067022002 Magister Teknik Kimia -USU
Azhar Ramadhani Tarigan : Pembuatan Senyawa Epoksi Dari Metil Ester Asam Lemak Sawit Destilat Secara Enzimatis, 2009
USU Repository © 2008
dengan tinjauan bahwa untuk penggunaan waktu reaksi yang lebih besar dari level 0,5 baik pada level konsentrasi biokatalis yang rendah diperoleh penurunan konversi
produk.
Azhar Ramadhani Tarigan
Kondisi ini merupakan hasil interaksi antara Candida antarctica dengan waktu reaksi yang bernilai negatif yang signifikan. Hal ini dimungkinkan oleh reaksi
antara biokatalis dengan metil ester ALSD, yang diiringi dengan penambahan hidrogen peroksida sehingga terjadi pembatasan oleh substrat terhadap reaksi epoksi
enzimatis ini. Batasan oleh substrat adalah kondisi dimana seluruh substrat telah membentuk kompleks enzim substrat. Sehingga tidak ada lagi ruang aktif active site
dalam enzim untuk dapat berikatan atau mengadakan kontak dengan substrat. Setelah membentuk enzim substrat yang aktif dan bersifat sementara, maka akan terurai
kembali apabila reaksi yang diinginkan untuk pembentukan produk telah terjadi. Kondisi ini menyebabkan peningkatan rasio substrat tidak lagi mampu meningkatkan
konversi produk.
4.2.1.3 Pengaruh Temperatur dan Waktu Reaksi Terhadap Konversi
Konversi
60 4
80
5 70
40 40
41 35
Temperatur oC
42 43
30
Waktu jam
Gambar 20. Respon Permukaan dari Temperatur dan Waktu Reaksi Terhadap konversi
Respon permukaan menunjukkan bahwa konversi oksiran meningkat seiring dengan peningkatan temperatur dan waktu reaksi hingga batasan tertentu yaitu pada
temperatur 50
o
C dan 42 jam 30 menit. Jika melebihi dari batasan tersebut akan menyebabkan aktifitas biokatalis Candida antarctica akan terhenti. Plot permukaan
ini mengekspresikan bahwa peningkatan konversi oksiran lebih tajam pada peningkatan temperatur dibandingkan dengan bertambahnya waktu reaksi.
Bertambahnya waktu reaksi akan menyebabkan peningkatan konsentrasi campuran. Pada konsentrasi substrat yang tinggi peluang terjadinya tumbukan antar partikel
semakin besar, sehingga kemungkinan terjadinya reaksi epoksi semakin besar. Hal ini bersesuaian dengan hasil analisis statistika, bahwa variabel yang
memberikan signifikansi terbesar kedua dan positif adalah waktu reaksi sebesar 2,1377. Hal ini ditunjukkan pada kondisi reaksi dengan temperatur yang rendah level
-2, memberikan kisaran konversi sebesar 65 bila waktu reaksi terhadap asam lemak sawit distilat dinaikkan.
Azhar Ramadhani Tarigan 067022002
Magister Teknik Kimia -USU Azhar Ramadhani Tarigan : Pembuatan Senyawa Epoksi Dari Metil Ester Asam Lemak Sawit Destilat Secara
Enzimatis, 2009 USU Repository © 2008
Azhar Ramadhani Tarigan 067022002
Magister Teknik Kimia -USU Azhar Ramadhani Tarigan : Pembuatan Senyawa Epoksi Dari Metil Ester Asam Lemak Sawit Destilat Secara
Enzimatis, 2009 USU Repository © 2008
Wakt u jam T
e m
p e
r r
o C
a tu
80
75 70
65
48 46
44 42
40 38
36 34
32 43.5
43.0 42.5
42.0 41.5
41.0 40.5
Gambar 21. Kontur dari Plot Temperatur Terhadap Waktu Reaksi
Permukaan kontur menunjukkan bahwa untuk nilai maksimum konversi oksiran dapat diperoleh apabila Waktu Reaksi berada pada level 0,5 Waktu Reaksi
pada 42 jam 30 menit, sedangkan temperatur pada level antara 0,5 hingga 1 42,5
o
C- 45
o
C. Pada kondisi reaksi ini, dapat diperoleh konversi oksiran mencapai 80. Temperatur memberikan pengaruh yang lebih besar dari pada waktu reaksi
terhadap pembentukan oksiran. Karena enzim lipase Candida antarctica dapat melakukan aktivas terhadap subtrat pada temperatur 45
o
C dan akan menunjukkan aktivas yang lemah pada temperatur lebih dari 45
o
C Yadav, dkk, 2001. Pada kondisi waktu reaksi yang moderat 42 jam, penambahan waktu reaksi pada awalnya mampu
meningkatkan perolehan secara tajam, tetapi pada akhirnya akan memberikan penurunan konversi yang cukup besar, begitu juga dengan peningkatan temperatur.
Kondisi ini terlihat dari analisa statistik, bahwa temperatur memberikan pengaruh sebesar 3,7752 sedangkan waktu reaksi memberikan pengaruh sebesar 2,1377
terhadap produk. Hal ini berhubungan dengan adanya hambatan oleh produk pada reaksi
enzimatis. Dalam hambatan produk, aktifitas enzim secara langsung dipengaruhi oleh konsentrasi substrat dan produk didalam lingkungan mikro enzim. Pada kondisi ini,
hambatan produk berasal dari telah penuhnya ruang aktif enzim yang berikatan dengan substrat, sehingga enzim tidak mampu lagi mensintesa substrat.
Dari hasil olah data Response Surface Methodology kondisi optimum reaksi diperoleh pada konsentrasi Candida antarctica 4 bb, temperatur 45
o
C dan waktu reaksi selama 41 jam dengan konversi oksiran sebesar 79,85 . Besar konversi
Azhar Ramadhani Tarigan 067022002
Magister Teknik Kimia -USU Azhar Ramadhani Tarigan : Pembuatan Senyawa Epoksi Dari Metil Ester Asam Lemak Sawit Destilat Secara
Enzimatis, 2009 USU Repository © 2008
tersebut lebih baik dibandingkan dengan hasil konversi epoksidasi secara kimia menggunakan katalis homogen H
2
SO
4
yaitu sebesar 63,78 Sinaga, 2005. Hasil analisa GC metil ester optimum reaksi senyawa epoksi menunjukkan
pada Ret. Time 9,33 menurun menjadi 3,85 dari bahan baku metil ester asam lemak destilat pada Ret. Time yang sama mengandung 38,92, ini merupakan kandungan
metil ester oleat menurun Lampiran 5 pada Gambar 25 dan 26 dan dari hasil analisa GC kandungan asam lemak epoksi pada kondisi optimum reaksi juga menunjukkan
kandungan asam lemak oleat sebesar 0,57 dimana kandungan asam lemak oleat pada bahan baku metil ester asam lemak destilat sebesar 36,09 Lampiran 5 pada
Gambar 27 dan 28. Dari hasil GC tersebut dapat diprediksi bahwa metil ester asam lemak sawit destilat yang mengandung ikatan rangkap karbon pada asam lemak tidak
jenuh C=C mengalami reaksi epoksidasi. Analisa FTIR pada temperatur 45
O
C dan waktu reaksi 41 jam menunjukkan pita hidroksi pada 3463,83 cm
-1
ikatan O-H, ikatan alkil ikatan C-H 2854,67 cm
-1
serta pita ester C=O pada 1742,76 cm
-1
, sedangkan puncak pita oksiran ikatan C-O- C pada 1247,46 cm
-1
dan 843,09 cm
-1
Lampiran 6 pada Gambar 33. Ini menunjukkan bahwa pada kondisi reaksi optimum pada konsentrasi Candida
antarctica 4 bb, temperatur 45
O
C dan waktu reaksi 41 jam adanya pembentukan epoksi hidroksi. Kondisi ini menunjukkan bahwa penambahan waktu reaksi
memberikan pengaruh yang signifikan terhadap reaksi enzimatis.
Azhar Ramadhani Tarigan 067022002
Magister Teknik Kimia -USU Azhar Ramadhani Tarigan : Pembuatan Senyawa Epoksi Dari Metil Ester Asam Lemak Sawit Destilat Secara
Enzimatis, 2009 USU Repository © 2008
Bilangan gelombang analisa FTIR pada gugus epoksida pita oksiran sama dengan hasil yang diperoleh Ayorinde, dkk 1990 dan Siddiqi, dkk 1984 untuk
senyawa epoksi alami dari Vernonia galamensis, yaitu pada bilangan gelombang sekitar 1250 cm
-1
dan 846 – 820 cm
-1
. Pada penelitian T. Vlcek, dkk 2006 untuk senyawa epoksi dari minyak kedelai secara enzimatik juga menghasilkan bilangan
gelombang pada gugus epoksida sekitar 822 cm
-1
dan 833 cm
-1
.
4.3 Analisa Variansi ANAVA
