Optimasi Proses Pembuatan Biodiesel Dari Bahan Baku Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD) dan Dimethyl Carbonate (DMC) dengan Menggunakan Katalis Novozym®435
OPTIMASI PROSES PEMBUATAN BIODIESEL DARI
BAHAN BAKU ASAM LEMAK SAWIT DISTILAT
(ALSD) DAN
DIMETHYL CARBONATE
(DMC)
DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS
NOVOZYM
®435
SKRIPSI
Oleh
WILLIAM
110405043
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
AGUSTUS 2015
(2)
OPTIMASI PROSES PEMBUATAN BIODIESEL DARI
BAHAN BAKU ASAM LEMAK SAWIT DISTILAT
(ALSD) DAN
DIMETHYL CARBONATE
(DMC)
DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS
NOVOZYM
®435
SKRIPSI
Oleh
WILLIAM
110405043
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
AGUSTUS 2015
(3)
(4)
(5)
iii
PRAKATA
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Optimasi Proses Pembuatan Biodiesel Dari Bahan Baku Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD) dan Dimethyl Carbonate (DMC) dengan Menggunakan Katalis Novozym®435”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Universtas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik.
Melalui penelitian ini diperoleh hasil biodiesel dari produk samping pemurnian kelapa sawit yaitu asam lemak sawit distilat 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. dan Bapak Ir. Bambang Trisakti, M.T. selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan yang membangun dalam penulisan skripsi ini.
4. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Ibu Dr. Ir. Fatimah, M.T, selaku Sekretaris Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
(6)
iv
6. Ibu Ir. Renita Manurung, M.T. dan Bapak Ir. Bambang Trisakti, M.T. selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan yang membangun dalam penulisan skripsi ini.
7. Ibu Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia sebagai Dosen Pembimbing Akademik.
8. Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen Teknik Kimia USU yang telah memberikan banyak sekali ilmu yang sangat berharga kepada penulis.
9. Johan Senjaya atas kerjasamanya yang baik hingga akhir selama melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.
10.Teman-teman anggota Keluarga Mahasiswa Buddhis Universitas Sumatera Utara (KMB USU) dan anggota Laboratorium Proses Industri Kimia USU.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, 12 Agustus 2015 Penulis
(7)
(8)
v
DEDIKASI
Skripsi ini saya persembahkan untuk :
Bapak & Ibu tercinta
Bapak Hok Heng dan Ibu Mei Cin
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.
(9)
vi
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : William NIM : 100405043
Tempat, tanggal lahir : Medan, 29 Juni 1994 Nama orang tua : Hok Heng dan Mei Cin Alamat orang tua :
Jl. Besi No. 32 A Medan
Asal Sekolah:
SD Wage Rudolf Supratman 1 Medan tahun 1999-2005
SMP Wage Rudolf Supratman 1 Medan tahun 2005-2008
SMA Wage Rudolf Supratman 1 Medan tahun 2008-2011 Beasiswa yang diperoleh:
1. Beasiswa Bantuan Mahasiswa (BBM) tahun 2013 Pengalaman Kerja dan Organisasi:
1. Asisten Laboratorium Proses Industri Kimia Departemen Teknik Kimia FT USU tahun 2014-2015 modul Resin Urea Formaldehid, Reaktor Fasa Cair, Proses Pembuatan Pulp dan Pembuatan Biodiesel Dengan Proses Transesterifikasi
(10)
vii
ABSTRAK
Produksi biodiesel telah berkembang pesat selama ini, dan telah menarik banyak perhatian sebagai bahan bakar pengganti minyak solar yang menjanjikan, karena sifat fisik dan kimia serta kandungan energi biodiesel yang mirip dengan minyak solar. Masalah utama dalam memproduksi biodiesel adalah biaya tinggi yang dapat dikurangi dengan menggunakan bahan baku yang lebih murah. Oleh karena itu, dalam penelitian ini biodiesel disintesis dengan esterifikasi enzimatik dari kualitas bahan baku yang tidak dimurnikan dan jauh lebih murah daripada minyak olahan, seperti asam lemak sawit distilat (ALSD) dengan dialkil karbonat menggunakan amobil lipase (Novozym®435). Beberapa keunggulan proses enzimatik dibandingkan dengan proses kimia, penggunaan energi yang rendah, memungkinkan esterifikasi gliserida dengan kadar asam lemak bebas yang tinggi (ALSD, 85-95% FFA) dan tidak ada kerugian aktivitas enzimatik. Metanol digantikan oleh dialkil karbonat (DMC) dikarenakan esterifikasi (metanolisis) diteliti berada dalam kesetimbangan reaksi sedangkan menggunakan DMC senyawa produk segera terurai menjadi karbon dioksida dan alkohol. Selain itu, DMC disebut zat kimia yang ramah lingkungan, murah, tidak beracun dan mudah didapat. Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi seperti rasio molar DMC terhadap ALSD, suhu reaksi, waktu reaksi dan konsentrasi katalis secara sistematis dianalisis dengan metodologi respon permukaan (RSM) dengan desain komposit pusat (CCD). Kondisi optimum dihasilkan dengan menggunakan rasio molar DMC/ALSD 6:1, pada suhu 60 oC, untuk 3 jam reaksi dengan berat katalis 10% (berdasarkan berat minyak). Hasil penelitian menunjukkan bahwa sintesis biodiesel melalui esterifikasi enzimatik menggunakan ALSD cocok digunakan sebagai bahan baku yang ekonomis untuk produksi biodiesel.
Keywords: biodiesel, dimetil karbonat, esterifikasi, Novozym®435, asam lemak acid sawit distilat
(11)
viii
ABSTRACT
Biodiesel production has rapidly grown over the last decades, and it has attracted much attention in the market as fuel that promising substitute for petroleum diesel, because its physical and chemical properties and energy content are similar to those of petroleum diesel. The main problem in producing biodiesel is its high cost which could be reduced by use of less expensive feedstock. Therefore, in this work biodiesel were synthesized by enzymatic esterification from low quality feedstock which is unrefined and much cheaper than the refined oil, such as palm fatty acid distillate (PFAD) with dialkyl carbonate using immobilized lipase (Novozym®435). Enzymatic process has certain advantages over the chemical process, as it is less energy intensive, allowing the esterification of glycerides with high free fatty acid contents (PFAD, 85-95% FFA) and no enzymatic activity loss. Methanol replaced by dialkyl carbonate, especially DMC due to esterification (methanolysis) is close to equilibrium reaction whereas using DMC the intermediate compound immediately decomposes to carbon dioxide and an alcohol, which have been investigated. Moreover, DMC are cheap, eco-friendly chemical, non-toxic properties and widely available. Factors affecting the reaction such as DMC to PFAD molar ratio, reaction temperature, reaction time and catalyst concentration were systematically analyzed by response surface methodology (RSM) with central composite design (CCD). The optimal condition was using 6:1 molar ratio of DMC to PFAD at 60 oC, for a reaction time 3h in the presence 10wt% of catalyst (based on oil weight). The results showed that synthesis of biodiesel through enzymatic esterification using PFAD suitable as low cost feedstock for biodiesel production.
Keywords: biodiesel, dimethyl carbonate, esterification, Novozym®435, palm fatty acid fatty acid distillate
(12)
ix
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 xi
DAFTAR TABEL xiv
DAFTAR LAMPIRAN xv
DAFTAR SINGKATAN xvi
DAFTAR SIMBOL xvii
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 LATAR BELAKANG 1
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 7
2.1 BIODIESEL 7
2.2 ASAM LEMAK SAWIT DISTILAT 9
2.3 DIMETHYL CARBONATE 9
2.4 KATALIS ENZIM 10
2.5 ESTERIFIKASI ENZIMATIS 11
2.6 ANALISIS EKONOMI 13
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 15 3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN 15
(13)
x
3.2.1 Bahan 15
3.2.2 Peralatan 15
3.3 RANCANGAN PERCOBAAN 16
3.4 PROSEDUR PENELITIAN 18
3.4.1 Proses Esterifikasi Enzimatis 18 3.4.2 Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas 18
3.5 ANALISIS BIODIESEL 19
3.5.1 Analisis Kualitatif 19
3.6 FLOWCHART PERCOBAAN 20
3.6.1 Flowchart Proses Esterifikasi Enzimatis 20 3.6.1 Flowchart Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas 21 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 22 4.1 HASIL ANALISIS BAHAN BAKU 22 4.2 OPTIMASI PEMBUATAN BIODIESEL DARI BAHAN BAKU
ASAM LEMAK SAWIT DISTILAT (ALSD) DAN DIMETHYL CARBONATE (DMC) DENGAN MENGGUNAKAN
NOVOZYM®435 23
4.3 VALIDASI MODEL 36
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 37
4.1 KESIMPULAN 37
4.2 SARAN 37
(14)
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 3.1 Flowchart Proses Esterifikasi Enzimatis 20 Gambar 3.2 Flowchart Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas 21 Gambar 4.1 Hasil Analisis GC Komposisi Asam Lemak Sawit
Distilat (ALSD) 22
Gambar 4.2a 3-D Surface %Yield Biodiesel untuk Suhu Reaksi Dengan
Rasio Molar DMC/ALSD Pada Waktu Reaksi 2 Jam
dan Jumlah Biokatalis 10% dari Berat ALSD 27 Gambar 4.2b Kontur %Yield Biodiesel untuk Suhu Reaksi Dengan
Rasio Molar DMC/ALSD Pada Waktu Reaksi 2 Jam
dan Jumlah Biokatalis 10% dari Berat ALSD 27 Gambar 4.3a 3-D Surface %Yield Biodiesel untuk Waktu Reaksi
Dengan Rasio Molar DMC/ALSD Pada Suhu Reaksi
60 oC dan Jumlah Biokatalis 10% dari Berat ALSD 28 Gambar 4.3b Kontur %Yield Biodiesel untuk Waktu Reaksi
Dengan Rasio Molar DMC/ALSD Pada Suhu Reaksi
60 oC dan Jumlah Biokatalis 10% dari Berat ALSD 29 Gambar 4.4a 3-D Surface %Yield Biodiesel untuk Jumlah
Biokatalis Dengan Rasio Molar DMC/ALSD Pada
Suhu Reaksi 60 oC dan Waktu Reaksi 2 Jam 30 Gambar 4.4b Kontur %Yield Biodiesel untuk Jumlah Biokatalis
Dengan Rasio Molar DMC/ALSD Pada Suhu Reaksi
60 oC dan Waktu Reaksi 2 Jam 30 Gambar 4.5a 3-D Surface %Yield Biodiesel untuk Waktu Reaksi
Dengan Suhu Reaksi Pada Rasio Molar DMC/ALSD
6:1 dan Jumlah Biokatalis 10% dari Berat ALSD 31 Gambar 4.5b Kontur %Yield Biodiesel untuk Waktu Reaksi Dengan
(15)
xii
Jumlah Biokatalis 10% dari Berat ALSD 32 Gambar 4.6a 3-D Surface %Yield Biodiesel untuk Jumlah
Biokatalis Dengan Suhu Reaksi Pada Rasio Molar
DMC/ALSD 6:1 dan Waktu Reaksi 2 Jam 33 Gambar 4.6b Kontur %Yield Biodiesel untuk Jumlah Biokatalis
Dengan Suhu Reaksi Pada Rasio Molar DMC/ALSD
6:1 dan Waktu Reaksi 2 Jam 33 Gambar 4.7a Kontur %Yield Biodiesel untuk Jumlah Biokatalis
Dengan Waktu Reaksi Pada Rasio Molar DMC/ALSD
6:1 dan Suhu Reaksi 60 oC 34 Gambar 4.7b Kontur %Yield Biodiesel untuk Jumlah Biokatalis
Dengan Waktu Reaksi Pada Rasio Molar DMC/ALSD
6:1 dan Suhu Reaksi 60 oC 34 Gambar 4.8 Hubungan Nilai Observasi dengan Nilai Prediksi 36 Gambar LD.1 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 1 50 Gambar LD.2 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 2 51 Gambar LD.3 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 3 52 Gambar LD.4 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 4 53 Gambar LD.5 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 5 54 Gambar LD.6 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 6 55 Gambar LD.7 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 7 56 Gambar LD.8 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 8 57 Gambar LD.9 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 9 58 Gambar LD.10 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 10 59 Gambar LD.11 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 11 60 Gambar LD.12 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 12 61 Gambar LD.13 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 13 62 Gambar LD.14 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 14 63 Gambar LD.15 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 15 64 Gambar LD.16 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 16 65 Gambar LD.17 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 17 66 Gambar LD.18 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 18 67
(16)
xiii
Gambar LD.19 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 19 68 Gambar LD.20 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 20 69 Gambar LD.21 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 21 70 Gambar LD.22 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 22 71 Gambar LD.23 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 23 72 Gambar LD.24 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 24 73 Gambar LD.25 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 25 74 Gambar LD.26 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 26 75 Gambar LD.27 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 27 76 Gambar LE.1 Foto Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD) 77 Gambar LE.2 Foto Dimethyl Carbonate (DMC) 77 Gambar LE.3 Foto Biokatalis Novozym®435 77 Gambar LE.4 Foto Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas 78 Gambar LE.5 Foto Rangkaian Alat Esterifikasi (Carousel) 78 Gambar LE.6 Foto Penggunaan Syringe filter 78 Gambar LE.7 Foto Pemisahan Hasil Esterifikasi dengan Syringe
filter 79
Gambar LE.8 Foto Evaporasi Hasil Esterifikasi dengan Rotary
Vacuum Evaporator 79
(17)
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1.1 Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang Model Kinetika
Pembuatan Biodiesel dari Asam Lemak Sawit Distilat dan Penggunaan Katalis Novozyme 435
3
Tabel 2.1 Standar Biodiesel Berdasarkan ASTM D 6751/09, EN 14214/03, dan Pr EN 14214/09
8
Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak dalam ALSD 9 Tabel 2.3 Sifat-Sifat Fisika dan Kimia DMC 10 Tabel 3.1 Level Kode Rancangan Penelitian 16 Tabel 3.2 Rancangan Percobaan Penelitian 17 Tabel 4.1 Komposisi Asam Lemak dari Asam Lemak Sawit Distilat
(ALSD) 23
Tabel 4.2 Komposisi Penyusun ALSD 23 Tabel 4.3 Hasil Yield Biodiesel dari Berbagai Perlakuan 24 Tabel 4.4 Analysis of Variance (ANOVA) terhadap Yield 25 Tabel 4.5 Perkiraan Parameter Model Persamaan Statistik 25 Tabel LA.1 Komposisi Asam Lemak Bahan Baku Asam Lemak Sawit
Distilat (ALSD) 45
Tabel LB.1 Hasil Analisis Yield Biodiesel 46 Tabel LB.2 Nilai Observasi dan Nilai Prediksi Yield Biodiesel 47
(18)
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran A Data Bahan Baku 45
LA.1 Komposisi Asam Lemak Bahan Baku Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD) Hasil Analisis GCMS
45
Lampiran B Data Penelitian 46 LB.1 Data Yield Biodiesel 46 LB.2 Data Validasi Model 47 Lampiran C Contoh Perhitungan 48
LC.1 Perhitungan Kadar FFA Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD)
48
LC.2 Perhitungan Kebutuhan Dimethyl Carbonate (DMC) 48 LC.3 Perhitungan Yield Biodiesel 49 Lampiran D Hasil Analisis Biodiesel 50 LD.1Hasil Analisis Biodiesel 50 Lampiran E Dokumentasi Penelitian 77 LE.1 Foto Bahan Baku Penelitian 77 LE.2 Foto Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas 78 LE.3 Foto Proses Esterifikasi Enzimatis 78
(19)
xvi
DAFTAR SINGKATAN
ALSD Asam Lemak Sawit Distilat ANOVA Analysis of Variance BM Berat Molekul
CCD Central Composite Design
DMC Dimethyl Carbonate
et al et alia
FAME Fatty Acid Methyl Ester
FFA Free Fatty Acid
GC Gas Chromatography
GCMS Gas Chromatography Mass Spectrometry
RSM Response Surface Methodology
(20)
xvii
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan Dimensi
N Normalitas larutan NaOH N V Volume larutan NaOH terpakai Ml M Berat molekul FFA Asam Lemak Sawit Distilat gr/mol
(21)
vii
ABSTRAK
Produksi biodiesel telah berkembang pesat selama ini, dan telah menarik banyak perhatian sebagai bahan bakar pengganti minyak solar yang menjanjikan, karena sifat fisik dan kimia serta kandungan energi biodiesel yang mirip dengan minyak solar. Masalah utama dalam memproduksi biodiesel adalah biaya tinggi yang dapat dikurangi dengan menggunakan bahan baku yang lebih murah. Oleh karena itu, dalam penelitian ini biodiesel disintesis dengan esterifikasi enzimatik dari kualitas bahan baku yang tidak dimurnikan dan jauh lebih murah daripada minyak olahan, seperti asam lemak sawit distilat (ALSD) dengan dialkil karbonat menggunakan amobil lipase (Novozym®435). Beberapa keunggulan proses enzimatik dibandingkan dengan proses kimia, penggunaan energi yang rendah, memungkinkan esterifikasi gliserida dengan kadar asam lemak bebas yang tinggi (ALSD, 85-95% FFA) dan tidak ada kerugian aktivitas enzimatik. Metanol digantikan oleh dialkil karbonat (DMC) dikarenakan esterifikasi (metanolisis) diteliti berada dalam kesetimbangan reaksi sedangkan menggunakan DMC senyawa produk segera terurai menjadi karbon dioksida dan alkohol. Selain itu, DMC disebut zat kimia yang ramah lingkungan, murah, tidak beracun dan mudah didapat. Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi seperti rasio molar DMC terhadap ALSD, suhu reaksi, waktu reaksi dan konsentrasi katalis secara sistematis dianalisis dengan metodologi respon permukaan (RSM) dengan desain komposit pusat (CCD). Kondisi optimum dihasilkan dengan menggunakan rasio molar DMC/ALSD 6:1, pada suhu 60 oC, untuk 3 jam reaksi dengan berat katalis 10% (berdasarkan berat minyak). Hasil penelitian menunjukkan bahwa sintesis biodiesel melalui esterifikasi enzimatik menggunakan ALSD cocok digunakan sebagai bahan baku yang ekonomis untuk produksi biodiesel.
Keywords: biodiesel, dimetil karbonat, esterifikasi, Novozym®435, asam lemak acid sawit distilat
(22)
viii
ABSTRACT
Biodiesel production has rapidly grown over the last decades, and it has attracted much attention in the market as fuel that promising substitute for petroleum diesel, because its physical and chemical properties and energy content are similar to those of petroleum diesel. The main problem in producing biodiesel is its high cost which could be reduced by use of less expensive feedstock. Therefore, in this work biodiesel were synthesized by enzymatic esterification from low quality feedstock which is unrefined and much cheaper than the refined oil, such as palm fatty acid distillate (PFAD) with dialkyl carbonate using immobilized lipase (Novozym®435). Enzymatic process has certain advantages over the chemical process, as it is less energy intensive, allowing the esterification of glycerides with high free fatty acid contents (PFAD, 85-95% FFA) and no enzymatic activity loss. Methanol replaced by dialkyl carbonate, especially DMC due to esterification (methanolysis) is close to equilibrium reaction whereas using DMC the intermediate compound immediately decomposes to carbon dioxide and an alcohol, which have been investigated. Moreover, DMC are cheap, eco-friendly chemical, non-toxic properties and widely available. Factors affecting the reaction such as DMC to PFAD molar ratio, reaction temperature, reaction time and catalyst concentration were systematically analyzed by response surface methodology (RSM) with central composite design (CCD). The optimal condition was using 6:1 molar ratio of DMC to PFAD at 60 oC, for a reaction time 3h in the presence 10wt% of catalyst (based on oil weight). The results showed that synthesis of biodiesel through enzymatic esterification using PFAD suitable as low cost feedstock for biodiesel production.
Keywords: biodiesel, dimethyl carbonate, esterification, Novozym®435, palm fatty acid fatty acid distillate
(23)
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1LATAR BELAKANG
Dewasa ini, pembuatan biodiesel meningkat secara signifikan dan diharapkan semakin meningkat di masa yang akan datang dengan tujuan untuk mengurangi impor kebutuhan bahan bakar fosil dan menggantikan minyak solar [1,2]. Oleh karena itu, produksi biodiesel sebagai sumber energi terbarukan telah menjadi persoalan penting karena selain ramah lingkungan, biodiesel juga dapat menggantikan bahan bakar fosil [3].
Biodiesel adalah hasil reaksi transesterifikasi minyak nabati dan lemak hewani atau esterifikasi asam lemak dengan alkohol rantai pendek [4]. Proses komersil yang paling umum dalam pembuatan biodiesel adalah mengkonversi minyak menjadi biodiesel dengan proses transesterifikasi menggunakan alkohol metanol dan katalis basa [5].
Penggunaan alkohol metanol dalam transesterifikasi dapat menyebabkan inaktivasi kinerja enzim. Sehingga, dialkyl carbonate (dimethyl carbonate) dijadikan sebagai pengganti alkohol agar senyawa produk segera terurai menjadi karbon dioksida dan alkohol. Selain itu, dimethyl carbonate (DMC) disebut zat kimia yang ramah lingkungan, murah, tidak beracun dan mudah didapat [6-8].
Beberapa penelitian tentang pembuatan biodiesel umumnya menggunakan bahan baku seperti minyak sawit [9], minyak kacang keledai [10], minyak jagung [11], minyak hewani seperti lemak sapi [12] dan minyak jelantah [5]. Adapun bahan baku olahan seperti asam lemak sawit distilat [13] juga pernah digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan biodiesel. Asam lemak sawit distilat (ALSD) merupakan produk samping minyak kelapa sawit yang telah dipurifikasi sehingga harga ALSD lebih murah dibandingkan minyak olahan yang lain serta ALSD mengandung 85-95% asam lemak dan 5-15% trigliserida [14]. Dengan demikian ALSD dapat dijadikan alternatif baru sebagai bahan baku pembuatan biodiesel untuk meminimalkan biaya produksi dan masalah lingkungan yang terkait [15].
(24)
2
Beberapa penelitian tentang pembuatan biodiesel biasanya menggunakan katalis homogen seperti katalis basa NaOH [16] serta katalis heterogen seperti CaO [17] dan MgO [18]. Adapun katalis enzim pernah digunakan dalam pembuatan biodiesel seperti Lipozyme [19] dan Novozym®435 [3].
Penggunaan katalis enzim dalam pembuatan biodiesel tidak hanya dapat menghidrolisis tetapi berperan penting dalam proses esterifikasi dan transesterifikasi sehingga dapat mengurangi biaya produksi [2]. Selain itu, katalis enzim akan menghasilkan konversi yang tinggi meskipun digunakan dalam transesterifikasi trigliserida yang memiliki kandungan asam lemak bebas yang tinggi [20,21].
Dos Santos Correa et al (2011) melakukan penelitian pembuatan biodiesel dengan menggunakan bahan baku asam lemak sawit distilat dan katalis Novozym®435. Variabel tetap yang digunakan yaitu, suhu reaksi transesterifikasi 60 oC, waktu reaksi transesterifikasi 2,5 jam. Variabel berubah yang digunakan yaitu jumlah katalis (0,1%-b, 0,5%-b, 1%-b, 1,5%-b, 3%-b, 4,5%-b, 6%-b, 7,5%-b, 9%-b). Yield biodiesel tertinggi yaitu 93% dengan jumlah katalis 1%-b [22].
Beberapa penelitian yang telah dilakukan tentang pembuatan biodiesel dari asam lemak sawit distilat dan dimethyl carbonate dengan menggunakan katalis Novozym®435 dapat dilihat pada tabel 1.1.
Berdasarkan uraian di atas, maka penggunaan asam lemak sawit distilat (ALSD) dan dimethyl carbonate dengan katalis enzim Novozym®435 sesuai digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan biodiesel serta pentingnya membentuk model optimisasi pembuatan biodiesel tersebut.
(25)
3
Tabel 1.1 Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang Pembuatan Biodiesel dari Asam Lemak Sawit Distilat dan Penggunaan Katalis Novozym®435
No Nama Tahun Judul Penelitian Katalis Variabel Hasil
1 Su et al [8] 2007
Lipase-Catalyzed Irreversible Transesterification of Vegetable Oils for Fatty Acid Methyl Esters
Production With Dimethyl Carbonate as The Acyl Acceptor
Novozym® 435
Variabel tetap : kecepatan pengadukan 150 rpm
Variabel berubah : waktu reaksi (12 jam, 24 jam), DMC / minyak (1:1, 1,5:1, 3:1, 4,5:1, 6:1, 9:1, 12:1, 15:1, 20:1, 30:1), jumlah katalis (5%, 7,5%, 10%, 12,5%, 15%), suhu reaksi (30 oC, 40 oC, 45 oC, 50
o
C, 55 oC, 60 oC)
%Konversi = 96,4% (waktu reaksi 24 jam, DMC / minyak = 4,5:1, jumlah katalis 10% dan suhu reaksi 50
o
C)
2 Chongkong
et al [13] 2009
Continuous Esterification for Biodiesel Production from Palm Fatty Acid Distillate Using Economical Process
H2SO4
Variabel tetap : kecepatan pengadukan 300 rpm
Variabel berubah : suhu reaksi (65 oC, 70
o
C, 75 oC), waktu reaksi (1 jam, 1,5 jam, 2 jam), metanol/minyak (5,7:1, 7,2:1, 8,8:1), jumlah katalis (0,92%, 1,83%, 2,75%)
%Metil ester >90% (suhu reaksi 75 oC, waktu reaksi 1 jam, metanol/minyak 8,8:1, jumlah katalis 1,83%) 3 Dos Santos Correa et al [22]
2011
Enzymatic Biodiesel Synthesis Using a Byproduct Obtained from Palm Oil Refining
Novozym® 435, Lipozyme RM-IM dan Lipozyme TL-IM
Variabel tetap : suhu reaksi 60 oC Variabel berubah : alkohol (metanol, etanol), waktu reaksi (0,5 jam, 1 jam, 1,5 jam, 2 jam, 2,5 jam), jumlah katalis (0,1%, 0,5%, 1%, 1,5%, 3%, 4,5%, 6%, 7,5%, 9%)
%Konversi = 93% (alkohol etanol, waktu reaksi 2,5 jam, jumlah katalis 1%)
(26)
4
Tabel 1.1 Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang Model Kinetika Pembuatan Biodiesel dari Asam Lemak Sawit Distilat dan Penggunaan Katalis Novozym®435 (Lanjutan)
No Nama Tahun Judul Penelitian Katalis Variabel Hasil
4 Silva et al
[71] 2011
Application of Response Surface Methodology for Optimization of Biodiesel Production by
Transesterification of Soybean Oil with Methanol
NaOH
Variabel tetap :
Variabel berubah : etanol / minyak (3:1, 6:1, 9:1, 12:1, 15:1), jumlah katalis (0,1%, 0,5%, 0,9%, 1,3%, 1,7%), suhu reaksi (40
o
C, 50 oC, 60 oC, 70 oC, 80 oC), waktu reaksi (40 menit, 60 menit, 80 menit, 100 menit, 120 menit)
%Ester = 95% (etanol / minyak 9:1, jumlah katalis 1,3%, suhu reaksi 40
o
C, waktu reaksi 80 menit), R2= 0,922 (92,2 %)
5 Herawan dan
Klaas [6] 2014
Lipase-Catalyzed Transesterification of Palm Kernel Oil With Dialkyl Carbonate
Novozym® 435
Waktu reaksi (8 jam, 24 jam), DMC / minyak (1:1, 2:1, 3:1, 6:1, 9:1, 20:1, 100:1, 200:1), jumlah katalis (5%, 10%, 12,5%, 15%), suhu reaksi (40 oC, 50 oC, 60 oC, 70
o
C, 80 oC), jumlah tambahan air (0%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 1%, 1,5%, 2%)
%Ester = >80% (waktu reaksi 24 jam, DMC / minyak = 20:1, jumlah katalis 10%, suhu reaksi 60 oC dan jumlah
tambahan air 0,3%)
6 Shuzhen et al
[24] 2014
Biodiesel Production by
Transesterification of Corn Oil With Dimethyl Carbonate Under
Heterogeneous Base Catalysis Conditions Using Potassium Hydroxide
KOH
Variabel tetap : suhu reaksi 65-75 oC, Variabel berubah : DMC / minyak (3:1, 4,5:1, 6:1, 7,5:1, 9:1), waktu reaksi (6 jam, 7 jam, 8 jam, 9 jam, 10 jam), jumlah katalis (10%, 12,5%, 15%, 17,5%, 20%)
%Yield = 87,88% (DMC / minyak = 6:1, waktu reaksi 8 jam, jumlah katalis 15%)
(27)
5
1.2PERUMUSAN MASALAH
Untuk mengatasi masalah utama dalam pembuatan biodiesel, diperlukan bahan baku dengan biaya yang minimal. Penelitian ini diarahkan untuk mendukung proses pembuatan biodiesel yang ekonomis sehingga dalam reaksi transesterifikasi pembuatan biodiesel menggunakan asam lemak sawit distilat (ALSD) sebagai bahan baku utama.
1.3TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Mempelajari kondisi optimum dari proses transesterifikasi untuk mendapatkan yield metil ester tertinggi.
2. Mempelajari pembuatan biodiesel dari asam lemak sawit distilat (ALSD) dengan proses transesterifikasi menggunakan katalis Novozym®435 pada pembuatan biodiesel secara batch.
1.4MANFAAT PENELITIAN
Penelitian ini diharapkan dapat :
1. Memberikan informasi bahwa bahan baku yang digunakan dalam pembuatan biodiesel dapat dihasilkan dari produk samping minyak kelapa sawit yang telah melalui proses rafinasi dan fraksinasi sehingga pembuatan biodiesel menjadi lebih ekonomis dan ramah lingkungan.
2. Memberikan informasi kondisi optimum variabel pembuatan biodiesel sehingga pembuatan biodiesel menjadi lebih ekonomis.
1.5RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Oleokimia, Pusat Penelitian Kelapa Sawit, Jalan Brigjen Katamso No. 51 Medan, Indonesia. Adapun bahan utama yang digunakan pada penelitian ini yaitu Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD) sebagai bahan baku dan Novozym®435 sebagai katalis.
(28)
6
Variabel-variabel yang dilakukan dalam penelitian ini adalah : Variabel tetap :
1. Kecepatan Pengadukan = 300 rpm [13] Variabel berubah :
1. Perbandingan rasio mol DMC / ALSD = 3,0 :1 [24] 4,5 :1 [24] 6,0 :1 [24] 7,5 :1 [24] 9,0 :1 [24] 2. Waktu reaksi = 1,0 jam [22]
1,5 jam [22] 2,0 jam [22] 2,5 jam [22] 3,0 jam 3. Suhu reaksi = 40 oC [6]
50 oC [6] 60 oC [6] 70 oC [6] 80 oC [6] 4. Jumlah katalis Novozym®435 = 0%
5% [8] 10% [8] 15% [8] 20%
Parameter yang dianalisis pada biodiesel adalah analisis kemurnian menggunakan kromatografi gas (Gas Chromatography) di Laboratorium Oleo Pangan, Pusat Penelitian Kelapa Sawit, Jalan Brigjen Katamso No. 51 Medan, Indonesia.
(29)
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1BIODIESEL
Biodiesel merupakan sumber energi terbarukan yang menjanjikan dan berpotensi sebagai pengganti minyak bumi di masa depan [4]. Produksi biodiesel memerlukan biaya yang lebih tinggi dibandingkan dengan bahan bakar diesel, namun biodiesel masih bersifat lebih unggul dibandingkan dengan bahan bakar diesel karena emisinya lebih rendah, biodegradable, tidak beracun, dan bebas dari sulfur [25,26]. Oleh karena itu, biodiesel menunjukkan potensi besar sebagai alternatif produk bahan bakar yang ramah lingkungan [27].
Biodiesel umumnya disintesis dari minyak nabati dan lemak hewani melalui transesterifikasi dengan menggunakan katalis basa seperti natrium dan kalium hidroksida [28]. Sintesis ini dapat diklasifikasikan sebagai produksi kimia atau enzimatik sesuai dengan katalis yang digunakan dalam proses [29]. Meskipun mendapatkan hasil yang tinggi, proses kimia memiliki banyak kelemahan seperti konsumsi energi yang tinggi, kesulitan dalam transesterifikasi trigliserida yang memiliki kandungan asam lemak bebas yang tinggi dimana katalis yang digunakan membentuk substansi sabun dan mengurangi hasil dari asam lemak metil ester serta membutuhkan pengolahan air limbah [21,30,31].
Keuntungan penggunaan biodiesel yaitu memiliki bilangan setana (cetane number) yang tinggi dibandingkan bahan bakar dari petroleum [32], tidak mengandung bahan aromatik dan sulfur [26,33], mengandung oksigen sekitar 11% berat [14], mengurangi emisi CO (karbon monoksida) dan beberapa bahan lainnya pada gas hasil pembakaran [34].
Kerugian penggunaan biodiesel yaitu biaya bahan baku sekitar 60-80% dari total biaya produksi biodiesel [35] terutama karena biodiesel diproduksi dari minyak murni berkualitas tinggi dengan kandungan rendah asam lemak bebas, emisi gas buang NOx lebih tinggi, serta stabilitas penyimpanan yang rendah [36,37]. Persyaratan kualitas biodiesel dapat dilihat pada tabel 2.1 [38-40].
(30)
8
Tabel 2.1 Standar Biodiesel Berdasarkan ASTM D 6751/09, EN 14214/03, dan Pr EN 14214/09
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/100 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 27. Cold soak filterability S ≤360 - - 28. Cold filter plugging
point (CFPP)
o
C - Bergantung pada kelas
Bergantung pada kelas
(31)
9
2.2ASAM LEMAK SAWIT DISTILAT
Umumnya, 3-10% Asam lemak sawit distilat (ALSD) diperoleh dari Crude Palm Oil [20]. ALSD merupakan produk samping dari penyempurnaan Crude Palm Oil ke Purified Palm Oil yang memiliki kandungan asam lemak bebas yang tinggi sehingga ALSD jauh lebih murah dibandingkan minyak sawit [41,42]. Dengan demikian ALSD dapat dijadikan alternatif baru sebagai bahan baku pembuatan biodiesel untuk meminimalkan biaya bahan baku [43]. Kadar asam lemak bebas ALSD adalah 85-95% [14]. Komposisi asam lemak dalam ALSD dapat dilihat pada tabel 2.2 [22].
Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak dalam ALSD
Asam Lemak % Komposisi
Kaprat Laurat Miristat 0,1 0,3 0,9 Palmitat 46,1 Palmitoleat Stearat Oleat 0,3 5,5 36,6 Linoleat 9,2 Linolenat 0,3 Arakidat 0,3 Godoleat 0,1
2.3DIMETHYL CARBONATE
Dimethyl carbonate (DMC) diproduksi dari metanol dan karbon dioksida (CO2) sehingga DMC disebut zat kimia yang ramah lingkungan, murah dan tidak
beracun [7,8]. DMC dapat digunakan sebagai pelarut dalam proses transesterifikasi karena memiliki reaktivitas kimia yang baik, tidak mudah larut dalam air dan memiliki sifat melarut yang baik dengan sebagian besar pelarut organik [24,28].
Salah satu manfaat dari DMC berbasis transesterifikasi asam lemak adalah bahwa reaksi tidak berada dalam kesetimbangan karena senyawanya terurai menjadi CO2 dan alkohol [23]. Sifat-sifat fisika dan kimia DMC dapat dilihat pada
(32)
10
Tabel 2.3 Sifat-Sifat Fisika dan Kimia DMC
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
2.4KATALIS ENZIM
Katalis yang sering digunakan dalam produksi biodiesel adalah katalis homogen seperti KOH dan NaOH [45]. Meskipun katalis basa homogen saat ini banyak digunakan untuk produksi biodiesel dari minyak nabati, namun penggunaan katalis tersebut memiliki kelemahan yaitu pemisahan katalis dari produknya cukup rumit dan katalis ini juga tidak cocok untuk ALSD karena dapat menyebabkan pembentukan sabun, menghambat pemurnian biodiesel dan pemulihan gliserol [43,46].
Biokatalis mendapatkan perhatian lebih saat ini dan memiliki potensi mengungguli katalis kimia untuk memproduksi biodiesel [47]. Penggunaan katalis enzim dapat mengatasi beberapa kelemahan yang dimiliki oleh katalis homogen, karena minyak dengan kandungan asam yang tinggi juga dapat digunakan tanpa pre-treatment dan tidak ada kerugian aktivitas enzimatik serta pengolahan air limbah selanjutnya tidak diperlukan [31,48]. Selain itu, katalis enzim termasuk hemat energi karena dapat bekerja pada suhu rendah [49]. Meskipun saat ini biaya produksi enzim adalah pertimbangan utama untuk proses enzimatis namun katalis enzim ini umumnya diimobilisasi [1,50] untuk mengubah sifat dari enzim dengan meningkatkan stabilitas operasional dan memperoleh turunan enzim yang dapat digunakan kembali (memungkinkan daur ulang enzim) sehingga mengurangi biaya operasional [51].
Lipase adalah enzim yang digunakan untuk mengkatalisis beberapa reaksi seperti hidrolisis gliserol, alkoholisis dan juga dapat digunakan dalam reaksi transesterifiksasi dan esterifikasi [52]. Lipase amobil yang sering digunakan adalah Lipozyme RM-IM (lipase dari Rhizomucor miehei), Lipozyme TL-IM (lipase dari Thermomyces lanuginosus), dan Novozym®435 (lipase dari Candida antarctica) [22]. Lipozyme RM-IM dan Lipozyme TL-IM dinilai kurang efektif
(33)
11
sebagai katalis dikarenakan hanya sekitar 5% asam oleat bereaksi dalam waktu satu jam reaksi, sehingga Novozym®435 sering dipilih sebagai lipase yang efektif untuk produksi biodiesel [53-55]. Azocar et al (2011) meneliti bahwa Novozym®435 digunakan sebagai katalis guna menghindari hidrolisis dan reaksi esterifikasi serta katalis ini dapat digunakan kembali dengan proses pencucian aseton, minyak kedelai, tert-butanol, isopropanol dan 2-butanol [56].
Alasan pemilihan amobil C. antarctica lipase B (Novozym®435) adalah berdasarkan pembuktian dengan alkohol rantai pendek menghasilkan yield yang tinggi dan resistensi yang unggul terhadap penonaktifan alkohol dibandingkan dengan spesies amobil lipase lain [34].
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Dos Santos Correa et al (2011), Yield biodiesel tertinggi yaitu 93% dengan jumlah katalis 1% dari berat minyak [22].
2.5ESTERIFIKASI ENZIMATIS
Estertifikasi adalah metode paling umum digunakan untuk memproduksi biodiesel [57]. Transesterifikasi merupakan suatu reaksi kesetimbangan untuk mendorong reaksi agar bergerak ke kanan sehingga dihasilkan metil ester (biodiesel) maka perlu digunakan alkohol dalam jumlah berlebih [58].
Untuk memproduksi biodiesel, biokatalis konvensional biasanya diimobilisasi untuk meningkatkan pemulihan enzim dikarenakan penghalang utama penggunaan esterifikasi enzimatis secara luas adalah biaya enzim [1,59].
(34)
12
Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi esterifikasi enzimatis antara lain : a. Molar rasio (minyak:alkohol).
Reaksi transesterifikasi enzimatis memerlukan rasio molar untuk minyak:alkohol lebih tinggi seperti 15:1 [60]. Semakin tinggi rasio molar minyak:alkohol akan meningkatkan yield biodiesel, akan tetapi dapat mengnon-aktifkan kerja enzim terutama apabila alkohol tidak larut dalam campuran reaksi [61].
b. Katalis yang digunakan.
Reaksi transesterifikasi enzimatis akan menghasilkan konversi yang tinggi dengan jumlah katalis 10-20%-b [60]. Semakin tinggi jumlah katalis akan meningkatkan laju reaksi biodiesel, tetapi ada batas di mana penambahan enzim tidak mengubah laju pembentukan produk lagi sehingga penambahan katalis menyebabkan proses yang tidak ekonomis [62].
c. Temperatur reaksi.
Pada dasarnya, reaksi transesterifikasi enzimatis dilakukan antara temperatur 20-60 oC [61]. Suhu reaksi optimum sekitar 45 oC [63]. Semakin meningkatnya temperatur, akan memungkinkan penonaktifan aktivitas enzim (biasanya diatas 60 oC) sehingga menurunkan yield biodiesel [62].
d. Waktu reaksi.
Pada dasarnya, reaksi transesterifikasi enzimatis dilakukan dengan waktu reaksi diatas 24 jam [64]. Semakin lama waktu reaksi, berat jenis produk menurun secara eksponensial sehingga dapat menurunkan ester [65].
e. Kandungan air dalam minyak atau lemak.
Beberapa enzim membutuhkan sejumlah air untuk mengaktifkan enzim tersebut [66]. Namun, kelebihan jumlah air dapat menghidrolisis substrat dan menyebabkan keterbatasan difusi substrat, sehingga mengurangi yield biodiesel [62].
(35)
13
2.6ANALISIS EKONOMI
Asam lemak sawit distilat merupakan salah satu produk samping kelas rendah dari hasil penyulingan Crude Palm Oil (CPO). Kemudian populasi sapi potong dari tahun ke tahun semakin meningkat, sehingga asam lemak sawit distilat dapat dijadikan alternatif baru dan memiliki potensi besar sebagai bahan baku pembuatan biodiesel untuk meminimalkan biaya produksi serta dampak terhadap lingkungan. Karena memiliki potensi yang cukup besar, asam lemak sawit distilat diharapkan dapat menjadi sumber alternatif bahan baku untuk pembuatan biodiesel guna mencukupi kebutuhan bahan bakar dalam negeri yang semakin tinggi.
Untuk itu, perlu dilakukan kajian potensi ekonomi biodiesel dari asam lemak sawit distilat. 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 :
o Biaya pembelian asam lemak sawit distilat = Rp 1.130 / L [67] o Biaya pembelian dimethyl carbonate = 1,80 ml
(1.5 L Rp 1.800.000) = Rp 2.160 [68]
o Biaya pembelian Novozym®435
$1 / g x Rp 13.401 / $ x 0,01 g = Rp 134,01 [69,70]
o Biaya listrik pada carousel
0,5 kWh x Rp 1,352 /kWh x 2 jam = Rp 1.352 [71] Total biaya bahan baku = Rp 3.654,27
Dapat dilihat bahwa, harga jual bahan baku pembuatan biodiesel dari limbah asam lemak sawit distilat 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 [72]. Tentu hal ini membawa nilai ekonomis dalam pembuatan biodiesel dari asam lemak sawit distilat. 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 asam lemak sawit distilat berpotensi untuk
(36)
14
menjadi industri alternatif yang berkembang ke depannya menjadikan Indonesia sebagai penghasil terbesar biodiesel dan pelaku ekspor biodiesel di dunia.
(37)
15
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 LOKASI PENELITIAN
Penelitian dilakukan di Laboratorium Oleokimia, Pusat Penelitian Kelapa Sawit, Jalan Brigjen Katamso No. 51 Medan, Indonesia.
3.2 BAHAN DAN PERALATAN 3.2.1 Bahan
Pada penelitian ini bahan yang digunakan antara lain : 1. Asam lemak sawit distilat (ALSD)
2. Novozym®435 (Candida antarctica lipase B immobilized on acrylic resin) 3. Dimethyl carbonate (C3H6O3)
3.2.2 Peralatan
Pada penelitian ini peralatan yang digunakan antara lain : 1. Beaker glass
2. Carousel
3. Corong gelas 4. Erlenmeyer 5. Gelas ukur 6. Magnetic stirrer 7. Piknometer 8. Pipet tetes
9. Rotary vacuum evaporator
10.Satu set alat titrasi 11.Spatula
12.Stopwatch 13.Syringe filter 14.Termometer 15.Timbangan digital 16.Tabung carousel
(38)
16
3.3 RANCANGAN PERCOBAAN
Penelitian ini dilakukan dengan variabel bebas yaitu rasio mol reaktan, temperature reaksi, waktu reaksi, dan jumlah katalis enzim. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode permukaan respon (response surface methodology).
Response surface methodology (RSM) secara luas digunakan untuk merancang perobaan, membangun model, dan menentukan kondisi optimum serta mengevaluasi beberapa faktor dari eksperimen yaitu peran interaksi dari masing-masing komponen [73].
Pengaruh rasio molar DMC/PFAD, suhu reaksi, waktu reaksi, dan jumlah biokatalis pada yield biodiesel dianalisis dengan menggunakan program STATISTICA, trial version (StatSoft, Indonesia). Level dan range untuk empat variabel independen dan kode untuk dua level yaitu rendah (-1) dan tinggi (+1). Desain Central Composite Design (CCD) pada eksperimen yang menggunakan empat variabel independen nilai rotatabilitasnya = (42)1/4 = 2. Oleh karena itu, nilai ± 2 termasuk nilai aksial yang digunakan untuk pengkodean.
Adapun level kode dan kombinasi perlakuan penelitian dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
Tabel 3.1 Level Kode Rancangan Penelitian
Variabel Satuan Kode Level dan Range
-2 -1 0 +1 +2
Rasio Molar DMC/ALSD mol/mol x1 3,0:1 4,5:1 6,0:1 7,5:1 9,0:1
Suhu Reaksi oC x2 40 50 60 70 80
Waktu Reaksi Jam x3 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
(39)
17
Tabel 3.2 Rancangan Percobaan Penelitian
Run
Level Kode Rasio Molar DMC/PFAD (mol/mol)
Suhu Reaksi
(oC)
Waktu Reaksi (jam) Jumlah Biokatalis (%-b) x1 x2 x3 x4
1 –1 –1 –1 –1 4,5:1 50 1,5 5 2 1 –1 –1 –1 7,5:1 50 1,5 5 3 –1 1 –1 –1 4,5:1 70 1,5 5 4 1 1 –1 –1 7,5:1 70 1,5 5 5 –1 –1 1 –1 4,5:1 50 2,5 5 6 1 –1 1 –1 7,5:1 50 2,5 5 7 –1 1 1 –1 4,5:1 70 2,5 5 8 1 1 1 –1 7,5:1 70 2,5 5 9 –1 –1 –1 1 4,5:1 50 1,5 15 10 1 –1 –1 1 7,5:1 50 1,5 15 11 –1 1 –1 1 4,5:1 70 1,5 15 12 1 1 –1 1 7,5:1 70 1,5 15 13 –1 –1 1 1 4,5:1 50 2,5 15 14 1 –1 1 1 7,5:1 50 2,5 15 15 –1 1 1 1 4,5:1 70 2,5 15 16 1 1 1 1 7,5:1 70 2,5 15 17 –2 0 0 0 3,0:1 60 2,0 10 18 2 0 0 0 9,0:1 60 2,0 10 19 0 –2 0 0 6,0:1 40 2,0 10 20 0 2 0 0 6,0:1 80 2,0 10 21 0 0 –2 0 6,0:1 60 1,0 10 22 0 0 2 0 6,0:1 60 3,0 10 23 0 0 0 –2 6,0:1 60 2,0 0 24 0 0 0 2 6,0:1 60 2,0 20 25 0 0 0 0 6,0:1 60 2,0 10 26 0 0 0 0 6,0:1 60 2,0 10 27 0 0 0 0 6,0:1 60 2,0 10
(40)
18
3.4 PROSEDUR PENELITIAN 3.4.1 Proses Esterifikasi Enzimatis [22]
1. Novozym®435 ditimbang sebanyak 10% dari 1 gram ALSD lalu dimasukkan ke dalam beaker glass.
2. Dimethyl carbonate (DMC) ditambahkan dari rasio molar DMC/ALSD
6:1 ke dalam beaker glass lalu diaduk.
3. ALSD 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 ALSD yang telah dipanaskan tersebut.
5. Campuran dipanaskan sampai suhu 60 oC di atas carousel dan dibiarkan bereaksi selama 2 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 90oC kemudian diukur volumenya dan dianalisis.
8. Prosedur di atas diulangi dengan variasi jumlah katalis Novozym®435 0%, 5%, 15% dan 20% dari berat ALSD, rasio mol DMC/ALSD 3:1, 4,5:1, 7,5:1 dan 9:1, waktu reaksi 1 jam, 1,5 jam, 2,5 jam dan 3 jam, dan suhu reaksi 40 oC, 50 oC, 70 oC dan 80 oC.
3.4.2 Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas [74]
1. Sebanyak 1 gram sampel ALSD dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer kemudian ditambahkan 100 ml etanol 96%.
2. Campuran dikocok kuat hingga sampel larut dan diambil sebanyak 10 ml. 3. 3 tetes indikator phenolphthalein ditambahkan lalu dititrasi dengan NaOH
0,1 N hingga berubah dari bening menjadi merah rosa. 4. Volume NaOH 0,1 N yang terpakai dicatat.
(41)
19
Kadar asam lemak bebas sampel dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut :
Kadar asam lemak bebas = x 100% sampel
gr x 1000
M x V x N
Ket : N = normalitas larutan NaOH (mol/l) V = volume larutan NaOH terpakai (ml) M = berat molekul FFA (gr/mol)
3.5 ANALISIS BIODIESEL 3.5.1 Analisis Kualitatif [22,75]
Analisis kualitatif yang dilakukan adalah analisis kemurnian dimana ini dilakukan dengan kromatografi gas (Gas Chromatography) dan sampel yang dianalisis adalah sampel yang menghasilkan biodiesel maksimum.
(42)
20
3.6 FLOWCHART PERCOBAAN
3.6.1 Flowchart Proses Esterifikasi Enzimatis
Mulai
Selesai
Ditimbang Novozym®435 sebanyak 10% dari 1 gram asam lemak sawit
distilat (ALSD) lalu dimasukkan ke dalam beaker glass
Ditambahkan dimethyl carbonate (DMC) dari rasio molar DMC/ALSD 6:1 ke dalam beaker glass
ALSD dipanaskan di atas hot plate selama 15 menit
Campuran Novozym®435 dan DMC dimasukkan ke dalam tabung
carousel lalu dimasukkan sampel ALSD 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 50oC dan tekanan 225 mbar kemudian diukur volumenya dan dianalisis.
Apakah ada variabel lain yang
divariasikan ?
Ya
Tidak
(43)
21
3.6.2 Flowchart Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas
Mulai
Selesai
Sebanyak 1 gram sampel ALSD dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer kemudian ditambahkan 100 ml etanol 96%
Campuran dikocok kuat hingga sampel larut dan diambil sebanyak 10 ml
Volume NaOH 0,1 N yang terpakai dicatat
Apakah ada ALSD lain yang
divariasikan ?
Ya
Tidak
3 tetes indikator phenolphthalein ditambahkan dan dititrasi dengan NaOH 0,1 N hingga berubah dari
bening menjadi merah rosa
(44)
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.
(45)
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 % (b/b)
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 gr/mol 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% (b/b) dan puncak 6 yaitu asam lemak tidak jenuh berupa asam oleat sebesar 36,9306% (b/b).
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
(46)
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 DMC/ALSD (x1), suhu reaksi (x2), waktu reaksi (x3) dan jumlah katalis Novozym®435 (x4).
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 DMC/ALSD (mol/mol) Suhu Reaksi
(oC)
Waktu Reaksi (jam) Jumlah Biokatalis (%-b) Yield (%)
x1 x2 x3 x4 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 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
(47)
25
Pengaruh keempat variabel penelitian (x1, x2, x3 dan x4) 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 0396,044 12 033,0037
Total 5086,528 26
Tabel 4.5 Perkiraan Parameter Model Persamaan Statistik
Term Coef SE Coef T P
Intercept –233,618 087,9424 –2,6565 0,0209
X1 0048,725 009,7957 04,9741 0,0003 X2 0003,968 001,7273 02,2970 0,0404 X3 0–17,069 029,3870 –0,5808 0,5721 X4 0009,821 002,5799 003,80690 0,0025 X12 00–4,247 000,5528 –7,6826 0,0001 X22 00–0,042 000,0124 –3,3840 0,0054 X32 0005,811 004,9752 –1,1680 0,2655 X42 00–0,327 000,0498 –6,5705 0,0001 X1X2 0000,148 000,0958 01,5443 0,1485 X1X3 00–0,181 001,9150 –0,0947 0,9262 X1X4 00–0,266 000,1915 –1,3907 0,1896 X2X3 0000,101 000,2872 00,3505 0,7320 X2X4 00–0,011 000,0287 –0,3693 0,7184 X3X4 00–0,401 000,5745 –0,6986 0,4981
R-Sq = 92,21%; R-Sq(adj) = 83,13%; P-Value = <0,0001.
Berdasarkan hasil analisis statistik pada kedua tabel di atas, dapat dilihat bahwa rasio molar DMC/ALSD 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
(48)
26
antara rasio molar DMC/ALSD 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 R2 sebesar 92,21% menunjukkan validitas untuk variabel terikat. Artinya ketiga variabel tersebut, rasio molar DMC/ALSD, 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 + 48,725X1 + 3,968X2 – 17,069X3 + 9,821X4 – 4,247X12 –
0,042X22 + 5,811X32 – 0,327X42 + 0,148X1X2 – 0,181X1X3 –
0,266X1X4 + 0,101X2X3– 0,011X2X4– 0,401X3X4
Dimana x1, x2, x3, dan x4 secara berturut-turut merupakan rasio molar
DMC/ALSD, 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 DMC/ALSD 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 DMC/ALSD dan temperatur reaksi.
Plot secara kontur hubungan tersebut ditunjukkan pada gambar 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6 dan 4.7.
(49)
27
Gambar 4.2a 3-D Surface %Yield Biodiesel untuk Suhu Reaksi Dengan Rasio Molar DMC/ALSD Pada Waktu Reaksi 2 Jam dan Jumlah Biokatalis
10% dari Berat ALSD
Gambar 4.2b Kontur %Yield Biodiesel untuk Suhu Reaksi Dengan Rasio Molar DMC/ALSD Pada Waktu Reaksi 2 Jam dan Jumlah Biokatalis
10% dari Berat ALSD
Gambar 4.2 menunjukkan bahwa rasio molar DMC/ALSD 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 DMC/ALSD maka yield biodiesel akan
S
u
h
u
Re
ak
si
,
o C
(50)
28
semakin meningkat, akan tetapi yield biodiesel menurun kembali saat rasio molar DMC/ALSD yang digunakan sekitar 6:1.
Su et al (2007) meneliti bahwa pada rasio molar DMC/minyak 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 alkohol/minyak dibawah 6:1 [8,77].
Akan tetapi, apabila rasio molar DMC/minyak 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 DMC/ALSD Pada Suhu Reaksi 60 oC dan Jumlah Biokatalis
(51)
29
Gambar 4.3b Kontur %Yield Biodiesel untuk Waktu Reaksi Dengan Rasio Molar DMC/ALSD Pada Suhu Reaksi 60 oC dan Jumlah Biokatalis
10% dari Berat ALSD
Gambar 4.3 menunjukkan bahwa kedua variabel yaitu waktu reaksi maupun rasio molar DMC/ALSD menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap %yield biodiesel yang dihasilkan pada suhu reaksi dan jumlah biokatalis masing-masing 60 oC jam dan 10% dari berat ALSD. Dari plot kontur di atas dapat dilihat bahwa semakin tinggi rasio molar DMC/ALSD yang digunakan maka yield biodiesel akan semakin meningkat seiring dengan bertambahnya waktu reaksi, akan tetapi yield biodiesel menurun kembali saat rasio molar DMC/ALSD yang digunakan melebihi 6:1.
Pada waktu reaksi sekitar 1 jam dengan rasio molar DMC/ALSD sekitar 6:1 dapat memberikan %yield yang tinggi juga. Sehingga, rasio molar DMC/ALSD lebih menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap %yield dibandingkan waktu reaksi.
Su et al (2007) meneliti bahwa pada rasio molar DMC/minyak 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 alkohol/minyak dibawah 6:1 [8,77].
Wak
tu Re
ak
si
, j
am
(52)
30
Akan tetapi, apabila rasio molar DMC/minyak 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 4.4a 3-D Surface %Yield Biodiesel untuk Jumlah Biokatalis Dengan Rasio Molar DMC/ALSD Pada Suhu Reaksi 60 oC dan Waktu Reaksi 2 Jam
Gambar 4.4b Kontur %Yield Biodiesel untuk Jumlah Biokatalis Dengan Rasio Molar DMC/ALSD Pada Suhu Reaksi 60 oC dan Waktu Reaksi 2 Jam
Gambar 4.4 menunjukkan bahwa rasio molar DMC/ALSD lebih menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap %yield biodiesel yang dihasilkan
Ju
m
lah
B
io
k
at
ali
s, %b
er
at
(53)
31
dibandingkan dengan jumlah biokatalis pada suhu dan waktu reaksi masing-masing 60 oC dan 2 jam. Dari plot kontur di atas dapat dilihat bahwa semakin tinggi rasio molar DMC/ALSD maka yield biodiesel akan semakin meningkat, akan tetapi yield biodiesel menurun kembali saat rasio molar DMC/ALSD yang digunakan sekitar 6:1.
Su et al (2007) meneliti bahwa pada rasio molar DMC/minyak 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 alkohol/minyak dibawah 6:1 [8,77].
Akan tetapi, apabila rasio molar DMC/minyak telah melebihi 6:1, 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 4.5a 3-D Surface %Yield Biodiesel untuk Waktu Reaksi Dengan Suhu Reaksi Pada Rasio Molar DMC/ALSD 6:1 dan Jumlah Biokatalis 10% dari Berat
(54)
32
Gambar 4.5b Kontur %Yield Biodiesel untuk Waktu Reaksi Dengan Suhu Reaksi Pada Rasio Molar DMC/ALSD 6:1 dan Jumlah Biokatalis 10% dari Berat ALSD
Gambar 4.5 menunjukkan bahwa waktu reaksi lebih menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap %yield biodiesel yang dihasilkan dibandingkan dengan temperatur reaksi pada rasio molar DMC/ALSD dan jumlah katalis enzim masing-masing 6:1 dan 10% dari berat ALSD. Dari plot kontur di atas dapat dilihat bahwa semakin lama waktu reaksi maka yield biodiesel akan semakin meningkat seiring dengan kenaikan temperatur reaksi.
Temperatur merupakan faktor yang sangat penting terhadap aktivitas enzim. Pada umumnya, kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan meningkatnya suhu. Akan tetapi, temperatur reaksi tidak melebihi titik didih dari alkohol yang digunakan. Biasanya, transesterifikasi enzimatik terjadi pada suhu rendah antara 25-60 oC [31,66].
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 [78,79].
Sebagian besar lipase memiliki waktu rentang suhu optimum. Suhu optimum tergantung pada stabilitas enzim, perbandingan rasio molar alkohol dan minyak serta jenis pelarut organik [80]. Jika suhu melebihi suhu optimal maka aktivitas enzim akan menurun karena mengalami denaturasi [81].
Wak
tu Re
ak
si
, j
am
(55)
33
Gambar 4.6a 3-D Surface %Yield Biodiesel untuk Jumlah Biokatalis Dengan Suhu Reaksi Pada Rasio Molar DMC/ALSD 6:1 dan Waktu Reaksi 2 Jam
Gambar 4.6 Kontur %Yield Biodiesel untuk Jumlah Biokatalis Dengan Suhu Reaksi Pada Rasio Molar DMC/ALSD 6:1 dan Waktu Reaksi 2 Jam
Gambar 4.6 menunjukkan bahwa jumlah katalis enzim lebih menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap %yield biodiesel yang dihasilkan dibandingkan dengan temperatur reaksi pada rasio molar DMC/ALSD dan waktu reaksi masing-masing 6:1 dan 2 jam. Dari plot kontur di atas dapat dilihat bahwa semakin besar jumlah katalis enzim yang digunakan maka yield biodiesel akan semakin meningkat seiring dengan kenaikan temperatur reaksi. Namun, yield biodiesel
Ju
m
lah
B
io
k
at
ali
s, %b
er
at
(56)
34
menurun kembali saat jumlah katalis enzim yang digunakan mencapai 10% dari berat minyak.
Semakin tinggi jumlah katalis akan meningkatkan laju reaksi biodiesel, tetapi ada batas di mana penambahan enzim tidak mengubah laju pembentukan produk lagi sehingga penambahan katalis menyebabkan proses yang tidak ekonomis [62]. Selain itu, pembentukan sabun sering terjadi pada jumlah katalis yang tinggi [52].
Gambar 4.7a 3-D Surface %Yield Biodiesel untuk Jumlah Biokatalis Dengan Waktu Reaksi Pada Rasio Molar DMC/ALSD 6:1 dan Suhu Reaksi 60 oC
Gambar 4.7b Kontur %Yield Biodiesel untuk Jumlah Biokatalis Dengan Waktu Reaksi Pada Rasio Molar DMC/ALSD 6:1 dan Suhu Reaksi 60 oC
Ju
m
lah
b
io
k
at
ali
s, %b
er
at
(57)
35
Gambar 4.7 menunjukkan bahwa kedua variabel yaitu jumlah biokatalis maupun waktu reaksi menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap %yield biodiesel yang dihasilkan pada raasio molar DMC/ALSD dan suhu reaksi masing-masing 6:1 dan 60 oC. Dari plot kontur di atas dapat dilihat bahwa semakin lama waktu reaksi maka yield biodiesel akan semakin meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah biokatalis.
Pada waktu reaksi 3 jam dan jumlah biokatalis sebesar 10% dari berat ALSD dapat menghasilkan biodiesel dengan %yield biodiesel yang tinggi yaitu sebesar 95,61%. Sehingga, waktu reaksi lebih menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap %yield dibandingkan jumlah biokatalis.
Peningkatan yield metil ester dapat disebabkan oleh bertambahnya waktu reaksi. Pertama-tama, reaksi berjalan lambat sesuai dengan kecepatan pengadukan dan pendispersian alkohol serta minyak. Setelah itu, reaksi tersebut akan berjalan sangat cepat sampai mencapai konversi ester maksimum yaitu sekitar 3 jam [82,83].
Setelah mencapai waktu reaksi 3 jam. Penambahan waktu reaksi tidak mempengaruhi penambahan yield metil ester, Al-Widyan dan Al-Shyoukh (2002) meneliti bahwa ketika waktu reaksi meningkat, berat jenis produk menurun secara eksponensial sehingga dapat menurunkan ester [65]. Selain itu, waktu reaksi juga menjadi faktor penting untuk mengurangi biaya produksi. Pada dasarnya, reaksi transesterifikasi enzimatis dilakukan dengan waktu reaksi diantara 7 jam – 48 jam [66].
4.3 VALIDASI MODEL
Ketetapan R2 diteliti dengan tujuan untuk menguji ketepatan model. Dalam kasus ini, nilai observasi terhadap nilai prediksi yield biodiesel memiliki nilai R2 sebesar 0,9221 yang mengindikasikan bahwa model ini dapat menjelaskan 92,21% dari validasi model yang dapat dilihat pada gambar 4.8. Nilai observasi yield biodiesel ditunjukkan dalam bentuk titik-titik pada gambar, sedangkan nilai prediksi yield ditunjukkan dalam garis linear.
(58)
36
Gambar 4.8 Hubungan Nilai Observasi dengan Nilai Prediksi dari Run 1 Sampai 27
Dari gambar 4.8 dapat dilihat nilai %yield biodiesel yang didapatkan tidak jauh berbeda dengan %yield biodiesel yang diprediksi. Dalam hal ini dapat dilihat bahwa nilai optimum %yield biodiesel terdapat pada run 22 yaitu sebesar 95,6071% dengan rasio molar DMC/ALSD 6:1, suhu reaksi 60 oC, waktu reaksi 3 jam dan jumlah biokatalis 10% dari berat ALSD.
Nilai
Pr
ed
ik
si
(59)
37
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian yang telah dilakukan adalah :
1. Katalis Novozym®435 ini memiliki aktivitas katalitik yang cukup tinggi, dimana dapat menghasilkan biodiesel kondisi terbaik dengan yield sebesar 95,61%.
2. Pada proses esterfikasi enzimatis, kondisi optimum variabel diperoleh pada kondisi rasio molar DMC/ALSD 6:1, suhu reaksi 60oC, waktu reaksi 3 jam dan jumlah biokatalis yang digunakan 10% dari berat minyak.
3. Analisis pengaruh variabel percobaan yang diolah dengan metode respon permukaan menggunakan software STATISTICA, trial version (Statsoft, Indonesia) memberikan nilai R2 sebesar 0,92 menunjukkan validitas untuk variabel terikat.
4. Pada esterifikasi ALSD, variabel yang paling berpengaruh berturut-turut adalah rasio molar DMC/ALSD dan jumlah biokatalis. Untuk temperatur dan waktu reaksi merupakan variabel yang tidak berpengaruh secara signifikan ketika berinteraksi dengan ketiga faktor lainnya.
5.2 SARAN
Adapun saran yang dapat diberikan dari penelitian yang telah dilakukan adalah :
1. Pada penelitian selanjutnya sebaiknya rasio molar reaktan dan waktu reaksi dipertahankan sedangkan variabel suhu reaksi dan jumlah katalis diperkecil sehingga dapat diperoleh yield biodiesel yang lebih besar dan produksi yang ekonomis.
2. Pada penelitian selanjutnya sebaiknya penggunaan enzim pada suhu reaksi 60
o
C digunakan kembali pada suhu 80 oC, kemudian dikembalin pada suhu 60
o
(60)
38
DAFTAR PUSTAKA
[1] Liu, Chien Hung., Huang, Chien Chang., Wang, Yao Wen., Lee, Duu Jong dan Chang, Jo Shu., Biodiesel Production by Enzymatic Transesterification Catalyzed by Burkholderia lipase immobilized on Hydrophobic Magnetic Particles. Applied Energy, 100 (41-46), Elsevier, 2012.
[2] Mata, Teresa M., Sousa, Igor R. B. G., Vieira, Sara S. dan Caetano, Nidia S., Biodiesel Production from Corn Oil via Enzymatic Catalysis with Ethanol, Energy & Fuels, Vol. 26, No. 5, p. 3034–3041, 2012.
[3] Ranganathan, Srivathsan Vembanur., Narasimhan, Srinivasan Lakshmi dan Muthukumar, Karuppan., An Overview of Enzymatic Production of Biodiesel, Bioresource Technology, 99 (3975-3981), Elsevier, 2008. [4] Petchmala, Akaraphol., Laosiripojana, Navadol., Jongsomjit, Bunjerd., Goto,
Motonobu., Panpranot, Joongjai., Mekasuwandumrong, Okorn., Shotipruk, Artiwan., Transesterification of Palm Oil and Esterification of Palm Fatty Acid in Near- and Super-Critical Methanol With SO4-ZrO2 Catalysts,
Fuel, 89 (2387-2392), Elsevier, 2010.
[5] Haigh, Kathleen F., Vladisavljevic, Goran T., Reynolds, James C., Nagy, Zoltan dan Saha, Basudeb., Kinetics of The pre-treatment of Using Novozyme 435 for Biodiesel Production, Chemical Engineering Research and Design, 92 (713-719), Elsevier, 2014.
[6] Herawan, Tjahjono dan Klaas, M. Rusch Gen., Lipase-Catalyzed Transesterification of Palm Kernel Oil With Dialkyl Carbonate, American Journal of Applied Sciences, Vol. 11, No. 8, p. 1212-1223, 2014.
[7] Dawodu, Folasegun A., Ayodele, Olubunmi O., Xin, Jiayu dan Zhang, Suojiang., Dimethyl Carbonate Mediated Production of Biodiesel at Different Reaction Temperatures, Renewable Energy 68, (581-587), Elsevier, 2014.
[8] Su, Er-Zheng., Zhang, Min-Jie., Zhang, Jian-Guo., Gao, Jian-Feng dan Wei, Dong-Zhi., Lipase-Catalyzed Irreversible Transesterification of Vegetable Oils for Fatty Acid Methyl Esters Production With Dimethyl Carbonate as The Acyl Acceptor, Biochemical Engineering Journal, 36 (167-173), Elsevier, 2007.
[9] Sim, Jia Huey., Kamaruddin, Azlina Harun dan Bhatia, Subhash., Effect of Mass Transfer and Enzyme Loading on The Biodiesel Yield and Reaction Rate in The Enzymatic Transesterification of Crude Palm Oil. Energy & Fuels, Vol. 23, No. 9, p. 4651–4658, 2009.
[10] Silva, Carla Cristina C. M., Ribeiro, Nielson F. P., Souza, Mariana M. V. M. dan Aranda, Donato A.G., Biodiesel Production from Soybean Oil and Methanol Using Hydrotalcites as Catalyst, Fuel Processing Technology, 91 (205-210), Elsevier, 2010.
[11] Xie, Wenlai dan Zhao, Liangliang., Production of Biodiesel by Transesterification of Soybean Oil Using Calcium Supported Tin Oxides as Heterogeneous Catalysts, Energy Conversion and Management, 76 (55-62), Elsevier, 2013.
(61)
39
[12] Da Cunha, M.E., Krause, L.C., Moraes, M.S.A., Faccini, C.S., Jacques, R.A., Almeida, S.R., Rodrigues, M.R.A dan Caramao, E.B., Beef Tallow Biodiesel Produced in a Pilot Scale, Fuel Processing Technology, 90 (570-575), Elsevier, 2009.
[13] Chongkong, S., Tongurai, C. dan Chetpattananondh, P., Continuous Esterification for Biodiesel Production from Palm Fatty Acid Distillate Using Economical Process, Renewable Energy, 34 (1059-1063), Elsevier, 2009.
[14] Cho, Hyun Jun., Kim, Soo Hyun., Wong, Seok Won dan Yeo, Yeong-Koo., A Single Step Non-Catalytic Esterification of Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) for Biodiesel Production, Fuel, 93 (373-380), Elsevier, 2012. [15] Piloto-Rodiguez, R., Melo, E. A., Goyos-Perez, L. dan Verhelst, S.,
Conversion of By-Products from The Vegetable Oil Industry into Biodiesel and Its Use In Internal Combustion Engines : A Review, Brazilian Journal of Chemical Engineering, Vol. 31, No. 2, p. 287-301, 2014.
[16] Thanh, Le Tu., Okitsu, Kenji., Sadanaga, Yasuhiro., Takenaka, Norimichi., Maeda, Yasuaki dan Bandow, Hiroshi., Ultrasound-Assisted Production of Biodiesel Fuel from Vegetable Oils In a Small Scale Circulation Process, Bioresource Technology,101 (639–645), Elsevier, 2010.
[17] Kawashima, Ayato., Matsubara, Koh dan Honda, Katsuhisa., Acceleration of Catalytic Activity of Calcium Oxide for Biodiesel Production, Bioresource Technology, 100 (696-700), Elsevier, 2009.
[18] Endalew, Abebe K., Kiros, Yohannes dan Zanzi, Rolando., Inorganic Heterogeneous Catalysts for Biodiesel Production from Vegetable Oils, Biomass and Bioenergy, 35 (3787-3809),Elsevier, 2011.
[19] Stamenkovic, Olivera S., Velickovic, Ana V. dan Veljkovic, Vlada B., The Production of Biodiesel from Vegetable Oils by Ethanolysis : Current State and Perspectives, Fuel, 90 (3141–3155), Elsevier, 2011.
[20] Raita, Marisa., Laothanachareon., Champreda, Verawat dan Laosiripojana., Biocatalytic Esterification of Palm Oil Fatty Acids for Biodiesel Production Using Glycine-Based Cross-Linked Protein Coated Microcrystalline Lipase, Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic, 73 (74-79), Elsevier, 2011.
[21] Bajaj, Akhi., Lohan, Purva., Jha, Prabhat N. dan Mehrotra, Rajesh., Biodiesel Production Through Lipase Catalyzed transesterification: An Overview, Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic, 62 (9-14), Elsevier, 2010. [22] Dos Santos Correa, Igor Nascentes., De Souza, Susana Lorena., Catran,
Marly., Bernardes, Otavio Luiz., Portilho, Marcio Figueiredo dan Langone, Marta Antunes Pereira, Enzymatic Biodiesel Synthesis Using a Byproduct Obtained from Palm Oil Refining, Enzyme Research, Vol. 2011, p. 1-8, 2011.
[23] Min, Ji Young dan Lee, Eun Yeol., Lipase-catalyzed Simultaneous Biosynthesis of Biodiesel and Glycerol Carbonate from Corn Oil in Dimethyl Carbonate, Biotechnology Letters, Vol. 33, No. 9, p. 1789– 1796, 2011.
[24] Shuzhen, Sun., Liping, Zhang., Xin, Meng., Cong, Ma dan Zhong, Xin., Biodiesel Production by Transesterification of Corn Oil With Dimethyl
(62)
40
Carbonate Under Heterogeneous Base Catalysis Conditions Using Potassium Hydroxide, Chemistry and Technology of Fuels and Oils, Vol. 50, No.2, p. 99-107, 2014.
[25] Berrios, M., Martin, M. A., Chica, F. A., Martin, A., Study of Esterification and Transesterification In Biodiesel Production from Used Frying Oils In a Closed System, Chemical Engineering Journal, 160 (473-479), Elsevier, 2010.
[26] Issariyakul, Titipong dan Dalai, Ajay K., Biodiesel from Vegetable Oils, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 31 (446-471), Elsevier, 2014. [27] Lu, Jike., Nie, Kaili., Xie, Feng., Wang, Fang. dan Tan, Tianwei., Enzymatic Synthesis of Fatty Acid Methyl Esters from Lard With immobilized lipase Candida sp. 99-125, Process Biochemistry, 42 (1367-1370), Elsevier, 2007.
[28] Jung, Hongsub., Lee, Youngrak., Kim, Daeheum., Han, Sung O., Kimc, Seung Wook., Lee, Jinwon., Kim, Yong Hwan dan Park, Chulhwan., Enzymatic Production of Glycerol Carbonate from by-Product After Biodiesel Manufacturing Process, Enzyme and Microbial Technology, 51 (143-147), Elsevier, 2012.
[29] Tan, Tianwei., Lu, Jike., Nie, Kaili., Deng, Li dan Wang, Fang., Biodiesel Production With immobilized lipase : A Review, Biotechnology Advances, 28 (628-634), Elsevier, 2010.
[30] Ilham, Zul dan Saka, Shiro., Two-Step Supercritical Dimethyl Carbonate Method for Biodiesel Production from Jatropha curcas Oil., Bioresource Technology, 101 (2735-2740), Elsevier, 2010.
[31] Al-Zuhair, Sulaiman., Ling, Fan Wei dan Jun, Lim Song., Proposed Kinetic Mechanism of The Production of Biodiesel from Palm Oil Using Lipase, Process Biochemistry, 42 (951–960), Elsevier, 2007.
[32] Su, Erzheng., You, Pengyong dan Wei, Dongzhi., In situ Lipase-Catalyzed Reactive Extraction of Oilseeds With Short-Chained Dialkyl Carbonates for Biodiesel Production, Bioresource Technology, 100 (5813–5817), Elsevier, 2009.
[33] Leung, Dennis Y. C., Wu, Xuan dan Leung, M. K. H., A Review on Biodiesel Production Using Catalyzed Transesterification, Applied Energy, 87 (1083-1095), Elsevier, 2010.
[34] Chesterfield, Dean M., Rogers, Peter L., Al-Zaini, Essam O. dan Adesina, Adesoji A., Production of Biodiesel Via Ethanolysis of Waste Cooking Oil Using immobilised lipase, Chemical Engineering Journal, xxx (xxx–xxx), Elsevier, 2012.
[35] Borugadda, Venu Babu dan Goud, Vaibhav V., Biodiesel Production from Renewable Feedstocks : Status and Opportunities, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16 (4763–4784), Elsevier, 2012.
[36] Malvade, Ameya Vilas dan Satpute, Sanjay T., Production of Palm Fatty Acid Distillate Biodiesel and Effects of its Blends on Performance of Single Cylinder Diesel Engine, Procedia Engineering, 64 (1485-1494), Elsevier, 2013.
[37] Nguyen, Vu Hoang., Vu, Ha Thi Thu., Do, Hung Manh., Woo, Jeong Yoo dan Jun, Hee Hyoung., Esterification of Waste Fatty Acid from Palm Oil Refining Process into Biodiesel by Heterogeneous Catalysis : Fuel
(63)
41
Properties of B10, B20 Blends, International Journal of Renewable Energy and Environmental Engineering, Vol. 1, No. 1, p. 1-5, 2013. [38] ASTM D 6751. Standard Specification for Biodiesel Fuel Blend Stock
(B100) for Middle Distillate fuels. 2009.
[39] EN 14214. Automotive Fuels-Fatty Acid Methyl Esters (FAME) for Diesel Engines-Requirements and Test Methods. 2003.
[40] Pr EN 14214. Automotive Fuels-Fatty Acid Methyl Esters (FAME) for Diesel Engines-Requirements and Test Methods. 2009.
[41] Yujaroen, Duangkamol., Goto, Motonobu., Sasaki, Mitsuru dan Shotipruk, Artiwan., Esterification of Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) in Supercritical Methanol : Effect of Hydrolysis on Reaction Reactivity, Fuel, 88 (2011-2016), Elsevier, 2009.
[42] Chabukswar, Deepak D., Heer, Parminder Kaur K. S. dan Gaikar, Vilas G., Esterification of Palm Fatty Acid Distillate Using Heterogeneous Sulfonated Microcrystalline Cellulose Catalyst and Its Comparison With H2SO4 Catalyzed Reaction, Industrial & Engineering Chemistry Research,
Vol. 52, No. 22, p. 7316–7326, 2013.
[43] Talukder, M. M. Rahman., Wu, J. C., Lau, S. K., Cui, L. C., Shimin, G. dan Lim, A., Comparison of Novozym 435 and Amberlyst 15 as Heterogeneous Catalyst for Production of Biodiesel from Palm Fatty Acid Distillate, Energy & Fuels, Vol. 23, No. 1, p. 1-4, 2009.
[44] Shandong Wells Chemicals Co., Ltd, Dimethyl Carbonate Material Safety Data Sheet, www.cnwells.cn, 2010, diakses pada 10 Oktober 2014.
[45] Fedosov, Sergey N., Brask, Jesper., Pedersen, Andres K., Nordblad, Mathias., Woodley, John M. dan Xu, Xuebing., Kinetic Model of Biodiesel Production Using Immobilized Lipase Candida antarctica lipase B, Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic, 85-86 (156-168), Elsevier, 2013.
[46] Hameed, B. H., Lai, L. F. dan Chin, L. H., Production of Biodiesel from Palm Oil (Elaeis guineensis) Using Heterogeneous Catalyst : An Optimized Process, Fuel Processing Technology, 90 (606-610), Elsevier, 2009.
[47] Vasudevan, Palligarnai T. dan Briggs, Michael, Biodiesel Production-Current State of The Art and Challenges, Journal Industrial Microbiology Biotechnology, 35, p. 421-430, 2008.
[48] Oliveira, Debora De., Filho, Iraja Do Nascimento., Luccio, Marco Di., Faccio, Carina., Rosa, Clarissa Dalla., Bender, Jo-ao Paulo., Lipke, Nadia., Amroginski, Cristiana., Dariva, Claudio dan Oliveira, Jose Vladimir De., Kinetics of Enzyme-Catalyzed Alcoholysis of Soybean Oil In n-Hexane, Applied Biochemistry and Biotechnology, Vol. 121–124, 2005.
[49] Akoh, Casimir C., Chang, Shu-Wei., Lee, Guan-Chiun dan Shaw, Jei-Fu, Enzymatic Approach to Biodiesel Production, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 55, p.8995-9005, 2007.
[50] Dizge, Nadir., Keskinler, Bulent dan Tanriseven, Aziz., Biodiesel Production from Canola Oil by Using Lipase Immobilized onto Hydrophobic Microporous Styrene-Divinylbenzene Copolymer, Biochemical Engineering Journal, 44 (220–225), Elsevier, 2009.
(1)
74
(2)
75
(3)
76
(4)
77
LAMPIRAN E
DOKUMENTASI PENELITIAN
LE.1 FOTO BAHAN BAKU PENELITIAN
Gambar LE.1 Foto Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD)
Gambar LE.2 Foto Dimethyl Carbonate (DMC)
(5)
78
LE.2 FOTO PENGUJIAN KADAR ASAM LEMAK BEBAS
Gambar LE.4 Foto Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas
LE.3 FOTO PROSES ESTERIFIKASI ENZIMATIS
Gambar LE.5 Foto Rangkaian Alat Esterifikasi (Carousel)
(6)
79
Gambar LE.7 Foto Pemisahan Hasil Esterifikasi dengan Syringe filter
Gambar LE.8 Foto Evaporasi Hasil Esterifikasi dengan Rotary Vacuum Evaporator