29 Berdasarkan komposisi asam lemak jenuh dan tidak jenuh dalam RBDPO
maka dimungkinkan paling sedikit 45,3981 asam lemak akan terkonversi menjadi ester dengan menggunakan Novozyme
®
435. Dan karena asam lemak pada RBDPO yang lebih dominan adalah asam lemak tak jenuh yaitu sekitar 54,
6018 penggunaan enzim yang non spesifik seperti Novozyme
®
435 memungkinkan akan memberikan hasil yang baik.
4.2 PENGARUH RASIO MOLAR TERHADAP
YIELD BIODIESEL
Adapun pengaruh rasio molar terhadap yield biodiesel diperlihatkan pada
gambar 4.3.
Gambar 4.3 Pengaruh Rasio Molar terhadap Yield Bodiesel
Pada penelitian ini aseptor asil yang digunakan adalah etanol. Etanol dipilih sebagai aseptor asil karena etanol tidak beracun dan dapat diperbaharui
dari biomassa [45]. Pada umumnya, lipase tidak stabil pada alkohol rantai pendek, contohnya metanol. Hal ini disebabkan karena adanya metanol yang tidak larut
dan ikut bercampur dengan minyak [15]. Dalam proses pembentukan biodiesel secara kimiawi, alkohol berlebih
dalam trigliserida selalu meningkatkan yield biodiesel. Namun, untuk proses enzimatik, kelebihan alkohol dapat menonaktifkan enzim, sehingga menurunkan
1:6 1:9
Universitas Sumatera Utara
30 hasil transesterifikasi. Rasio molar alkohol optimum yang digunakan untuk
produksi biodiesel enzimatik juga tergantung pada reaksi aktual sistem. Dalam sistem pelarut organik, sedikit alkohol berlebih dapat digunakan untuk mencapai
hasil yang lebih tinggi. Sementara dalam sistem solvent free, menambahkan sedikit alkohol diperlukan untuk mencegah inaktivasi enzim. Alkohol harus
ditambahkan ke campuran reaksi dalam jumlah kecil berturut-turut [15,35]. Ini menunjukkan bahwa rasio molar optimum untuk reaksi ini adalah 1:6.
Penambahan alkohol akan menyebabkan enzyme terdeaktivasi dan membuat kinerja enzyme tidak maksimal yang menyebabkan yield biodiesel akan
menurun. Hal ini disebabkan alkohol dapat membatasi difusi minyak ke dalam ruang pori enzim. Inaktivasi lipase terjadi melalui kontak dengan alkohol yang
larut karena alkohol memiliki sifat hidrofilik yang dapat menghilangkan lapisan air dari enzim [44].
4.3 PENGARUH SUHU DAN WAKTU TERHADAP PEROLEHAN
YIELD
Adapun pengaruh suhu dan waktu terhadap perubahan yield diperlihatkan
pada gambar 4.4 dan 4.5.
Gambar 4.4 Pengaruh Waktu dan Suhu terhadap Perolehan Yield pada rasio molar 1:6
Universitas Sumatera Utara
31 Pada gambar 4.4 dan 4.5 yang diplot dari data pada lampiran 2,
menunjukkan bahwa peningkatan suhu berpengaruh pada yield dengan variabel tetap rasio mol reaktan 1:6 dan dapat kita lihat pada grafik plot surface bahwa
pada kenaikan jumlah suhu terjadi penurunan yield yang signifikan. Diperoleh yield tertinggi pada rasio molar 1:6 pada suhu 40
o
C dengan konversi yield 98,83, sedangkan pada gambar 4.5 diperoleh yield tertinggi pada rasio molar 1:9
pada suhu 45
o
C dengan konversi yield 97,28 pada waktu reaksi yang sama, yaitu 7 jam.
Gambar 4.5 Pengaruh Waktu dan Suhu terhadap Perolehan Yield pada rasio molar 1:9
Dari kedua hasil di atas dapat disimpulkan bahwa waktu berpengaruh terhadap peningkatan persen yield. Ditunjukkan bahwa peningkatan waktu reaksi
berpengaruh pada yield dengan variabel tetap jumlah biokatalis 30. Hal ini disebabkan karena semakin lama waktu reaksi, semakin banyak waktu bagi
enzyme untuk mengkonversi alkohol dan minyak menjadi biodiesel. Namun, waktu reaksi yang terlalu lama tidak akan memberikan peningkatan terhadap yield
biodiesel yang dihasilkan, bahkan dapat terjadi penurunan yield [46].
Universitas Sumatera Utara
32 Jika dilihat satu per satu untuk setiap kondisi waktu dengan temperatur
maka dapat digambarkan hubungan antara waktu terhadap yield dan temperatur terhadap yield yang diberikan oleh gambar 4.6 dan gambar 4.7.
Gambar 4.6 Pengaruh waktu dan suhu terhadap perolehan yield pada rasio molar 1:6
Pada gambar 4.5 dapat kita lihat bahwa semakin lama waktu reaksi, maka yield yang dihasilkan semakin tinggi. Namun, pada suhu 50
o
C dengan waktu reaksi 7 jam yield menjadi berkurang. Hal ini menunjukkan bahwa peningkatan
suhu tidak membawa dampak positif bagi reaksi.
Gambar 4.7 Pengaruh Waktu dan Suhu terhadap Perolehan Yield pada rasio molar 1:9
Universitas Sumatera Utara
33 Pada gambar 4.7 menunjukkan bahwa peningkatan suhu dari 40
o
C menjadi 45
o
C yield yang dihasilkan meningkat. Namun ketika suhu ditingkatkan lagi, yield yang dihasilkan berkurang.
Martin dan Christina menggunakan minyak kedelai sebagai bahan baku dan etanol sebagai akseptor asil pada suhu reaksi 25
o
C selama 7 jam menghasilkan konversi 97 [47]. Sedangkan pada penelitian ini dengan waktu 7
jam dan suhu 40
o
C diperoleh yield biodiesel sebesar 98,83 . Ini membuktikan bahwa untuk Novozym
®
435 dengan waktu selama 7 jam, reaksi yang diinginkan telah tercapai.
Suhu optimum untuk proses transesterifikan enzimatik, bergantung pada stabilitas lipase yang digunakan, rasio molar antara alkohol dan minyak dan jenis
pelarut organik. Biasanya suhu pada proses transesterifikasi untuk lipase antara 30
o
C-50
o
C [15]. Penelitian lain menunjukkan peningkatan sintesis biodiesel dengan suhu terjadi secara bertahap dari 30
o
C sampai 40
o
C, tetapi kenaikan suhu lebih lanjut pada 50
o
C menyebabkan penurunan stabilitas enzim [36]. Cervero.et al 2010, melaporkan bahwa hasil yield biodiesel meningkat
pada suhu reaksi 37
o
C dan menurun ketika suhu reaksi telah mencapai diatas 50
o
C, saat mengkonversi minyak kedelai untuk etil ester menggunakan Novozym 435 [35]. Hung Min Chang. Et al 2005, memperoleh kondisi optimum pada suhu
38
o
C dengan yield biodiesel sebesar 97,9 [6]. Untuk bahan baku berupa RBDPO yang digunakan dalam penelitian ini bila dilihat dari gambar 4.5 dan 4.6,
temperatur optimum untuk kerja Novozyme
®
435 sesungguhnya adalah 40-45
o
C. Secara teoritis suhu tinggi dapat membantu meningkatkan laju reaksi.
Sebaliknya, enzim bergantung pada suhu dan mudah dinonaktifkan pada suhu tinggi. Pengaruh suhu pada aktivitas Novozym
®
435 diperiksa di kisaran 30-70
o
C . Aktivitas enzim meningkat karena suhu meningkat dari 30 ke 40
o
C , diikuti oleh penurunan pada temperatur yang lebih tinggi [48].
Setelah melewati waktu dan temperatur reaksi yang optimum, aktivitas lipase akan terhambat oleh etanol dan gliserol. Hal ini disebabkan karena
temperatur reaksi yang lebih tinggi serta waktu yang lebih lama mampu mendeaktivasi enzim lipase.
Universitas Sumatera Utara
34
4.4 MODEL HUBUNGAN ANTARA SUHU, WAKTU DENGAN
