty Acid Methyl Esters (FAME) yang berasal dari bahan baku terbarukan seperti minyak sayur atau lemak hewan [10,13].
Minyak yang paling sering digunakan dalam proses pembuatan biodiesel di seluruh dunia adalah rapeseed (terutama di negara-negara Uni Eropa), kedelai (Argentina dan Amerika Serikat), kelapa sawit (negara-negara Asia dan Amerika Tengah) dan bunga matahari, meskipun minyak lainnya juga banyak digunakan seperti kacang tanah, biji rami, safflower, minyak nabati lainnya, dan juga lemak hewani [23].
Keuntungan penggunaan biodiesel sebagai pengganti bahan bakar diesel yaitu [24-27] :
1. Biodiesel merupakan bahan bakar terbarukan yang diperoleh dari minyak nabati atau lemak hewan.
2. Toksisitas rendah dibandingkan dengan bahan bakar diesel.
3. Terdegradasi lebih cepat daripada bahan bakar diesel sehingga meminimalkan dampak lingkungan dari tumpahan biodiesel.
4. Emisi lebih rendah dari kontaminan seperti karbon monoksida, partikel, hidrokarbon aromatik polisiklik, dan aldehida.
5. Resiko kesehatan renfah karena mengurangi emizi zat karsinogenik. 6. Tidak ada kandungan sulfur dioksida (SO2).
7. Titik nyala yang lebih tinggi (minimum 100 oC).
Beberapa kelemahan penggunaan biodiesel sebagai pengganti bahan bakar diesel yaitu [24-27] :
(34)
c. Titik beku lebih tinggi daripada bahan bakar diesel dimana akan menjadi kendala dan menyulitkan dalam cuaca dingin.
d. Kurang stabil dibandingkan bahan bakar diesel sehingga penyimpanan jangka panjang (lebih dari enam bulan) dari biodiesel tidak dianjurkan.
e. Dapat mendegradasi plastik, karet alam gasket, dan selang bila digunakan dalam bentuk murni.
f. Dapat melarutkan endapan sedimen dan kontaminan lainnya dari bahan bakar diesel dalam tangki penyimpanan dan saluran bahan bakar yang kemudian menuju kedalam mesin sehingga dapat menyebabkan masalah pada katup dan sistem injeksi. Karena itu, pembersihan tangki sebelum mengisi dengan biodiesel dianjurkan.
Titik nyala biodiesel lebih tinggi dari bahan bakar diesel. Titik nyala ini penting untuk penyimpanan bahan bakar dan transportasi di jalan keselamatan. Angka setana biodiesel (~50) lebih tinggi dari bahan bakar diesel. Angka setana merupakan faktor penting untuk menentukan kualitas bahan bakar diesel, terutama kualitas pengapian bahan bakar diesel. Viskositas juga merupakan faktor penting untuk biodiesel. Viskositas mempengaruhi kebanyakan peralatan injeksi bahan bakar dan peningkatan viskositas bahan bakar mengubah viskositas pada suhu rendah. Viskositas tinggi memiliki efek negatif pada atomisasi semprot bahan bakar [28].
Tabel 2.1 Perbandingan Kandungan Unsur Kimia Biodiesel dan Solar [28]
Kandungan Biodiesel (%) Solar (%)
Karbon 79,6 86,4
Hidrogen 10,5 13,6
Oksigen 8,6 -
Nitrogen 1,3 -
C/H 7,6 6,5
n-Aliphatik 15,2 67,4
Olephenik 84,7 3,4
Aromatik - 20,1
(35)
Tabel 2.2 Standar Biodiesel Berdasarkan ASTM D 6751/09, EN 14214/03, dan Pr EN 14214/09 [29-31]
No. Parameter Satuan ASTM D
6751/09
EN 14214/03
Pr EN 14214/09
1. Kandungan ester % w/w - ≥96,5 ≥96,5 2. Densitas kg/m3 - 860-900 860-900 3. Viskositas kinematik mm2/s 1,9-6,0 3,5-5,0 3,5-5,0 4. Titik nyala oC
≥ 130 ≥ 93 (gelas tertutup)
≥120 ≥101
5. Kandungan sulfur mg/kg ≤ 15 ≤10 ≤10 6. Residu karbon % w/w ≤0,05 ≤0,30 -
7. Angka Setana ≥47 ≥51 ≥51
8. Kadar abu tersulfatasi % w/w ≤0,02 ≤0,02 ≤0,02 9. Air dan sedimen % w/w ≤0,05 - - 10. Kandungan air mg/kg - ≤500 ≤500 11. Total kontaminasi mg/kg - ≤24 ≤24 12. Korosi pada jalur
tembaga ≤No.3 Kelas 1 Kelas 1
13. Stabilitas oksidasi h ≥3 ≥6 ≥8 14. Angka asam mg
KOH/g ≤0,80 ≤0,50 ≤0,50 15. Nilai Iodin
g Iodin/10 0 g
- ≤120 ≤120
16. Linolenat metil ester % w/w - ≤12,0 ≤12,0 17. Metil ester ganda tak
jenuh % w/w - ≤1 ≤1
18. Kandungan metanol % w/w ≤0,20 ≤0,20 ≤0,20 19. Kandungan
monogliserida % w/w - ≤0,80 ≤0,80 20. Kandungan digliserida % w/w - ≤0,20 ≤0,20 21. Kadungan trigliserida % w/w - ≤0,20 ≤0,20 22. Gliserol bebas % w/w ≤0,020 ≤0,020 ≤0,020 23. Total gliserol % w/w ≤0,24 ≤0,25 ≤0,25 24. Logam kelompok I
(natrium dan kalium) mg/kg ≤5,0 ≤5,0 ≤5,0 25.
Logam kelompok II (kalsium dan magnesium)
mg/kg ≤5,0 ≤5,0 ≤5,0 26. Kandungan fosfor mg/kg ≤10,0 ≤10,0 ≤2,0
(36)
Biodiesel dapat digunakan dalam bentuk murni atau bila dicampur dengan bahan bakar diesel dalam proporsi tertentu. Kebanyakan campuran biodiesel umum adalah B2 (2% biodiesel, 98% solar), B5 (5% biodiesel, 95% solar), B20 (20% biodiesel, 80% solar) [32].
2.2BAHAN BAKU
2.2.1 Dimethyl Carbonate (DMC)
Dimethyl Carbonate (DMC) diproduksi dari metanol dan karbon dioksida
(CO2) sehingga DMC disebut zat kimia yang ramah lingkungan dan memiliki
reaktivitas kimia yang baik, tidak mudah larut dalam air dan memiliki sifat melarut yang baik dengan sebagian besar pelarut organik [33-34].
Salah satu manfaat dari DMC berbasis transesterifikasi asam lemak adalah bahwa reaksi tidak berada dalam kesetimbangan karena senyawanya terurai menjadi CO2 dan alkohol [35]. Sifat-sifat fisika dan kimia DMC dapat dilihat
pada tabel 2.3.
Tabel 2.3 Sifat-sifat Fisika dan Kimia DMC [36]
Karakteristik Nilai
Berat molekul 90,08 g/mol Wujud cairan tidak berwarna Titik didih 90 oC pada 760 mmHg Titik leleh 2-4 oC
Densitas 1,0690 g/cm3 Kelarutan dalam air Tidak mudah larut
2.2.2 Palm Fatty Acid Distillate (PFAD)
Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) adalah produk sampingan dari proses
pemurnian minyak kelapa sawit dengan asam lemak bebas (FFA) lebih dari 93% berat [37]. PFAD berwarna kuning muda dan berwujud padat pada temperatur kamar [8]. Oleh karena PFAD merupakan produk sampingan maka harga PFAD jauh lebih murah daripada minyak olahan lainnya [11].
Saat ini, kelemahan utama untuk komersialisasi biodiesel adalah biaya yang lebih tinggi dari solar berbasis minyak bumi. Tingginya biaya biodiesel adalah karena bahan baku sebagian besar dari virgin oil yang mahal [8].
(37)
Tabel 2.4 Kompisisi Bahan Baku Biodiesel (%berat) [38] Rapeseed Kedelai Kelapa
Sawit Tallow PFAD
Minyak Goreng Bekas
Trigliserida 96,0 98,6 87,0 74,0 8,0 62,0 Digliserida 2,0 0,8 6,0 12,0 5,0 16,0 Monogliserida 0,5 0,1 2,0 4,0 2,0 7,0
FFA 1,5 0,5 5,0 10,0 85,0 15,0
Tabel 2.5 Komposisi Asam Lemak pada PFAD [8]
Asam Lemak Rumus Molekul Struktur %berat
Asam Lemak Jenuh
Miristat C14H28O2 14 : 0 1,0
Palmitat C16H32O2 16 : 0 45,6
Stearat C18H36O2 18 : 0 3,8
Arachidiat C20H40O2 20 : 0 0,3
Asam Lemak Tak Jenuh Tunggal
Palmitoleat C16H30O2 16 : 1 0,2
Oleat C18H34O2 18 : 1 33,3
Ecosenoat C20H38O2 20 : 1 0,2
Tetracosenoat C24H46O2 24 : 1 0,6
Asam Lemak Tak Jenuh Ganda
Linoleat C18H32O2 18 : 2 7,7
Linoleneat C18H30O2 18 : 3 0,3
(a) (b)
Gambar 2.1 Palm Fatty Acid Distillate (a) Pada Suhu Ruangan (b) Setelah Dipanaskan
2.2.3 Katalis Enzim
(38)
katalis asam seperti H2SO4 / HCl atau yang biasa disebut dengan proses
esterifikasi untuk menurunkan kandungan FFA sebelum memasuki proses transesterifikasi [3,38].
Katalis berupa enzim merupakan solusi untuk kandungan FFA yang tinggi pada minyak [38], sehingga diharapkan PFAD berpotensi dijadikan bahan baku yang murah untuk pembuatan biodiesel.
Tabel 2.6 Tingkat FFA yang Direkomendasi untuk Proses Transesterifikasi Menggunakan Katalis Basa
Referensi FFA (%berat)
Ma dan Milford, 1999 [39] < 1 Ramadhas, dkk., 2005 [40] ≤ 2 Zhang, dkk., 2003 [41] < 0,5 Freedman, dkk., 1984 [42] < 1 Tiwari, dkk., 2007 [43] < 1 Sahoo, dkk., 2007 [44] ≤ 2
Enzim dikategorikan kedalam dua bagian yaitu [28] :
1. Free Enzyme
Diisolasi dari berbagai spesies tanaman (getah pepaya, lipase biji oat, dan lipase jarak biji), hewan bakteri (babi dan lipase pankreas manusia), jamur berserabut dan ragi.
2. Immobilized Enzyme
Imobilisasi adalah metode modifikasi yang menempelkan enzim ke sebuah bahan pendukung padat yang tidak larut. Untuk mendapatkan lipase yang lebih ekonomis, aktif, selektif, atau stabil maka dilakukan modifikasi kimia, fisik, dan ekspresi gen teknik.
(39)
Tabel 2.7 Perbandingan Antara Free Enzyme dan Immobilized Enzyme [28]
Karakterisitik Free Enzyme Immobilized Enzyme
Harga Tinggi Rendah
Efisiensi Rendah Tinggi
Aktivitas Tidak stabil Stabil Penggunaan kembali dan
pemulihan
Tidak mungkin Mungkin Toleransi terhadap suhu,
pH dll
Rendah Tinggi Untuk memisahkan dari
substrat
Sulit Mudah Untuk memisahkan dari
produk
Sulit Mudah
Pada penelitian ini digunakan enzim Novozym® 435. Novozym® 435 adalah lipase komersial yang diperoleh dengan imobilisasi Candida antarctica pada resin akrilik dan merupakan katalis yang baik yang memberikan yield biodiesel lebih tinggi dari 90% [45].
Gambar 2.2 Novozym® 435
2.3TRANSESTERIFIKASI ENZIMATIK
Transesterifikasi enzimatik telah menarik banyak perhatian karena memproduksi produk kemurnian tinggi dan memungkinkan pemisahan mudah dari produk sampingan berupa gliserol [46].
Transesterifikasi enzimatik memiliki sejumlah keunggulan yaitu [47] : a. Sedikitnya limbah yang dihasilkan industri
(40)
Transesterifikasi secara enzimatik mudah dalam memisahkan antara biodiesel, enzim dan alkohol. Transesterifikasi alkali membutuhkan proses yang banyak dalam pemisahan katalis dan alkohol yang tidak bereaksi dengan biodiesel. Penghapusan katalis melibatkan banyak komplikasi dan biodiesel harus dicuci secara berulang-ulang untuk mencapai kemurnian tertentu [46].
C O
OH C
O
H3CO OCH3
+ C
O
OCH3
+ CH3OH + CO2
Gambar 2.3 Reaksi Esterifikasi Enzimatik
Oil Transesterification Separation
Glycerol Alkali + MeOH Evaporation of MeOH Upper Phase Lower Phase Washing Waste Water-Alkaline Biodiesel Purification Evaporation of MeOH
Saponified Products
(41)
Oil MeOH Enzyme
Separation Transesterification
Biodiesel Upper Phase
Glycerol Lower
Phase
Gambar 2.5 Produksi Biodiesel dengan Proses Enzimatik [46]
2.4REAKTOR PADA TRANSESTERIFIKASI ENZIMATIK
Reaktor yang paling sering digunakan dalam transesterifikasi enzimatik adalah reaktor batch dan reaktor packed bed.
2.4.1 Reaktor Batch
Reaktor Batch adalah desain sederhana yang biasa digunakan didalam laboratorium. Proses ini dioperasikan dengan penambahan semua komponen dari awal. Proses batch berguna untuk mengumpulkan data tentang proses, seperti untuk produktivitas misalnya enzim. Kekurangan pada proses ini adalah sulitnya memproduksi ester dalam skala besar karena diperlukan volume tangki yang besar, waktu reaksi yang lama dan proses ini tidak berlangsung kontinu.
Fakta lain yang sangat penting untuk dipertimbangkan adalah penurunan bertahap aktivitas enzim akibat dari agitasi fisik yang disebabkan oleh tegangan geser dari pengadukan. Ketika aktivitas enzim menurun, waktu reaksi harus ditingkatkan sesuai, untuk menjaga tingkat tinggi konstan konversi. Dengan waktu, kapasitas pabrik akan berkurang dan akhirnya menjadi rendah sehingga
(42)
Gambar 2.6 Reaktor Batch
2.4.2 Reaktor Packed Bed
Reaktor packed bed adalah alternatif dari reaktor batch yang secara substansual lebih cepat dan merupakan reaktor kontinu yang lebih ekonomis. Reaktor Packed bed paling banyak digunakan di bidang bioteknologi karena mudah untuk mengoperasikan. Keuntungan yang paling penting dari reaktor
packed bed adalah penurunan tegangan geser pada enzim yang akan mengarah ke
stabilitas enzim jangka panjang [28]. Dan selain itu, sebuah sistem reaktor packed bed dengan imobilisasi enzim menghasilkan kontak yang baik antara reaktan cair dan katalis padat [38].
1
2
3
4 5
7
8 6
1. Conical Flask 2. Heater
3. Peristaltic Pump 4. Reactor
5. Glass Beads
6. Novozyme® 435
7. Water Bath 8. Conical Flask
(43)
Dari kedua reaktor tersebut maka reaktor packed bed merupakan sistem reaktor transesterifikasi praktis dengan efisiensi transesterifikasi tinggi [28].
Berikut ini adalah beberapa faktor yang mempengaruhi kinerja transesterifikasi enzimatik dengan proses kontinu :
1. Temperatur
Transesterifikasi enzimatik berlangsung pada suhu rendah dengan rentang 25-60 oC. Pada umumnya, laju reaksi meningkat dengan kenaikan suhu reaksi karena dengan peningkatan konstanta laju dengan suhu dan berkurangnya transfer massa [48-49]. Namun, peningkatan suhu melebihi suhu optimum akan mengakibatkan denaturasi dan deaktivasi termal yang tinggi terhadap enzim sehingga akan terjadinya penurunan aktivitas katalitik [50].
2. Konsentrasi enzim
Semakin tinggi konsentrasi enzim maka semakin meningkat kandungan Fatty Acid Methyl Ester (FAME) karena semakin banyak lipase, semakin banyak molekul substrat yang diserap ke pusat aktif dari lipase tersebu [17].
3. Laju alir
Laju alir yang lebih tinggi dapat mempersingkat waktu reaksi. Ketika laju alir rendah maka reaktan (alkohol) akan memiliki waktu yang lebih lama untuk berkontak dengan enzim sehingga mengurangi aktivitas enzim. Sebaliknya laju alir yang tinggi dapat menurunkan kadar FAME karena kontak antara enzim dan substrat tidak begitu lama [17].
4. Perbandingan rasio molar
Semakin tinggi rasio molar minyak terhadap alkohol akan meningkatkan yield biodiesel, akan tetapi dapat menonaktifkan kerja enzim terutama apabila alkohol tidak larut dalam campuran reaksi [51].
(44)
2.5ANALISIS EKONOMI
Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) adalah produk sampingan dari proses
pemurnian minyak kelapa sawit sehingga PFAD dapat dijadikan alternatif baru sebagai bahan baku untuk pembuatan biodiesel. Karena PFAD merupakan produk samping maka diharapkan PDAD dapat meminimalkan biaya produksi dan dampak terhadap lingkungan sehinngga dapat diproduksi untuk mencukupo kebutuhan bahan bakar dalam negeri yang semakin meningkat.
Untuk itu, perlu dilakukan kajian potensi ekonomi biodiesel dari PFAD. Namun, dalam tulisan ini hanya akan dikaji potensi ekonomi secara sederhana. Sebelum melakukan kajian tersebut, perlu diketahui harga bahan baku yang digunakan dalam produksi dan harga jual biodiesel.
Biaya bahan baku :
Biaya pembelian asam lemak sawit distilat = Rp 1.130 / L [52]
Biaya pembelian dimethyl carbonate = 1,80 ml (1.5 L Rp 1.800.000) = Rp 2.160 [53] Biaya pembelian Novozym®435
$1 / g x Rp 13.401 / $ x 0,01 g = Rp 134,01 [54,55] Biaya listrik pada carousel
0,5 kWh x Rp 1,352 /kWh x 2 jam = Rp 1.352 [56]
Total biaya bahan baku = Rp 3.654,27
Dapat dilihat bahwa, harga jual bahan baku pembuatan biodiesel dari PFAD berada di bawah harga jual bahan baku dari CPO (Crude Palm Oil) yaitu sekitar Rp 7.500/liter, canola oil yaitu sekitar Rp. 90.000/liter, dan minyak jarak yaitu sekitar Rp. 180.000/liter [57]. Tentu hal ini membawa nilai ekonomis dalam pembuatan biodiesel dari PFAD. Dengan adanya kebijakan pemerintah yang ditetapkan oleh peraturan menteri ESDM, penetapan harga jual biodiesel sendiri bisa fleksibel mengikuti harga bahan baku serta biaya produksi saat ini yang ditutupi dengan subsidi, sehingga produksi biodiesel menggunakan bahan baku PFAD berpotensi untuk menjadi industri alternatif yang berkembang ke depannya menjadikan Indonesia sebagai penghasil terbesar biodiesel dan pelaku ekspor biodiesel di dunia.
(45)
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1BAHAN PERCOBAAN
1. Palm Fatty Acid Distillate (PFAD)
Fungsi : sebagai sumber trigliserida dalam pembuatan biodiesel
2. Dimethyl Carbonate (DMC)
Fungsi : sebagai reaktan 3. Novozym® 435
Fungsi : sebagai katalis
3.2PERALATAN PERCOBAAN
1. Carousel
2. Corong gelas 3. Gelas ukur 4. Termometer
5. Magnetic stirrer
6. Pipet tetes
7. Syringe filter
8. Timbangan digital 9. Reaktor Packed bed
10.Hot Plate
11.Refluks Kondensor 12.Pompa Peristaltik 13.Erlenmeyer
14.Water Bath
(46)
3.3PROSEDUR PERCOBAAN
3.3.1 Proses Esterifikasi Enzimatis Secara Batch [21]
1. Novozym® 435 ditimbang sebanyak 10% dari 1 gram PFAD lalu dimasukkan ke dalam beaker glass.
2. Dimethyl carbonate (DMC) ditambahkan dari rasio molar PFAD/DMC
1:6 ke dalam beaker glass lalu diaduk.
3. PFAD dipanaskan di atas carousel sampai mencair kira-kira 15 menit. 4. Campuran Novozym® 435 dan DMC dimasukkan ke dalam tabung
carousel yang dilengkapi dengan termometer dan magnetic stirrer lalu
dimasukkan sampel PFAD yang telah dipanaskan tersebut.
5. Campuran dipanaskan sampai suhu 60 oC di atas carousel dan dibiarkan bereaksi selama satu jam pada suhu konstan dengan kecepatan konstan 300 rpm.
6. Campuran yang terbentuk disaring menggunakan Syringe filter (porositas 0,45 μm, 4 mm Nylon) untuk membuang residu katalis dan kelebihan DMC.
7. Setelah disaring, metil ester yang dihasilkan dimasukkan ke dalam Erlenmeyer dan dievaporasi menggunakan rotary vacuum evaporator pada suhu 50 oC dan tekanan 225 mbar kemudian diukur volumenya dan dianalisis.
8. Prosedur di atas diulangi dengan variasi rasio mol PFAD/DMC 1:7; 1:8; 1:9; 1:10 dan suhu reaksi 40 oC, 50 oC, 70 oC dan 80 oC.
3.3.2 Proses Esterifikasi Enzimatis Secara Kontinu [17]
1. Dimasukkan Novozym® 435 kedalam packed bed reaktor sebanyak 3 gram (9 cm).
2. PFAD dimasukkan kedalam erlenmeyer dan ditambahkan DMC dengan perbandingan rasio molar 1 : 9.
3. Campuran dipanaskan diatas hotplate dengan suhu 60 oC.
4. Larutan tersebut dialirkan ke pompa peristaltik menuju ke reaktor
(47)
5. Reaktor tersebut telah berisi Novozym® 435 dimana suhu didalam reaktor adalah 60 oC yang dipertahankan oleh water bath.
6. Diambil produk setiap jam selama 100 jam.
7. Produk yang dihasilkan dievaporasi menggunakan rotary vacuum
evaporator pada suhu 50 oC dengan tekanan 250 mbar.
3.4FLOWCHART PERCOBAAN
3.4.1 Flowchart Percobaan Proses Esterifikasi Enzimatis Secara Batch
Mulai
Ditimbang Novozym® 435 sebanyak 10% dari 1 gram Palm Fatty Acid
Distillate (PFAD) lalu dimasukkan ke dalam beaker glass
Ditambahkan Dimethyl Carbonate (DMC) dari rasio molar PFAD/DMC 1:6 ke dalam beaker glass
PFAD dipanaskan di atas hot plate selama 15 menit
Campuran Novozym® 435 dan DMC dimasukkan ke dalam tabung
carousel lalu dimasukkan sampel PFAD yang telah dipanaskan
Campuran dipanaskan sampai suhu 60 oC di atas carousel
selama 2 jam dengan kecepatan 300 rpm
Campuran yang terbentuk disaring menggunakan Syringe filter
Metil ester yang dihasilkan dievaporasi menggunakan rotary vacuum
evaporator pada suhu 90oC kemudian diukur volumenya dan dianalisis.
Apakah ada variabel lain yang
divariasikan ?
(48)
3.4.2 Flowchart Percobaan Proses Esterifikasi Enzimatis Secara Kontinu
Sebanyak 10 gram PFAD dimasukkan kedalam erlenmeyer kemudian ditambahkan DMC dengan rasio molar 1 : 9
Campuran dipanaskan diatas
hotplate dengan suhu 60 oC
Mulai
Dimasukkan Novozym® 435 sebanyak 3
gram kedalam reaktor packed bed
Selesai
Diambil produk setiap jam selama 100 jam Campuran dialirkan ke pompa peristaltik dengan laju alir 1,2 mL/menit
menuju ke reaktor packed-bed (60 oC)
Gambar 3.2 Flowchart Percobaan Proses Esterifikasi Enzimatis Secara Kontinu
3.5PROSEDUR ANALISIS
3.5.1 Analisis Titik Nyala
Analisis titik nyala dilakukan di Laboratorium Oleokimia, Pusat Penelitian Kelapa Sawit menggunakan instrumen K16200 Pensky-Martens Closed Cup Flash Tester.
(49)
3.5.2 Analisis Angka Asam
Analisis angka asam dilakukan di Laboratorium Oleokimia, Pusat Penelitian Kelapa Sawit menggunakan standar AOCS 5a – 40 (1989) dengan prosedur sebagai berikut:
1. Sampel dicairkan pada suhu 60 oC - 70 oC agar sampel homogen sebelum dilakukan analisis.
2. Gunakan tabel 3.1 untuk berat sampel yang digunakan. 3. Tambahkan 50 ml isoproponal yang telah dinetralkan.
4. Erlenmeyer yang berisi campuran dipanaskan diatas hot plate dengan suhu 40 oC.
5. Aduk ketika dititrasi dengan alkali standar (NaOH/KOH) hingga berwarna merah muda yang bertahan selama 30 detik.
6. Dicatat volume pentiter.
W V x N x 25,6 asam Angka
Dimana: N = Molaritas NaOH
V = Volume NaOH yang digunakan W = Berat sampel
Tabel 3.1 Berat Sampel Untuk Analisis Angka Asam Angka asam Berat sampel, ±10% (gram)
0 – 1 20
1 – 4 10
4 – 15 5
15 – 75 2,5
>75 0,5
3.5.3 Analisis Bilangan Penyabunan
Analisis bilangan penyabunan dilakukan di Laboratorium Oleokimia, Pusat Penelitian Kelapa Sawit menggunakan standar AOCS Cd 3-25 (2011)
(50)
2. Timbang sampel sesuai tabel 3.2.
3. Tambahkan KOH alkoholik (larutan 40 gram KOH dalam 1 liter alkohol destilasi) sebanyak 25 ml.
4. Didihkan sampel uji sampai benar-benar tersabunkan minimal 30 menit.
5. Dinginkan erlenmeyer ddengan aqudest.
6. Setelah erlenmeyer dingin,, tambahkan 1 ml Phenolphthalein 1% dan dititer dengan HCl 0,5M hingga warna merah jambu hilang.
7. Dicatat volume pentiter.
W V V x N x 56,1 penyabunanBilangan b s
Dimana: N = Molaritas HCl
Vb = Volume HCl yang digunakan untuk mentiter blanko
Vs = Volume HCl yang digunakan untuk mentiter sampel
W = Berat sampel
Tabel 3.2 Berat Sampel Untuk Analisis Bilangan Penyabunan Angka asam Berat sampel (gram)
150 – 200 2,2 – 1,8 200 – 250 1,7 – 1,4 250 – 300 1,3 – 1,2 >75 1,1 – 1,0
3.5.4 Analisis Kadar Air
Analisis kadar air dilakukan di Laboratorium Oleokimia, Pusat Penelitian Kelapa Sawit menggunakan instrumen METTLER TOLEDO DL 32 Karl Fischer Coulometer.
Gambar 3.4 Alat Instrumen METTLER TOLEDO DL 32 Karl Fischer Coulometer
(51)
3.5.5 Analisis Bilangan Peroksida
Analisis bilangan peroksida dilakukan di Laboratorium Oleokimia, Pusat Penelitian Kelapa Sawit menggunakan standar AOCS Cd 8b-90 (1989) dengan prosedur sebagai berikut:
1. Timbang sampel sesuai dengan tabel 3.3 kedalam erlenmeyer bertutup dan tambahkan 50 ml karutan asam asetat dan isooktan.
2. Diaduk dan ditambahkan 0,5 ml larutan KI jenuh.
3. Dibiarkan selama 1 menit kemudian dikocok 3 kali dan ditambahkan 30 ml aquadest.
4. Dititer dengan larutan Natrium Thiosulfat 0,1 M hingga warna kuning hampir hilang.
5. Tambahkan 0,5 ml larutan indikator starch. 6. Dititer sampai warna biru tepat hilang. 7. Dicatat volume pentiter.
W V V x N x 1000 peroksidaBilangan s b
Dimana: N = Molaritas Natrium Thiosulfat
Vs = Volume HCl yang digunakan untuk mentiter sampel
Vb = Volume HCl yang digunakan untuk mentiter blanko
W = Berat sampel
Tabel 3.3 Berat Sampel Untuk Analisis Bilangan Peroksida Bilangan Peroksida Berat sampel (gram)
0 – 12 5,0 – 2,0 12 – 20 2,0 – 1,2 20 – 30 1,2 – 0,8 30 – 50 0,8 – 0,5 50 – 90 0,5 – 0,3
(52)
3.5.6 Analisis Densitas dan Viskositas Kinematik
Analisis densitas dan viskositas kinematik dilakukan di Laboratorium Bioproses, Pusat Penelitian Kelapa Sawit menggunakan instrumen Stabinger ViscometerTM: SVM 3000.
Gambar 3.5 Alat Instrumen Stabinger ViscometerTM: SVM 3000
3.5.7 Analisis Titik Keruh
Analisis titik keruh dilakukan di Laboratorium Oleokimia, Pusat Penelitian Kelapa Sawit menggunakan standar AOCS Cc 6-25 (1989) dengan prosedur sebagai berikut:
1. Sampel yang diuji harus kering. Saring 60-75 gram menggunakan kertas saring Whatman No.1. panaskan hasil filtrat dengan suhu 130 oC selama 5 menit sebelum dilakukan pengujian. Tuang 45 ml kedalam botol sampel.
2. Mulai pendinginan menggunakan waterbath dan diaduk secukupnya agar sampel homogen. Ketika suhu sampel mencapai 10 oC, sampel diaduk terus-menerus untuk menghindari pengkristalan di dinding dan dasar botol.
3. Level sampel harus sejajar dengan level air di waterbath.
4. Keluarkan botol sampel dari waterbath dan dilihat dengan teratur. Titik keruh adalah suhu dimana garis pada termometer yang dicelupkan tidak terlihat lagi jika dilihat secara horizontal.
(53)
3.5.8 Analisis Komposisi Biodiesel
Analisis komposisi biodiesel dilakukan di Laboratorium Oleopangan, Pusat Penelitian Kelapa Sawit menggunakan instrumen Shimadzu Gas Chromatography.
(54)
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 HASIL ANALISIS BAHAN BAKU
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan bahan baku berupa Palm Fatty
Acid Distillate (PFAD) yang disediakan oleh Pusat Penelitian Kelapa Sawit
(PPKS), Medan, Indonesia dimana mengandung asam palmitat yang tinggi yaitu 48,54%.
Berikut adalah gambar hasil analisis dengan GC (Gas Chromatography) untuk mengetahui komposisi asam-asam lemak yang terkandung di dalamnya.
(55)
Dari kromatogram pada gambar 4.1, komposisi asam lemak dari PFAD tersebut disajikan pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 Komposisi Asam Lemak dari Palm Fatty Acid Distillate (PFAD)
No. Puncak Retention
Time (menit) Komponen Penyusun
Komposisi (%berat)
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 PFAD maka dapat ditentukan bahwa berat molekul asam lemak PFAD adalah 268,88 gr/mol yang dapat dilihat dari lampiram LA.1. Berdasarkan hasil analisis GC, komponen asam lemak yang dominan pada sampel PFAD adalah pada puncak 3 yaitu asam lemak jenuh berupa asam palmitat sebesar 48,54% dan puncak 6 yaitu asam lemak tidak jenuh berupa asam oleat sebesar 36,93%.
Selain mengidentifikasi komponen asal lemak dalam PFAD, dilakukan juga identifikasi komposisi penyusun PFAD. Data-data yang telah diperoleh disajikan dalam tabel 4.2.
Tabel 4.2 Komposisi Penyusun PFAD
Komposisi Jumlah (%berat)
Trigliserida 0,3376 Digliserida 0,1763 Monogliserida
Asam Lemak
1,7656 97,7205
(56)
4.2 PROSES ESTERIFIKASI 4.2.1 Secara Batch
Untuk acuan efisiensi reaktor kontinu maka dilakukan reaksi secara batch. Untuk reaksi, 1:9 campuran PFAD dan DMC diaduk (300 rpm) dengan Novozym® 435 (10 %berat) pada 60 oC. Setelah 1 jam, Novozym® 435 disaring dan produk yang dihasilkan dianalisis menggunakan Gas Chromatography (GC).
Prosedur yang sama reaksi diulang dengan variabel suhu (40, 50, 70 dan 80
o
C) dan molar rasio PFAD/DMC (1:6; 1:7; 1:8 dan 1:10) yang hasilnya dapat dilihat pada 4.2.1.1 dan 4.2.1.2.
4.2.1.1Pengaruh Rasio Molar terhadap Kandungan Ester
Adapun hasil penelitian pembuatan biodiesel dari PFAD dengan menggunakan Novozym® 435 dengan variasi molar rasio dapat dilihat pada tabel 4.3 di bawah ini.
Tabel 4.3 Hasil Penelitian Pembuatan Biodiesel dari PFAD dengan Menggunakan Novozym® 435 dengan Variasi Rasio Molar
Rasio Mol PFAD/DMC Waktu (menit) Jumlah Katalis (%berat) Kecepatan Pengadukan (rpm) Suhu (oC)
Kemurnian (%)
1:6
60 10 300 60
89,1156
1:7 90,1967
1:8 92,2664
1:9 95,8725
1:10 92,0387
Hubungan antara rasio molar PFAD/DMC terhadap kemurnian biodiesel dengan kondisi waktu reaksi 60 menit, suhu 60 oC dan jumlah katalis 10% dapat dilihat pada gambar 4.2.
Dari gambar 4.2 dapat diihat bahwa semakin tinggi rasio molar maka kandungan ester yang dihasilkan akan semakin besar akan tetapi pada rasio molar 1:10 kandungan ester mulai menurun. Kandungan Dimethyl Carbonate (DMC) yang sedikit tidak akan cukup untuk menyempurnakan reaksi. Akan tetapi jika DMC telah lebih dari cukup maka metanol akan terbentuk seperti reaksi pada gambar 2.3 dan terbentuknya metanol ini akan memberikan efek negatif pada enzim [21]. Dari gambar 4.2 dapat dilihat bahwa kondisi terbaik yang didapatkan
(57)
adalah pada rasio molar PFAD/DMC 1:9 yang memberikan kandungan ester terbanyak sebesar 95,87%.
Gambar 4.2 Hubungan antara Rasio Molar dengan Kandungan Ester pada Waktu 60 menit, Jumlah Katalis 10 %berat, Kecepatan Pengadukan 300 rpm dan
suhu 60 oC
4.2.1.2Pengaruh Suhu terhadap Kandungan Ester
Adapun hasil penelitian pembuatan biodiesel dari PFAD dengan menggunakan Novozym® 435 dengan variasi suhu dapat dilihat pada tabel 4.4 di bawah ini.
Tabel 4.4 Hasil Penelitian Pembuatan Biodiesel dari PFAD dengan Menggunakan Novozym® 435 dengan Variasi Suhu
Rasio Mol PFAD/DMC Waktu (menit) Jumlah Katalis (%) Kecepatan Pengadukan (rpm) Suhu (oC)
Kemurnian (%)
1:9 60 10 300
40 91,1842 50 93,3018 60 95,8725 70 94,3941 80 86,2549 88 90 92 94 96 98
0 1 2 3 4 5
K an d u n gan E ste r (% )
Rasio Molar (PFAD:DMC)
(58)
kandungan ester yang dihasilkan akan semakin besar akan tetapi pada suhu 70 oC kandungan ester mulai menurun.
Gambar 4.3 Hubungan antara Suhu dengan Kandungan Ester pada Rasio Molar PFAD:DMC 1:9, Waktu 60 menit, Jumlah Katalis 10 %berat dan Kecepatan
Pengadukan 300 rpm
Temperatur merupakan faktor yang sangar penting terhadap aktivitas enzim. Pada umumnya, kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan meningkatnya suhu. Esterifikasi enzimatik terjadi pada suhu rendah antara 25-60
o
C [49]. Pada suhu reaksi yang rendah, enzim tidak akan bekerja secara optimal untuk mengubah semua reaktan menjadi produk sebaliknya pada suhu reaksi yang tinggi dapat menurunkan viskositas minyak dan mengurangi waktu reaksi, namun diatas tingkat yang optimal produksi biodiesel akan menurun [58-59]. Selain itu, sebagian besar lipase memiliki waktu rentang suhu optimal. Suhu optimum tergantung pada stabilitas enzim, perbandingan rasio molar alkohol dan minyak serta jenis pelarut organik [60]. Jika suhu melebihi suhu optimal maka aktivitas enzim akan menurun karena mengalami denaturasi [61].
Dari gambar 4.3 dapat dilihat bahwa kondisi terbaik yang didapatkan adalah pada suhu 60 oC yang memberikan kandungan ester terbanyak sebesar 95,87%. 84 86 88 90 92 94 96 98
30 40 50 60 70 80
K an d u n gan E ste r (% )
(59)
4.2.2 Secara Kontinu
Reaktor packed bed yang digunakan pada penelitian ini memiliki jari jari
sebesar 1 cm dan luas 3,14 cm2. Tinggi bed yang digunakan adalah 9 cm (3 gram) dan tinggi reaktornya adalah 30 cm. Cairan yang diinjinkan didalam
reaktor setinggi 25 cm. Sehingga volume enzim sebesar 28,26 cm3 dan volume reaktor sebesar 78,5 cm3. Laju alir yang digunakan sebesar 1,2 ml/menit yang didapat dari kondisi optimum dari penelitian yang dilaporkan oleh Chen, dkk., 2009 [17]. Untuk residence time (enzim) didapat sebesar 23,55 menit dan
residence time (reaktor) didapat sebesar 65,42 menit. Kondisi yang paling baik
dari proses esterifikasi secara batch yaitu suhu 60 oC dan rasio molar PFAD/DMC 1:9 akan digunakan sebagai variabel pada reaksi esterifikasi secara kontinu.. Reaksi dijalankan secara kontinu selama 100 jam.
Adapun hasil penelitian pembuatan biodiesel dari PFAD dan DMC secara kontinu dapat dilihat pada gambar 4.4 dan 4.5. Kandungan ester yang ditunjukkan pada gambar 4.4 meningkat seiring dengan waktu selama 120 menit atau yang disebut rezim dinamik dengan margin error 0,77 dan mengalami rezim steady state setelah 10 jam yang ditunjukkan pada gambar 4.5 dengan margin error
. 32 , 0
Kandungan ester yang didapat pada 100 jam sebesar 98,55% dan hasil ini lebih baik dibandingkan dengan penelitian yang dilaporkan oleh Chen, dkk., 2009 yang memakai bahan baku waste cooking oil dan metanol dengan enzim sebagai katalis yang dimana kandungan ester yang tercapai sebesar 75,34% [17].
85 90 95 100 K an d u n gan E ste r (% )
(60)
Gambar 4.5 Perubahan Kandungan Ester Selama 100 jam pada Rasio Molar PFAD:DMC 1:9, Tinggi Bed 9 cm (3 gram) dan Suhu 60 oC
4.3 ANALISIS SIFAT FISIK BIODIESEL DARI PFAD
Biodiesel yang terbentuk pada waktu 100 jam dianalisis sifat fisiknya yang meliputi titik nyala, angka asam, bilangan penyabunan, kadar air, bilangan peroksida, densitas, titik tuang, titik keruh, viskositas kinematik dan kemurnian biodiesel. Sifat- sifat fisik tersebut lalu dibandingkan dengan standar biodiesel di Eropa (EN 14214) dan Amerika Serikat (ASTM D-6751). Hasil analisis ditunjukkan pada tabel 4.5.
Seperti yang ditunjukkan pada tabel 4.5, sebagian besar parameter biodiesel dari PFAD memenuhi standar biodiesel di Eropa dan Amerika Serikat kecuali kandungan digliserida dan total gliserol. Hal ini karena bahan baku pembuatan biodiesel di Eropa dan Amerika Serikat berasal dari minyak tumbuh-tumbuhan sedangkan PFAD adalah produk sampingan dari proses penyulingan minyak sawit dan produk biodiesel di Eropa dan Amerika Serikat telah dilakukan proses pemurnian sedangkan biodisel yang dihasilkan hanya melewati proses evaporasi menggunakan rotary vacuum evaporator. Kelemahan dari biodiesel PFAD dapat diatasi dengan mencampur biodiesel PFAD dengan minyak diesel dan reagen khusus [62-64]. 60 65 70 75 80 85 90 95 100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
K an d u n gan E ste r (% ) Waktu (jam)
(61)
Tabel 4.5 Sifat Fisik Biodiesel dari PFAD Dibandingkan dengan Standar Biodiesel di Eropa dan Amerika Serikat Parameter Biodiesel dari PFAD Standar biodiesel di Eropa
(EN 14214)
Standar biodiesel di USA (ASTM D-6751)
Titik nyala (oC) 195 ≥120 ≥93
Angka asam(mg KOH g-1) 0.24 ≤0.5 ≤0.8
Bilangan penyabunan (mg g-1) 64.25 - -
Kadar air (mg kg-1) 0 ≤500 ≤500
Bilangan peroksida (mmol kg-1) 2.29 - -
Densitas (g cm-3) 0.8641 (40 oC) 0.86-0.90 (15 oC) 0.87-0.89 (15 oC)
Titik tuang (oC) -13 - -15 to 10
Titik keruh (oC) 2 - -3 to 12
Kandungan ester (%) 98.5547 ≥96.5 -
Kandungan monogliserida (%) 0.5024 ≤0.80 -
Kandungan digliserida (%) 0.5096 ≤0.20 -
Kandungan trigliserida (%) 0 ≤0.20 -
Total gliserol (%) 0.4333 ≤0.25 ≤0.24
(62)
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian yang telah dilakukan adalah :
1. Asam lemak yang terdapat dalam bahan baku Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) merupakan asam palmitat sebesar 48,54%.
2. PFAD dapat dijadikan sebagai bahan baku pembuatan biodiesel walaupun memiliki kandungan asam lemak yang tinggi sebesar 97,72% dengan bantuan katalis Novozym® 435.
3. Kondisi terbaik didapat dari reaktor batch sebesar 60 oC untuk suhu dan 1:9 untuk rasio molar PFAD/DMC.
4. Aktivitas Novozym® 435 yang dijalankan selama 100 jam pada reaktor kontinu tidak terjadi perubahan yang signifikan karena kandungan ester yangf didapatkan diakhir waktu sebesar 98,55%.
5. Biodiesel yang terbentuk pada waktu 100 jam dianalisis sifat fisiknya yang meliputi titik nyala, angka asam, bilangan penyabunan, kadar air, bilangan peroksida, densitas, titik tuang, titik keruh, viskositas kinematik dan kemurnian biodiesel. Hasil yang telah diperoleh tersebut lalu dibandingkan dengan standar biodiesel di Eropa (EN 14214) dan Amerika Serikat (ASTM D-6751) yang dapat dilihat pada tabel 4.5 dan semua parameter sesuai dengan standar EN 14214 dan ASTM D-6751 kecuali kandungan digliserida dan total glierol.
5.2 SARAN
Adapun saran yang dapat diberikan dari penelitian yang telah dilakukan untuk penelitian selanjutnya adalah
1. Sebaiknya dicari waktu keberapa enzim akan mengalami denaturasi sehingga didapat rezim dinamik, rezim steady state dan rezim denaturasi.
2. Sebaiknya divariasikan residence time berdasarkan volume reaktor atau volume enzim.
(63)
DAFTAR PUSTAKA
[1] The World Bank (2014). Population (Total). www. http://data.worldbank.org. Diakses pada 4 Oktober 2014.
[2] Joni Jupesta. Impact of the Introduction of Biofuel in the Transportation Sector in Indonesia, Sustainability, 2 (6), 2010, 1831-1848.
[3] Man Kee Lam, Keat Teong Lee dan Abdul Rahman Mohamed. Homogeneous, Heterogeneous and Enzymatic Catalysis for Transesterification of High Free Fatty Acid Oil (Waste Cooking Oil) to Biodiesel : A review, Biotechnology Advances, 28 (4), 2010, 500-518.
[4] International Energy Agency I (2208). Key World Energy Statistic.
[5] Atu A. Ayuk, Emeka C. Umunakwe dan Akunna E. Ejele. Optimum Requirements for the Synthesis of Biodiesel Using Fatty Acid Distillates. Journal
of Emerging Trends in Engineering and Applied Sciences,2 (6), 2011, 897-900.
[6] Jei-Fu Shaw, Shu-Wei Chang, S.-C. Lin, T.-T. Wu, H.-Y. Ju, C.C. Akoh, R.-H. Chang dan C.-J. Shieh. Continuous Enzymatic Synthesis of Biodiesel with Novozym 435, Energy & Fuels,22 (2), 2008, 840-844.
[7] Hsiao-Ching Chen, Hen-Yi Ju, Tsung-Ta Wu, Yung-Chuan Liu, Chih-Chen Lee, Cheng Chang, Yi-Lin Chung dan Chwen-Jen Shieh. Continuous Production of Lipase Catalyzed Biodiesel in a Packed-Bed Reactor: Optimization and Enzyme Reuse Study, Journal of Biomedicine and Biotechnology, 2011, 1-6.
[8] S. Chongkong, C. Tongurai dan P. Chetpattananondh. Continuous Esterification for Biodiesel Production from Palm Fatty Acid Distillate Using Economical Process, Renewable Energy, 34(4), 2009, 1059-1063.
[9] Ameya Vilas Malvade dan Sanjay T. Satpute. Production of Palm Fatty Acid Distillate Biodiesel and Effects of Its Blends on Performance of Single Cylinder Diesel Engine, Procedia Engineering, 64, 2013, 1485-1494.
[10] Ja Hyun Lee, Sung Bong Kim, Hah Young Yoo, Young Joon Suh, Gyung Bo Kang, Woo In Jang, Jongwon Kang, Chulhwan Park dan Seung Wook Kim. Biodiesel Production by Enzymatic Process Using Jatropha Oil and Waste Soybean Oil, Biotechnology and Bioprocess Engineering, 18(4), 2013, 703-708. [11] Hyun Jun Cho, Jin-Kuk Kim, Hyun-Jea Cho danYeong-Koo Yeo.
Techno-Economic Study of a Biodiesel Production from Palm Fatty Acid Distillate,
American Chemical Society, 52(1), 2012, 462-468.
[12] K.Y. Cheah, T.S. Toh dan P.M. Koh. Palm Fatty Acid Distillate Biodiesel : Next-Generation Palm Biodiesel. Your Global Fats and Oil Connection. 2010.
[13] Igor Nascentes dos Santos Corrêa, Susana Lorena de Souza, Marly Catran, Otávio Luiz Bernardes, Márcio Figueiredo Portilho and Marta Antunes Pereira Langone.Enzymatic Biodiesel Synthesis Using a Byproduct Obtained from Palm Oil Refining, Enzyme Research, 2011, 1-8.
(64)
[15] Xia Wang, Xueying Liu, Chuanming Zhao, Yi Ding dan Ping Xu. Biodiesel Production in Packed-Bed Reactors Using Lipase–Nanoparticle Biocomposite,
Bioresource Technology, 102(10), 2011, 6352-6355.
[16] Lilin Li, Wei Du, Dehua Liu, Li Wang dan Zebo Li. Lipase-Catalyzed Transesterification of Rapeseed Oils For Biodiesel Production With A Novel Organic Solvent As the Reaction Medium, Journal of Molecular Catalysis B:
Enzymatic, 43(1-4), 2006, 58-62.
[17] Yingming Chen, Bo Xiao, Jie Chang, Yan Fu, Pengmei Lv dan Xuewei Wang. Synthesis of Biodiesel from Waste Cooking Oil Using Immobilized Lipase in Fixed Bed Reactor, Energy Conversion and Management, 50(3), 2009, 668-673. [18] Harumi Veny, Mohammed Kheiriddine Aroua dan Nik Meriam Nik Sulaiman.
Solvent Free Enzymatic Transesterification of Crude Jatropha Oil in Packed Bed Reactor. International Conference on Chemical, Biological and Environmental Engineering. 2010, 251-253.
[19] L.L. Woodcock, C. Wiles, G. M. Greenway, P. Watts, A. Wells dan S. Eyley. Enzymatic Synthesis of A Series of Alkyl Esters Using Novozyme 435 in A Packed-Bed, Miniaturized, Continuous Flow Reactor, Biocatalysis and
Biotransformation, 26(6), 2008, 501-507.
[20] Er-Zheng Su, Min-Jie Zhang, Jian-Guo Zhang, Jian-Feng Gao dan Dong-Zhi Wei. Lipase-Catalyzed Irreversible Transesterification of Vegetable Oils for Fatty Acid Methyl Esters Production With Dimethyl Carbonate As The Acyl Acceptor,
Biochemical Engineering Journal, 36(2), 2007, 167-173.
[21] Tjahjono Herawan dan Rüsch Gen. Klaas. Lipase-Catalyzed Transesterification of Palm Kernel Oil with Dialkylcarbonates. American Journal of Applied Sciences. 11(8), 2014, 1212-1223.
[22] Sun Shuzhen, Zhang Liping, Men Xin, Ma Cong dan Xin Zhong. Biodiesel Production by Transesterification of Corn Oil with Dimethyl Carbonate Under Heterogeneous Base Catalysis Conditions Using Potassium Hydroxide, Chemistry
and Technology of Fuels and Oils, 50(2), 2014, 99-107.
[23] Romano, Silvia Daniela dan Patricio Anibal Sorichetti. Dielectric Spectroscopy in Biodiesel Production and Characterization. Green Energy and Technology. Springer. 2011.
[24] Gerhard Knothe, Robert O. Dunn dan Marvin O. Bagby. Biodiesel: The Use of Vegetable Oils and Their Derivatives As Alternative Diesel Fuels. Fuels and
Chemicals From Biomass. American Chemical Society. 1997.
[25] J. Van Gerpen, B. Shanks, R. Pruszko, D. Clements dan G. Knothe. Biodiesel Analytical Methods. National Renewable Energy Laboratory. 2004a.
[26] J. Van Gerpen, B. Shanks, R. Pruszko, D. Clements dan G. Knothe. Biodiesel Production Technology. National Renewable Energy Laboratory. 2004b.
[27] Silvia Daniela Romano, Erenio Gonzalez Suarez dan Miguel Angel Laborde. Biodiesel In: Combustibles Alternativos. 2006.
[28] Sevil Yücel, Pinar Terzioğlu dan Didem Özҫimen. Lipase Applications In Biodiesel Production. Chapter 8, INTECH, 2013, 209-250.
[29] ASTM D 6751. Standard Specification for Biodiesel Fuel Blend Stock (B100) for Middle Distillate fuels. 2009.
(65)
[30] EN 14214. Automotive Fuels-Fatty Acid Methyl Esters (FAME) for Diesel Engines-Requirements and Test Methods. 2003.
[31] Pr EN 14214. Automotive Fuels-Fatty Acid Methyl Esters (FAME) for Diesel Engines-Requirements and Test Methods. 2009.
[32] Pandey, Ashok. Handbook Plant-Based Biofuels. ISSN 13: 978-1-56022-175-3. Taylor & Francis Group, LLC. 2009.
[33] Folasegun A. Dawodu, Olubunmi O. Ayodele., Jiayu Xin dan Suojiang Zhang. Dimethyl Carbonate Mediated Production of Biodiesel at Different Reaction Temperatures. Renewable Energy. 68, 2014, 581-587.
[34] Hongsub Jung, Youngrak Lee, Daeheum Kim, Sun Ok Han, Seung Wook Kim, Jinwon Lee., Yong Hwan Kim dan Chulhwan Park. Enzymatic Production of Glycerol Carbonate from by-Product After Biodiesel Manufacturing Process,
Enzyme and Microbial Technology, 51(3), 2012, 143-147.
[35] Ji Young Min dan Eun Yeol Lee. Lipase-Catalyzed Simultaneous Biosynthesis of Biodiesel and Glycerol Carbonate from Corn Oil in Dimethyl Carbonate,
Biotechnol Letters,33(9), 2011, 1789–1796.
[36] Shandong Wells Chemicals Co., Ltd. Dimethyl Carbonate Material Safety Data
Sheet. www.cnwells.cn. 2010. Diakses pada 10 Oktober 2014.
[37] M.M. Rahman Talukder, J. C. Wu, S.K. Lau, L.C. Cui, G. Shimin dan A. Lim. Comparison of Novozym 435 and Amberlyst 15 as Heterogeneous Catalyst for Production of Biodiesel from Palm Fatty Acid Distillate, Energy&Fuels, 23(1), 2009, 1-4.
[38] Per Munk Nielsen, Jesper Brask dan Lene Fjerbaek. Enzymatic Biodiesel Production: Technical and Economical Considerations. Europe Journal of Lipid
Science and Technology, 110(8), 2008, 692-700.
[39] Fangrui Ma dan Milford A. Hanna. Biodiesel Production: A Review. Bioresource
Technology. 70(1), 1999, 1-15.
[40] A.S. Ramadhas, S. Jayaraj dan C. Muraleedharan. Biodiesel Production from High FFA Rubber Seed Oil, Fuel, 84(4), 2005, 335-340.
[41] Y. Zhang, M.A. Dubé, D.D. McLean dan M. Kates. Biodiesel Production from Waste Cooking Oil: 1. Process Design and Technological Assessment,
Bioresource Technology, 89(1), 2003, 1-16.
[42] B. Freedman, E.H. Pryde dan T.L. Mounts. Variables Affecting the Yields of Fatty Esters From Transesterified Vegetable Oils, Journal American Oil Chemists
Society, 61(10), 1984, 1636-1643.
[43] Alok Kumar Tiwari, Akhilesh Kumar dan Hifjur Raheman. Biodiesel Production from Jatropha Oil (Jatropha curcas) with High Free Fatty Acids: An Optimized Process, Biomass and Bioenergy, 31(8), 2007, 569-575.
[44] P.K. Sahoo, L.M. Das, M.K.G. Babu dan S.N. Naik. Biodiesel Development from High Acid Value Polanga Seed Oil and Performance Evaluation in A CI Engine, Fuel, 86(3), 2007, 448-454.
[45] Tianwei Tan, Jike Lu, Kaili Nie, Li Deng dan Fang Wang. Biodiesel Production with Immobilized Lipase: A Review, Biotechnology Advances, 28(5), 2010,
(66)
628-[46] Srivathsan Vembanur Ranganathan, Srinivasam Lakshmi Narasimhan dan Karuppan Muthukumar. An Overview of Enzymatic Production of Biodiesel.
Bioresource Technology. 99(10), 2008, 3975-3981.
[47] Sergey N. Fedosov dan Xuebing Xu. Enzymatic Synthesis of Biodiesel from Fatty Acids. Kinetics of The Reaction Measured by Fluorescent Response of Nile Red.
Biochemical Engineering Journal. 56(3), 2011, 172-183.
[48] Minodora Leca, Luminita Tcacenco, Marin Micutz dan Teodora Staicu. Optimization of Biodiesel Production by Transesterification of Vegetable Oils Using Lipases, Romanian Biotechnological Letters, 15(5), 2010, 5618-5630. [49] Sulaiman Al-Zuhair. Production of Biodiesel: Possibilities and Challenges,
Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 1(1), 2007, 57-66.
[50] Nevena Lucović, Zorica Knežvić-Jugović dan Dejan Bezbradica. Biodiesel Fuel Production by Enzymatic Transesterification of Oils: Recent Trends, Challenges and Future Perspectives. INTECH. 2011.
[51] Miroslawa Szczęsna Antczak, Aneta Kubiak, Tadeusz Antczak dan Stanislaw Bielecki. Enzymatic Biodiesel Synthesis-Key Factors Affecting Efficiency of the Process, Renewable Energy, 34(5), 2009, 1185-1194.
[52] Sembiring, Meilita Tryana., Sukardi., Suryani, Ani dan Romli ,M., Biodisel Production Cost Assessment from Different Palm Oil Raw Material as Feedstock,
Industrial Engineering Letters, Vol. 5, No. 2, p. 13-19, 2015.
[53] Andalas Kemika Jayatama PT (2015), Bahan Kimia. Medan
[54] Kurs Dollar (2015), Kurs Dollar Hari Ini. Diakses pada tanggal 6 Agustus 2015 dari www.kurs.dollar.web.id
[55] L. Fjerbaek, K. V. Christensen, dan B. Norddahl, A Review of The Current State of Biodiesel Production Using Enzymatic Transesterification, Biotechnology and
Bioengineering, Vol. 102, No. 5, p. 1298-1315, 2009.
[56] Menteri ESDM, (2015), “Biaya Pemakaian Listrik”, Diakses pada tanggal 6 Agustus 2015 dari www.esdm.go.id.
[57] Toko Sehat Sejahtera Sentosa, “Katalog Produk”, 2015. Diakses pada tanggal 5 Agustus 2015 dari www.tokominyaknabati.indonetwork.co.id.
[58] Andrea Salis, Macella Pinna, Maura Monduzzi, Vincenzo Solinas. Biodiesel Production from Trioleon and Short Chain Alcohols Through Biocatalysis,
Journal of Biotechnology, 119(3), 2005, 291-299.
[59] Sang Cheol Kim, Yong Hwan Kim, Hyuk Lee, Do Young Yoon, Bong Keun Song. Lipase-Catalyzed Synthesis of Glycerol Carbonate from Renewable Glycerol and Dimethyl Carbonate Through Transesterification, Journal of
Molecular Catalysis B: Enzymatic, 49(1-4), 2007, 75-78.
[60] José R. Ochoa-Gómez, Olga Gómez-Jiménez-Aberasturi, Belén Maestro-Madurga, Amaia Pesquera-Rodríguez, Camilo Ramírez-López, Leire Lorenzo-Ibarreta, Jesús Torrecilla-Soria, María C. Villarán-Velasco. Synthesis of Glycerol Carbonate from Glycerol and Dimethyl Carbonate by Transesterification: Catalyst Screening and Reaction Optimization, Applied Catalysis A: General, 366(2), 2009, 315-324.
[61] Giovana Ceni, Lindomar A. Lerin, uliana Faccin de Contoo, Cristiane Vendrusculo Brancher, Patrícia Costa da Silvia, Geciane Toniazzo, Helen Treichel, Débora de Oliveira, J. Vladimir Oliveira, Enrique Guillermo
(67)
Oestreicherm Octavio Augusto Ceva Antunes. Optimization of 1-Glyceryl Benzoate Production by Enzymatic Transesterification in Organic Solvents,
Enzyme and Microbial Technology, 46(2), 2010, 107-112.
[62] Wu Miao Xin, Wu Guo Ying, Xuan Hui, Wang Da, Zhong Chang Zhen and Wang Jun De. Influencing Factors of Low-temperature Flowing Properties of Soybean Oil, Journal of Fuel Chemistry and Technology, 33(6), 2005, 698-702.
[63] Xu Ge and Wu Guo Ying. The Investigation of Blending Properties of Biodiesel and No. 0 Diesel Fuel, Journal of Jiangsu Polytechnic University, 5(2), 2003, 16-18.
[64] Mustafa E. Tat and John H. Van Gerpen. The Spesific Gravity of Biodiesel and Its Blend with Diesel Fuel, Journal of American Oil Chemists’ Society, 77(2), 2000, 115-119.
(68)
LAMPIRAN A
DATA BAHAN BAKU
LA.1KOMPOSISI ASAM LEMAK BAHAN BAKU PALM FATTY ACID
DISTILLATE (PFAD) HASIL ANALISIS GCMS
Tabel A.1 Komposisi Asam Lemak Bahan Baku Palm Fatty Acid Distillate
Asam Lemak Komposisi
(%)
Berat Molekul (gr/mol)
% x BM (gr/mol)
Asam Laurat (C12:0) 0,3140 200,32 0,6290 Asam Miristat (C14:0) 1,2518 228,37 2,8587 Asam Palmitat (C16:0) 48,5401 256,42 124,4665 Asam Palmitoleinat (C16:1) 0,1492 254,41 0,3796 Asam Stearat (C18:0) 3,9187 284,48 11,1479 Asam Oleat (C18:1) 36,9306 282,46 104,3142 Asam Linoleat (C18:2) 8,2130 280,45 23,0334 Asam Linolenat (C18:3) 0,2427 278,43 0,6757 Asam Arakidat (C20:0) 0,3260 312,53 1,0188 Asam Eikosenoat (C20:1) 0,1140 310,51 0,3540
Jumlah 100 268,8779
Dari perhitungan maka diperoleh berat molekul rata-rata asam lemak Palm
(1)
(2)
(3)
LAMPIRAN E
DOKUMENTASI PENELITIAN
LE.1FOTO BAHAN BAKU PENELITIAN
Gambar E.1 Foto Palm Fatty Acid Distillate (PFAD)
(4)
LE.2FOTO PENGUJIAN KADAR ASAM LEMAK
Gambar E.4 Foto Pengujian Kadar Asam Lemak
LE.3FOTO PROSES ESTERIFIKASI ENZIMATIS SECARA BATCH
Gambar E.5 Foto Rangkaian Alat Esterifikasi Secara Batch (Carousel)
(5)
Gambar E.7 Foto Pemisahan Hasil Esterifikasi dengan Syringe filter
Gambar E.8 Foto Evaporasi Hasil Esterifikasi dengan Rotary Vacuum Evaporator
(6)
LE.4FOTO PROSES ESTERIFIKASI ENZIMATIS SECARA KONTINU
Gambar E.10 Foto Rangkaian Alat Esterifikasi Secara Kontinu (Reaktor Packed Bed)
Gambar E.11 Foto Packing