Reaksi Transesterifikasi DPO (Degummed Palm Oil) untuk Menghasilkan Biodiesel Sawit Menggunakan Lipozyme dalam Pelarut Ionic Liquid1-Butyl-3-Methylimidazolium Hexafluorophosphate ([Bmim][Pf6])

LAMPIRAN 1
DATA BAHAN BAKU
L1.1

KOMPOSISI ASAM LEMAK BAHAN BAKU CPO HASIL ANALISA
GCMS
Tabel L1.1 Komposisi Asam Lemak CPO
Komposis Berat
Asam Lemak
Mol
%Mol %Mol x BM
i (%)
Molekul
0,00025
Asam Laurat (C12:0)
200,32
0,05
0 0,000680
0,136148
0,00221
Asam Miristat (C14:0)

228,37
0,51
3 0,006025
1,375910
0,13660
Asam Palmitat (C16:0)
256,42
35,03
4 0,371966 95,379440
Asam Palmitoleat
0,00094
254,41
(C16:1)
0,24
0 0,002559
0,651059
0,01277
Asam Stearat (C18:0)
284,48
3,64

8 0,034793
9,897946
0,17713
Asam Oleat (C18:1)
282,46
50,03
3 0,482326 136,237671
0,03483
Asam Linoleat (C18:2)
280,45
9,77
9 0,094864 26,604644
0,00112
Asam Linolenat (C18:3)
278,43
0,31
2 0,003056
0,850924
0,00101
Asam Arakidat (C20:0)

312,53
0,32
8 0,002771
0,866172
Asam Eikosenoat
0,00035
310,51
(C20:1)
3 0,000960
0,11
0,298164
Jumlah

100%

0,36724
272,298078
8
Dari perhitungan, maka diperoleh berat molekul rata-rata FFA CPO sebesar
272,30gr/mol

49

L1.2

KOMPOSISI TRIGLISERIDA BAHAN BAKU CPO
Tabel L1.2 Komposisi Trigliserida CPO
Komposis
Berat
Trigliserida
Mol
%Mol %Mol x BM
i (%)
Molekul
Trilaurin (C39H74O6)
0,05
639,010 0,00008 0,00067
0,42751
Trimiristin (C45H86O6)
0,51

723,160 0,00070 0,00597
4,32046
Tripalmitin (C51H98O6) 35,03
807,320 0,04339 0,37098
299,49884
Tripalmitolein
(C51H92O6)
0,24
801,270 0,00030 0,00255
2,04438
Tristearin (C57H110O6)
3,64
891,480 0,00408 0,03486
31,08032
Triolein (C57H104O6)
50,03
885,432 0,05651 0,48315
427,79685
Trilinolein (C57H98O6)
9,77

879,384 0,01111 0,09500
83,54065
Trilinolenin (C57H92O6) 0,31
873,337 0,00036 0,00306
2,67197
Triarakidin (C63H122O6) 0,32
975,640 0,00033 0,00279
2,71985
Trieikosenoin
(C63H116O6)
0,11
969,624 0,00011 0,00097
0,93626
0,36724
Jumlah
100%
8
855.03707
Dari perhitungan, maka diperoleh berat molekul rata-rata FFA CPO sebesar
855.04 gr/mol

L1.3 KADAR FREE FATTY ACID (FFA) CPO
Tabel L1.3 Kadar Free Fatty Acid (FFA) CPO
Kadar FFA (%)
Sebelum Degumming Setelah Degumming
4,92
3,18

% Penurunan FFA =
=

Sebelum Degumming - Setelah Degumming
Sebelum Degumming
4,92-3,18
4,92

= 35,37 %

50

LAMPIRAN 2
DATA HASIL PENELITIAN
L2.1 DATA HASIL ANALISA DENSITAS BIODIESEL
Tabel L2.1 Hasil Analisa Densitas Biodiesel
Jumlah Biokatalis
(b/b)
30 %

Rasio Molar
Reaktan
1:3

Suhu
(oC)
45

Densitas Biodiesel
(g/ml)
0,87766

L2.2 DATA HASIL ANALISA VISKOSITAS KINEMATIKA BIODIESEL
Tabel L2.2 Hasil Analisa Viskositas Biodiesel
Jumlah
Biokatali
s (b/b)

Rasio
Molar
Reaktan

30 %

1:3

Suh
u
(oC)
45

Waktu Alir (detik)

t1

t2

t3

434,5
3

455,0
5

429,2
7

trata-rata
Biodiesel
(detik)

Viskositas

Kinemati
k (cSt)

439,07

3,559

L2.3 DATAYIELD DAN TOTAL PENURUNAN YIELD BIODIESEL
Tabel L2.3 Hasil Yield dan Total Penurunan Yield Biodiesel
Variasi
Run

Suhu
(oC)

Tanpa
Cairan
Ionik
45
Dengan
Cairan
Ionik

L2.4

Kondisi Reaksi
Jumlah
Rasio Molar
Jumlah
CPO :
Biokatalis Pemakaian
Cairan Ionik
(b/b)
1
2
3
4
30
1
2
1:1,5
3
4

Yield
(%)
63.56
57.11
54.09
44.62
35.77
31.18
26.56
68.98

Penurunan
Yield
(%)

12,33

4,28

DATA HASIL ANALISA AKTIVITAS ENZIM BERDASARKAN
PERSEN HIDROLISA CPO
51

Tabel L2.4 Hasil Analisa Aktivitas Enzim Berdasarkan Persen Hidrolisa CPO
Persen Hidrolisa CPO
(%)
Rasio Molar
Jumlah
Setelah
Sebelum
CPO :
Biokatalis
Pemakaian
Pemakaian
Cairan Ionik
(b/b)
IV
Kondisi Reaksi

Variasi
Run

Suhu
(oC)

Tanpa
Cairan
Ionik

-

0,34

45
Dengan
Cairan
Ionik

30

1:1,5

1,01

0,57

52

LAMPIRAN 3
CONTOH PERHITUNGAN
L3.1 PERHITUNGAN KADAR FFA CPO
Kadar FFA =

NxVxM
10 x Berat sampel

%

Keterangan: N = Normalitas larutan NaOH
V = Volume larutan NaOH terpakai
M = Berat molekul FFA (BM FFA CPO = 272,30 gr/mol)

L3.1.1 Perhitungan Kadar FFA CPOSebelumDegumming
Normalitas NaOH = 0,25 N
Volume larutan NaOH yang terpakai = 5,1 ml
BM FFA = 272,298078 gr/mol
Berat CPO = 7,05 gram
Kadar FFA

=

NxVxM
%
10 x massa sampel

=

0,25 x5,1x 272,298078
%
10 x7,05

= 4,92 %

L3.1.2 Perhitungan Kadar FFA CPO SetelahDegumming
Normalitas NaOH = 0,25 N
Volume larutan NaOH yang terpakai = 3,3 ml
BM FFA = 272,298078 gr/mol
Berat CPO = 7,05 gram
Kadar FFA

=

NxVxM
%
10 x massa sampel

53

=

0,25 x3,3x 272,298078
%
10 x7,05

= 3,18 %

L3.2 PERHITUNGAN KEBUTUHAN METANOL

Massa CPO

= 2 gr

Metanol : CPO

= 3 : 1 (mol/mol)

% katalis

= 30 % (b/b)

BM Trigliserida

= 855,04 gr/mol

Mol CPO =

Massa
BM Trigliserida
=

2 gr
855,04 gr / mol

= 0,0023 mol
3

Mol CPO = x 0,0023 = 0,0069 mol
1

Maka, massametanol = mol metanol x BM metanol
= 0,0069 mol x 32,04 gr/mol
= 0,22gram

Volume metanol =

=

�
�

0,22 ��

0,7918��/��

= 0,27

Untuk kebutuhan metanol yang lainnya sama dengan perhitungan di atas.

L3.3 PERHITUNGAN DENSITAS BIODIESEL
Volume piknometer =
Densitas sampel =

berat air
densitas air

= 5,64 ml

berat sampel
volume piknometer

Berat piknometer kosong = 15,42 gr = 0,01542 kg
54

Berat piknometer + biodiesel = 20,37 gr = 0,02037 kg
Berat biodiesel = 4,95 gr = 0,00495 kg
Densitas minyak biodiesel =

0,00495 kg
0,00000564 m3

= 877,66 kg/m3

Untuk data yang lainnya sama dengan perhitungan di atas.

L3.4 PERHITUNGAN VISKOSITAS BIODIESEL
sg =

densitas sampel
densitas air

viskositas sampel = k x sg x t
Dimana t = waktu alir
Kalibrasi air:

ρair (40oC) = 992,25 kg/m3 = 0,99225 g/m3

[48]

Viskositas air (40oC) = 0,656 x 10-3 kg/m.s

[48]

t air = 81,54 detik
sgair= 1
Viskositas air

= k x sg x t

0,6560 x 10-3 kg/m.s = k x 1 x 81,54 s
= 8,045 x 10-6 kg/m.s2

k
Viskositas Biodiesel

t rata-rata biodiesel= 439,07 detik
sg biodiesel=

877,66 kg/m3
992,25 kg/m3

= 0,885

Viskositas biodiesel

= k x sg x t

= 8,045 x 10-6x 0,885 x 439,07
= 0,00312kg/m.s
Viskositas kinematik =

0,00312kg/m.s
877,66kg/m3

= 3,559 x 10-6 m2/s
= 3,559 mm2/s = 3,559cSt

Untuk data yang lainnya sama dengan perhitungan di atas.
L3.5 PERHITUNGAN YIELD BIODIESEL

55

Yield =

massa biodiesel praktik x kemurnian
x100%
massa bahan baku
1,97 gr x 0,70
x100%
Yield =
2 gr
Yield = 68,95%

Untuk data lainnya mengikuti contoh perhitungan di atas

L3.6 PERHITUNGAN PERSEN HIDROLISA CPO
BM Trigliserida CPO = 855,03 gr/mol = 855,03 mg/mmol
Berat 2 ml CPO

= 1,85 gram = 1850 mg

Volume NaOH terpakai = 1,32 ml
Molaritas NaOH

= 0,05 M

Mol Trigliserida dalam 2 ml CPO =

Berat 2 ml CPO
BM Trigliserida CPO

=

[38]

1850
855,03

= 2,16 mmol
Mol FFA (teoritis)

= 3 x mol Trigliserida CPO
= 3 x 2,16 mmol
= 6,48 mmol

Mol FFA (praktek)

= mol NaOH
= Molaritas NaOH x Volume NaOH terpakai
= 0,05 x 1,32
= 0,066 mmol

Persen Hidrolisa

=
=

Mol FFA (Praktek)
Mol FFA (Teoritis)
0,066
6,48

×100 %

×100 %

= 1,01 %
Untuk data yang lainnya sama dengan perhitungan di atas.

56

LAMPIRAN 4
DOKUMENTASI PENELITIAN
L4.1 PROSES DEGUMMING CPO

Gambar L4.1 Proses Degumming CPO

L4.2 PROSESTRANSESTERIFIKASI

57

Gambar L4.2 Proses Transesterifikasi
L4.3 HASILTRANSESTERIFIKASI

Gambar L4.3 Hasil Transesterifikasi
L4.4PENYARINGAN ENZIM

58

Gambar L4.4 Penyaringan Enzim

L4.5PRODUK AKHIR BIODIESEL

(a)

(b)

Gambar L4.5 (a) Biodiesel yang Dihasilkan, (b) Penyimpanan Biodiesel dalam Botol
L4.6 ANALISIS AKTIVITAS ENZIM

59

(a)

(b)

(c)
(d)
Gambar L4.6 (a) Lipozyme Sebelum Dipakai, (b) Lipozyme Setelah Dipakai, (c)
Analisis Aktivitas Enzim, (d) Penyimpanan Lipozyme dalam Botol
L4.7ANALISIS DENSITAS

Gambar L4.7 Analisis Densitas

L4.8ANALISIS VISKOSITAS

60

Gambar L4.8 Analisis Viskositas

LAMPIRAN 5
HASIL ANALISISBAHAN BAKU CPO DAN BIODIESEL

61

L5.1 HASIL ANALISISKOMPOSISI ASAM LEMAK CPO

Gambar L5.1 Kromatogram Standar GC-MS CPO (Crude Palm Oil)

62

Gambar L5.2 Hasil Analisis Kromatogram GC-MS Asam Lemak CPO (Crude Palm
Oil)

L5.2 HASIL ANALISISBIODIESEL

63

Gambar L5.3 Kromatogram Standar GC Campuran Biodiesel

64

Gambar L5.4 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 1 Pengulangan I

Gambar L5.5 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 1 Pengulangan II

65

Gambar L5.6 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 1 Pengulangan III

Gambar L5.7 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 1 Pengulangan IV

66

Gambar L5.8 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 2 Pengulangan I

Gambar L5.9 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 2 Pengulangan II

67

Gambar L5.10 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 2 Pengulangan III

Gambar L5.11 Hasil Analisis Kromatogram GC Biodiesel Run 2 Pengulangan IV

68

4.

Disarankan dilakukan pemurnian terlebih dahulu terhadap biodiesel sebelum
dilakukan analisa viskositas, densitas dan kandungan metil ester.

DAFTAR PUSTAKA
[1] Xu Y, Du, W. & Liu, D. “Study on the kinetics of enzymatic interesterification
of triglycerides for biodiesel production with methyl acetate as the acyl acceptor”.
Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, Vol. 32, No. 5-6, 2005 : Hal 241-245.
[2] Hermansyah, Heri., Marno, S., Arbianti, R., Utami, T.S.,& Wijanarko, A,
“Interesterifikasi Minyak Kelapa Sawit dengan Metil Asetat untuk Sintesis Biodiesel
menggunakan Candida Rugosa Lipase Terimobilisasi,” JTKI Aptekindo, 8(1) 2009 :
hal. 24 – 32.
[3] Ruzich NI and Bassi AS.“Proposed kinetic mechanism of biodieselproduction
through lipase catalysed interesterification with amethyl
acetate acyl acceptor
and ionic liquid [BMIM][PF6] cosolvent”.Canadian J Chem Eng Vol. 89, 2011 :
Hal. 3]166–170.
[4] Ha SH, Lan MN and Koo Y-M.“Continuous production and in situseparation of
fatty acid ester in ionic liquids”.Enzyme MicrobiolTechnol Vol. 47, 2007 : Hal.6-10.
[5] Sunitha S, Kanjilal S, Reddy PS and Prasad RBN.“Ionic liquids as a reaction
medium for lipase-catalyzed methanolysis of sunfloweroil”.Biotechnol LettVol. 29,
2007 : Hal. 1881–1885.
[6] Yang Z, Zhang K-P, Huang Y and Wang Z. “Both hydrolytic and
transesterification activities of Penicillium expansum lipase aresignificantly
enhanced in ionic liquid [BMIm][PF6]”. J Mol Catal B:Enzyme Vol. 63, 2010 : Hal
:23–30.
[7] Zhao H, Baker GA and Holmes S.“New eutectic ionic liquids for lipaseactivation
and enzymatic preparation of biodiesel”. Org BiomolChem Vol. 9, Hal.
1908–1916, 2012.
[8] Marchetti, J. M., Miguel, V. U., Errazu, A. F. “Possible methods for biodiesel
production”.Renewable & Sustainable Energy Reviews, Vol. 11,No. 6,
Hal:
1300-1311, 2007.
[9] Lozano P, Bernal JM, Piamtongkam R, Fetzer D and Vaultier M. “Onephaseionic
liquid reaction medium for biocatalytic production ofbiodiesel”.
ChemSusChem Vol. 3, Hal :1359–1363, 2010.
[10] Maulana, Mirza Akbar, “Pemanfaatan Whole Cell Candida Rugosa sebagai
Biokatalis untuk Sintesis Biodiesel Melalui Rute Non Alkohol”. Skripsi.Universitas
Indonesia.Depok. 2012.

44

[11] Muchtadi, “Karakterisasi Komponen Intrinsik Utama Buah Sawit
(Elaisguineensis)
dalam Rangka Optimalisasi Proses Ekstraksi Minyak dan
Pemanfaatan Provitamin A”. Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, 1992.
[12] Kurniasih, Eka, “Produksi Biodiesel dari Crude Palm Oil melalui Reaksi Dua
Tahap”. Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe, 2012.
[13] Basiron, Y, “Baileys Industrial Oil and Fat Products”. Hoboken John Wiley &
Sons, Inc. Edisi ke-6, Vol. 2, 2005.
[14] Ayustaningwarno, Fitriyono, “Proses Pengolahan dan Aplikasi Minyak Sawit
Merah pada Industri Pangan”. Program Studi Ilmu Gizi, Fakultas Kedokteran,
Universitas Diponegoro. Vol. 2, Hal: 1-11, 2012.
[15] Suhara, Pengantar tentang Enzim, Jurusan Pendidikan Biologi, Universitas
Pendidikan Indonesia, Bandung, 2010.
[16] Dupont, J., Suarez, P. A. Z., Meneghetti, M. R.,Meneghetti, S. M. P., “Catalytic
production ofbiodiesel and diesel-like hydrocarbons fromtriglycerides”. Energy &
Environmental Science, No. 2, Hal: 1258-1265, 2009.
[17] Liang, X., Gong, G., Wu, H., Yang, J. “Highlyefficient procedure for the
synthesis of biodieselfrom soybean oil using chloroaluminate ionic liquid as
catalyst”. Fuel, Vol. 88, No. 4, Hal: 613-616, 2009.
[18] Gamba, M., Lapis, A. A. M., Dupont, J. “Supportedionic liquid enzymatic
catalysis for theproduction of biodiesel”. Advanced Synthesis &
Catalysis,
Vol.
350, No. 1, Hal: 160-164,2008
[19] Al-Juhair, Sulaiman., Fan, Wei, Ling., Lim Song Jun, “Proposed Kinetic
Mechanism of the Production of Biodiesel from Palm Oil Using Lipase”. Process
Biochemistry, Vol. 42, Hal: 951-960, 2007.
[20] Kumar, Santhosh. “Enzymatic Transesterification of Waste Animal Fats for
Production of Biodiesel”, Dalhousie University Halifax, Nova Scotia July, Hal: 128130, 2013.
[21] Andreani, L., Rocha, J.D, “Use of Ionic Liquids in Biodiesel Production”.
Brazilian Journal of Chemical Engineering, Vol. 29, No. 01, Hal: 1-13, 2012.
[22] Tavares, Ana P.M. Oscar, Rodriguez and Eugenia A. Macedo. “New
Generations of Ionic Liquids Applied to EnzymaticBiocatalysis”. INTECH Chapter
20, Hal: 538-556, 2013.
[23] Nordwald, , Erik M., Joel L. Kaar. “Stabilization of Enzymes in Ionic Liquids
Via Modification of Enzyme Charge”. Biotechnology and Bioengineering, Vol 30.
No 30, 2013.

45

[24] Parthu, Republik Daudi, “Sintesis Biodiesel Rute Non Alkohol dari Minyak
Goreng dengan Biokatalis Terimobilisasi Entrapment pada Reaktor Batch dan
Reaktor Packed Bed”. Skripsi.Universitas Indonesia.Depok. 2012.
[25] McCormick, Robert L., Teresa Alleman, Aaron Williams, Yoshio Coy, Andrew
Hudgins, and Wendy Dafoe. “Status and Issues for Biodiesel in the United
States”.National Renewable Energy Laboratory. 2009.
[26] News. “UA Researchers Create Biodiesel Fuel from Chicken Fat”. University of
Arkansas.2005.
[27] Ma, F. and Hanna, M. A.“Biodiesel production: areview”. Bioresource
Technology, Vol. 70, No. 1, Hal: 1-15, 1999.
[28] Du, W., Xu, Y., Liu D., & Zeng, J (2004). “Comparative Study on LipaseCatalyzed Transformation of Soybean Oil for Biodiesel Production with Different
Acyl Acceptors”.Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, Vol. 30, No. 3-4,
Hal: 125-129.
[29] Diego Teresa et al. “A Recyclable Enzymatic Biodiesel Production Process in
Ionic Liquids”. Journal Bioresource Technology. No 102. 2011 Hal 6336-6339.
[30] Muhammad Nawshad et al. “An Overview of the Role of Ionic Liquids in
Biodiesel Reactions. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. No 10. 2012.
[31] Baidawi, A., Latif, I., Rachmania, O, “Transesterifikasi Dengan Co-Solvent
Sebagai Salah Satu Alternatif Peningkatan Yield Metil Ester Pada Pembuatan
Biodiesel Dari Crude Palm Oil (CPO),”Jurnal Institut Teknologi Sepuluh November.
Surabaya.2009.
[32] Charlie Van Doorslaer, A Joos Wahlen, Pascal Martens, Koen Binnemansb and
Dirk De Vos, “Immobilization of Moleculer Catalysts in Supported Ionic Liquid
Phases”. The Royal Society of Chemistry, Vol. 39, Hal: 8377-8390, 2010.
[33] Wheler, Christy, “Ionic Liquids as Catalytic Green Solvents for Nucleophilic
Displacement Reactions”. School of Chemical Engineering, Georgia Institute of
Technology Atlanta, The Royal Society of Chemistry, Hal: 887-888, 2001.
[34] “Analisa Sederhana Program Biodiesel dari CPO”, Kompas, 1 Juli 2014.
[35] Satriana dan Muhammad D. Supardan, Kinetic Study of Esterification of Free
Acid in Low Grade Crude Palm Oil Using Sulfuric Acid, AJChe, 8(1), 2008: hal. 1-8.
[36] Prateepchaikul, G., Allen, M.L., Leevijit, T. dan Thaveesinsopha, K., Methyl
Ester Production from High Free Fatty Acid Mixed Crude Palm Oil, Songklanakarin
J. Sci. Technol., 29(6), 2007: hal 1551-1561.

46

[37] Alkabbashi, A.N., Alam, Md. Z., Mirghani, M.E.S., Al-Fusaiel, A.M.A.,
Biodiesel Production from Crude Palm Oil by Transesterification Process, Journal of
Applied Science 9 (17), 2009: hal 3166-3170.
[38] Minovska,Vilma., Eleonora Winkelhausen, Slobodanka Kuzmanova. “Lipase
Immobilized by Different Techniques on Various Support Materials Applied in Oil
Hydrolysis”.Journal Serb Chemical Soc (JSCS), Vol. 70 (4), 2005.Hal : 609-624.
[39] Haryono, Muhammad Ali, Wahyuni, “Proses Pemucatan Minyak Sawit Mentah
dengan Arang Aktif”, Berkala Ilmiah Teknik Kimia, Vol. 1, No. 1, 2012.
[40] Manurung, Renita., Ricky Afrianto, Melina Widyawati, “Synthesis Biodiesel
from Palm Oil Through Interesterification Using Imobilized Lipase Enzym as
Catalyst The Effect of Amount of Biocatalyst, Mole Ratio of Reactan, Temperature
to Yield ”.International Journal of Science and Engineering, Vol. 7 (2), 2014.
[41] Arita, Susila., Meta Berlian Dara, Jaya Irawan, “Pembuatan Metil Ester Asam
Lemak dari CPO off Grade dengan Metode Esterifikasi-Transesterifikasi”, Jurnal
Teknik Kimia Universitas Sriwijaya, Vol. 15, No. 2, 2008.
[42] Meng Liu & Jailani Salihon, “Conversion of Palm Oil to Methyl and Ethyl Ester
using Crude Enzymes”, Biotechnology and Biomaterials, Vol. 1, 2011.
[43] Vasudevan, P. T. & M. Briggs, “Biodiesel production-current state of the art and
and challenges”, Journal of Industry Microbiology and Biotechnology, No. 35, 2008
: Hal 421-430.
[44] Fukuda, H., A. Kondo & H. Noda, “Biodiesel fuel Production by
Transesterification of Oils”. Journal of Bioscience and Bioengineering, No. 2001 :
Hal 405-416.
[45] Chen, J. W & W. T. Wu, “Regeneration of immobilized Candida antarctica
lipase for transesterification”. Journal of Bioscience and Bioengineering No. 95,
2003 : Hal 466-469.
[46] Royon, D., M. Daz, G. Ellenrieder and S. Locatelli, “Enzymatic production of
Biodiesel from cotton seed oil using t-butanol as a solvent”, Bioresource of
Technology, No. 98, 2007 : Hal 648-653.
[47] Ranganathan, S. V., S. L. Narasimhan and K. Muthukumar, “An overview of
enzymatic production of biodiesel”, Bioresource of Technology, No. 99, 2008 : Hal
3975-3981.
[48] Raharja, Sapta.,Prayoga Suryadarma, Melina Widyawati, “Hidrolisis Enzimatik
Minyak Ikan untuk Produksi Asam Lemak Omega-3 Menggunakan Lipase dari
Aspergillus Niger”.Jurnal Teknologi dan Industri Pangan, Vol. 22 (1), 2011.

47

[49] Yilmaz, E., & Sezgin, M., “Immobilization of Candida rugosa Lipase on Glass
Beads for Enantioselective Hydrolysis of Racemic Naproxen Methyl Ester”,
Bioresource Technology, Vol. 102, No, 2, Hal 499-506. 2011.

[50]Badan

Standarisasi

Nasional,

Standar

Nasional

Indonesia,

www.bsn.com, SNI : 7182:2012, 2012, diakses pada 28 Juli 2012.
[51] Dube´ M.A., Tremblay A.Y., dan Cao P, “A Novel Membrane Reactor for the
Continuous Production ofBiodiesel”, Departement of Chemical Engineering,
University of Ottawa, Canada, 2006.
[52] Cao P., Dube´ M.A., dan Tremblay A.Y, “Methanol recycling in the production
of biodiesel in a membranereactor”, Fuel, 87, 2008, hal. 825–833.
[53] Sari, Ariza Budi Tanjung. “Proses Pembuatan Biodiesel Minyak Jarak Pagar
dengan Transesterifikasi Satu dan Dua Tahap”, Departemen Teknologi Industri
Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Skripsi 2007.
[54] Sukarno, “Aplikasi Adsorben dalam Proses Pemurnian Biodiesel Jarak
Menggunakan Metode Kolom”. Institut Pertanian Bogor, Skripsi 2012.

48

BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
2.1

LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
Penelitian dilakukan di Laboratorium Penelitian, Departemen Teknik Kimia,

Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.Penelitian ini dilakukan selama
lebih kurang 6 bulan.

2.2

BAHAN DAN PERALATAN

3.2.1 BahanPenelitian
Pada penelitian ini bahan yang digunakan antara lain:
1. Degummed Palm Oil (DPO)
2. Metanol
3. Lipozyme
4. Aquadest (H2O)
5. Natrium Hidroksida (NaOH)
6. Etanol(C2H5OH)
7. Phenolftalein (C20H14O4)
8. Poly Vinil Alcohol Teknis
9. ([BMIM][PF6])

3.2.2 PeralatanPenelitian
Pada penelitian ini peralatan yang digunakan antara lain:
1. Erlenmeyer
2. Shaker
3. Magnetic stirrer
4. Pemanas
5. Hot Plate
6. CorongPemisah
7. Beaker Glass
8. GelasUkur
22

9. Neraca Digital
10. BatangPengaduk
11. Termometer
12. CorongGelas
13. PipetTetes
14. StatifdanKlem
15. Stopwatch
16. Piknometer
17. Viskosimeter Ostwald
18. KaretPenghisap
19. Buret

2.3

RANCANGAN PERCOBAAN
Penelitian ini dilakukan dengan mengulangi sebanyak 4 kali variabel acak

dalam rancangan percobaan Aira. Adapun kombinasi perlakuan penelitian dapat
dilihat pada tabel 3.1 berikut:
Tabel 3.1 Rancangan Percobaan Penelitian

Variasi Run

Suhu
(oC)

TanpaCairanIo
nik

KondisiReaksi
Rasio Molar
DPO :
JumlahBiokat
CairanIonik
alis (b/b)
-

45
DenganCairanI
onik

30
1:1,5

23

JumlahPemak
aian
1
2
3
4
1
2
3
4

2.4

PROSEDUR PENELITIAN

3.4.1 ProsedurDegumming CPO
Proses degumming ini dilakukan dengan mengadopsi prosedur yang
dilakukan olehSatrianadan Muhammad [35], Prateepchaikul dkk [36] dan Alkabbashi
dkk [37] yaitu:
1. CPO sebanyak 300 gram dimasukkan kedalam erlenmeyer dan dipanaskan
dalam hot plate dimana temperatur air dan minyak dijaga konstan pada 60
o

C.

2. Asamfosfat(H3PO4)

sebanyak0,6

%

(b/b)

CPO

ditambahkankedalamerlenmeyer
3. Campuran diaduk homogen pada kecepatan 400 rpm selama 15 menit
hingga kandungan CPO itu terlihat semi-transparan, cokelat gelap.
4. Campuranhasilreaksidisaringdengankertassaring.

3.4.2ProsedurUtamaSintesis Biodiesel denganReaksiTransesterifikasi
1. Degummed

Palm

Oil

(DPO),

methanoldancairanionik

denganrasiomoltertentudimasukkankedalamerlenmeyer.
2. Lipozymesebanyakjumlahtertentudariberat

total

DPO

danmethanoldimasukkankedalamcampuran.
3. Campurandipanaskandenganpemanashinggamencapaisuhureaksitertentuke
mudiandihomogenkancampuranmenggunakanshakerdengankecepatan150
rpmselama6jam.
4. Pemanasdanshakerdimatikankemudiancampurandibiarkansampaiterbentuk
3 lapisan
5. Lapisanatas yang merupakan metal ester dipisahkandaricampuran
6. Lapisanbawahdigunakankembaliuntukpengulanganselanjutnya.
7. Dianalisis metal ester yang dihasilkan.

24

3.4.3 ProsedurAnalisis
3.4.3.1 AnalisisAktivitasEnzimLipasedenganMetodeHidrolisis
Analisisa aktivitas enzim lipase dengan metode hidrolisis yang dilakukan
oleh Minosvka [38] yaitu :
1.

2 ml Degummed Palm Oil (DPO) dan 15 ml aquadestditambahkan ke dalam
erlenmeyer.

2.

PVA

teknis

(Poly

Vinil

Alcohol)

sebanyak

0,3

gram

dimasukkan

kedalamcampuran.
3.

Lipozyme dimasukkan ke dalam campuran dengan konsentrasi 10% dari berat
total DPO dan aquadest.

4.

Reaksi hidrolisis ini dilangsungkan selama 1 jam pada suhu 33 °C.

5.

Setelah tercapai waktu reaksi, sampel sebanyak 2 ml diambil untuk dititrasi
menggunakan NaOH 0,05 M.

6.

Kemudian nilai FFA yang terbentuk dari hasil reaksi hidrolisis dihitung untuk
menyatakan aktivitas lipase.

3.4.3.2 Analisis Kadar Free Fatty Acid (FFA) Bahan Baku DPOdenganMetode
TesAOCS Official MethodCa 5a-40
Untuk Analisis kadar FFA bahan baku DPO sesuai dengan AOCS Official
MethodCa 5a-40 dengan prosedur sebagai berikut
1. Bahan baku DPO sebanyak 7,05 ± 0,05 gram dimasukkan ke dalam erlenmeyer.
2. Ditambahkan etanol 95% sebanyak 75 ml.
3. Campuran dikocok kuat dan dilakukan titrasi dengan NaOH 0,25 N dengan
indikator

fenolftalein

3-5

tetes.

Titikakhirtercapaijikawarnalarutanberwarnamerahrosa dan warna ini bertahan
selama 10 detik.
Kadar FFA=

T x V x BM
beratsampel x 10

Dimana: T = normalitaslarutanNaOH
V = volumlarutanNaOHterpakai
M = beratmolekul FFA

25

3.4.3.3

AnalisisKomponenAsamLemakDalamTrigliseridaBahan Baku DPO
dan Biodiesel yang dihasilkanmenggunakan GCMS
Komposisi bahan baku DPO serta biodiesel yang dihasilkanakan di Analisis

menggunakan instrumen GCMS pada Laboratorium Pusat Penelitian Kelapa Sawit
(PPKS) untuk mengetahui komponen asam lemak dalam trigliserida seperti asam
oleat, asam palmitat, dan asam stearat.

3.4.3.4 AnalisisViskositas Biodiesel yang dihasilkandenganMetodeTes ASTM
D 445
Viskositasadalahukuranhambatancairanuntukmengalirsecaragravitasi,
untukalirangravitasidibawahtekananhidrostatis,
tekanancairansebandingdengankerapatancairan.Satuanviskositasdalamcgsadalah cm2
per

detik

(Stokes).Satuan

St).Lebihseringdigunakan

SI

centistokes

m2

untukviskositas
(cSt)

(1cSt

per

=10-2

UntukAnalisisviskositasmenggunakanmetodetes

St

detik
=

1

(104
mm2/s).

ASTM

D-

445.Untukpengukuranviskositasinimenggunakanperalatanutamayaituviskosimeter
Ostwald

tube

tipekapiler,viscosimeter

holderdan

bath

pemanaspada

37,8oC.Termometer yangdigunakandenganketelitian0,02oC danmenggunakan stop
watch denganketelitian 0,2detik

3.4.3.5 Analisis Densitas Biodiesel yang dihasilkan dengan Metode Tes OECD
109
UntukAnalisisdensitasmenggunakanmetodetesOECD
109.Untukpengukurandensitasinimenggunakanperalatanutamayaitupiknometer.Perbe
daanberatantarapiknometerkosongdanpenuhdihitungpadasuhu 40oC.

26

3.5

FLOWCHART PENELITIAN

3.5.1

Flowchart ProsedurDegumming CPO

Mulai
300gram CPO dimasukkan ke dalam erlenmeyer lalu ditambah asam fosfat
(H3PO4) 0,6 % b/b dari berat CPO

Dipanaskan dalam hot plate pada
temperatur konstan 60 oC

Diaduk dan dihomogenkan pada kecepatan 400 rpm selama 15 menit hingga
terlihat semi-tansparan atau cokelat gelap

Kemudiandisaringdandiambilcpohasildegumming

Selesai

Gambar 3.1 Flowchart ProsedurDegumming CPO

27

3.5.2

Flowchart ProsedurSintesis Biodiesel denganReaksiTransesterifikasi
Mulai

DPO,metanoldanionic
liquiddimasukkandenganrasiomoltertentukedalamerlenme

Lipozymedenganjumlahtertentudariberat total DPO
danmetanoldimasukkankedalamcampuran

Campurandipanaskandenganpemanashinggamencapaisuh
ureaksitertentu
Campurandihomogenkanmenggunakanshakerdengankecepatan150
rpm selama6 jam
Pemanasdan shakerdimatikan
Campurandibiarkanhinggaterbentuk3la
pisan
Diambillapisanatasyang merupakanmetil ester
kemudiandipisahkandaricampuran

Lapisanbawahdigunakankembaliuntukpeng
ulanganselanjutnya

Dianalisis biodiesel
yang dihasilkan

Gambar 3.2 Flowchart Sintesis Biodiesel denganReaksiTransesterifikasi

28

3.5.3Flowchart AnalisisAktivitasEnzim Lipase denganMetodeHidrolisis

Mulai

2ml Degummed Palm Oil (DPO) dan 15 ml
aquadestditambahkankedalamerlenmeyer.

PVA teknis (Poly Vinil Alcohol) sebanyak 0,3 gram
dimasukkankedalamcampuran.

Lipozymedimasukkankedalamcampurandengankons
entrasi 10% dariberat total DPO danaquadest

Reaksihidrolisisinidilangsungkanselama 1 jampadasuhu 33 °C

Sampelsebanyak 2 ml
diambiluntukdititrasimenggunakanNaOH 0,05
Nilai FFA kemudiandihitung

Selesai
Gambar 3.3Flowchart AnalisisAktivitasEnzim Lipase denganMetodeHidrolisis

29

3.5.4

Flowchart Analisis Kadar Free Fatty Acid (FFA) Bahan Baku DPO
denganMetodeTesAOCS Official MethodCa 5a-40

Mulai

BahanbakuDPO sebanyak7,05 ± 0,05 gram
dimasukkankedalamerlenmeyer.

Ditambahkanetanol 95% sebanyak 75 ml
Campurandikocokkuatkemudianditambahkan
indikatorfenolftalein 3-5 tetes

CampurandititrasidenganNaOH 0,25 N
Tidak
Apakahlarutanberwarname
rahrosa?
Ya
Kadar FFA dihitung

Selesai
Gambar 3.4 Flowchart Analisis Kadar Free Fatty Acid (FFA) Bahan Baku DPO

30

3.5.5

Flowchart AnalisisViskositas Biodiesel yang DihasilkandenganMetode
Tes ASTM D 445
Mulai
Viskosimeterdikalibrasidengan air untukmenentukankonstantaviskosimeter
Sampelberupa biodiesel dimasukkansebanyak 5 ml kedalamviskosimeter
Sampeldihisapdengankaretpenghisaphinggamelewat
ibatasatasviskosimeter
Sampeldibiarkanmengalirkebawahsampaibatas
bawahviskosimeter
Waktualirsampeldicatatdaribatasatashinggabatasbawah
Pengukurandilakukansebanyak 3 kali
Viskositassampeldihitung

Selesai
Gambar 3.5 Flowchart AnalisisViskositas Biodiesel yang Dihasilkan
3.5.6

Flowchart AnalisisDensitas Biodiesel yang DihasilkandenganMetode
Tes OECD 109
Mulai
Piknometerdikalibrasidengan air untukmengetahui volume piknometer
Piknometerdiisidenganhasilsintesis biodiesel
Massanyaditimbang
Densitassampelpercobaandihitung
Selesai
31

Gambar 3.6Flowchart AnalisisViskositas Biodiesel yang Dihasilkan

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1

ANALISIS BAHAN BAKU CPO (CRUDE PALM OIL)
Pada penelitian ini bahan baku yang digunakan yaitu CPO (Crude Palm Oil).

CPO (crude palm oil) merupakan minyak kasaryang diperoleh dengan cara ekstraksi
daging buahsawit dan biasanya masih mengandung kotoranterlarut dan tidak terlarut
dalam minyak. Pengotoryang dikenal dengan sebutan gum atau getah ini terdiridari
fosfatida, protein, hidrokarbon, karbohidrat, air, logam berat dan resin), asam lemak
bebas (FFA),tokoferol, pigmen dan senyawa lainnya (Ristianingsih).CPO juga
merupakan bahan baku yang potensial untuk energi terbarukan, khususnya biodiesel
dengan menghilangkan gumyang mampu menyumbat pori-pori dan sisi aktif enzim
sehingga mengurangi kinerja dari enzim lipase sendiri.
Berikut adalah perbandingan ALB pada CPO dengan menganalisis kadar
FFA sebelum dan setelah proses degumming seperti yang terlihat pada gambar 4.1
6
Sebelum Degumming
Setelah Degumming

Kadar FFA (%)

5
4
3
2
1
0

Sebelum Degumming Setelah Degumming

Gambar 4.1 Analisis Kadar FFA terhadap CPO Sebelum dan Sesudah
Degumming
Berdasarkan gambar 4.1, diperolehpenurunan kadar FFA setelah degumming
sebesar 35,37%. Menurut Haryono dkk [39] proses degumming dilakukan agar gum
atau getahdapat diminimalkan terdapat di dalam CPO. Karenapada dasarnyagum
merupakan senyawa organik berupa phospolipid atau phospatida, maka pada
penelitian inikadar gum diukur berdasarkan kadar fosfornya.Bedasarkan hasil
32

analisis, dengan penambahan 0,6 % (b/b) asam posfat (H3PO4) 85% telah terjadi
penurunan kadar fosfor sebelum diperlakuan (CPO) mengalami penurunan yaitudari
28,8 ppm menjadi 6,87-17,87 ppmsetelah perlakuan[39]. Penurunan kadar FFA ini
berarti juga meningkatkan kinerja enzim karena berkurangnya kadar dan jumlah zat
pengotor berupa getah (gum) yang berpotensi menghambat pori-pori dan sisi aktif
enzim. Manurung, dkk., 2014 telah melakukan penelitian sebelumnya menggunakan
bahan baku CPO tanpa degumming dan metil asetat sebagai akseptor asil diperoleh
yield biodiesel sebesar 16,05 %, dimana perolehan yield ini jauh lebih kecil
dibandingkan dengan menggunakan bahan baku CPO yang telah di-degumming [40].
Perolehan yield yang lebih kecil ini disebabkan masih banyak pengotor berupa getah
pada CPO sebelum degummingyang menghambat kerja lipase pada reaksi sintesis
biodiesel. Berdasarkan hal tersebut maka proses degumming sebaiknya dilakukan
sebagai pretreatment dalam penggunaan CPO sebagai bahan baku biodiesel secara
enzimatis.
Selanjutnya, minyak sawit (CPO) ini dianalisis dengan menggunakan GC (Gas
Chromatography) untuk mengetahui komposisi asam-asam lemak yang terkandung
didalamnya dan untuk menghitung berat molekul CPO (dalam bentuk trigliserida).
Berikut merupakan komposisi asam lemak hasil analisis GC dari CPO yang
ditunjukkan pada gambar 4.2

Gambar 4.2 Kromatogram Hasil Analisis GC Komposisi Asam Lemak CPO

33

Dari hasil analisis pada gambar 4.2, maka diperoleh komposisi asam lemak
CPO yang dapat dilihat pada tabel 4.1
Tabel 4.1 Komposisi Asam Lemak dari CPO (Crude Palm Oil)
No. Puncak
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Retention Time
(menit)
13,336
16,301
18,952
19,255
21,218
21,545
22,043
22,749
23,418
23,783

Komponen Penyusun
Asam Laurat (C12:0)
Asam Miristat (C14:0)
Asam Palmitat (C16:0)
Asam Palmitoleat (C16:1)
Asam Stearat (C18:0)
Asam Oleat (C18:1)
Asam Linoleat (C18:2)
Asam Linolenat (C18:3)
Asam Arakidat (C20:0)
Asam Eikosenoat (C20:1)

Komposisi
% (b/b)
0,05
0,51
35,03
0,24
3,64
50,03
9,77
0,31
0,32
0,11

Berdasarkan data komposisi asam lemak dari CPO maka dapat ditentukan
bahwa berat molekul CPO (dalam bentuk trigliserida) adalah 855,03707 gr/mol
sedangkan berat molekul FFA CPO adalah 272,298078 gr/mol. Selanjutnya,
berdasarkan hasil analisis GC, komponen asam lemak yang dominan pada sampel
CPO adalah pada puncak 6 yaitu asam lemak tidak jenuh berupa asam oleat sebesar
50,0330% (b/b) dan pada puncak 3 yaitu asam lemak jenuh berupa asam palmitat
sebesar 35,0279% (b/b). Komponen trigliserida dapat dihidrolisis oleh lipase, karena
lipase bereaksi denganikatanesterasamkarboksilatuntuk menghidrolisislemakatau
minyak.Minyak sawit kasar mengandung trigliseridasebagai penyusun utama, dan
sebagian kecil komponen nontrigliserida.
Komposisi asam lemak jenuh dan tak jenuh pada CPO disajikan pada tabel
4.2 berikut.
Tabel 4.2 Komposisi Asam Lemak Jenuh dan Tak Jenuh pada CPO
Komposisi
Asam Lemak Jenuh
Asam Lemak Tak Jenuh

Persentasi (%)
39,2172
60,7827

Pada penelitian ini katalis menggunakan enzim lipase terimobilisasi

yang

menggunakan support dari resin penukar ion berpori (Lipozyme). Enzim lipase
merupakan jenis enzim yang dapat larut dalam air dan bekerja dengan mengkatalisis
hidrolisis ikatan ester dalam subtrat lipid yang tidak dapat larut didalam air [18].

34

Berdasarkan komposisi asam lemak jenuh dan tidak jenuh dalam CPO maka
dimungkinkan paling sedikit 39,2172% asam lemak akan terkonversi menjadi ester
dengan menggunakan Lipozyme. Tetapi karena asam lemak pada CPO yang lebih
dominan adalah asam lemak tak jenuh yaitu sekitar 60,7827 % penggunaan enzim
yang non spesifik seperti Novozym 435 memungkinkan akan memberikan hasil yang
lebih baik karena Lipozyme bekerja pada posisi spesifik sn1 dan sn3. Tetapi dari hasil
penelitian yang dilakukan diperoleh yield sebesar 79% dengan menggunakan
Lipozyme, sedangkan Manurung dkk (2014) memperoleh 68,14% menggunakan
Novozyme 435 [37]. Sehingga meskipun lypozimemerupakan enzim spesifik ternyata
pada penelitian ini memperoleh yield yang lebih besar dengan variabel waktu 15 jam,
suhu 45°C dan jumlah biokatalis 30%. Biodiesel terbentukmelalui reaksi antara
senyawa ester (CPO) dengansenyawa alkohol (metanol) sehingga terbentuksenyawa
ester baru [41].

4.2

PENGARUH IL[BMIM (PF6)]TERHADAP PEROLEHAN YIELD
Adapun pengaruh IL[BMIM (PF6)]terhadap perubahan yield diperlihatkan

pada gambar 4.3.
100

Pengulangan 1

90
80

Pengulangan 1

Yield (%)

70
60
50
40
30
20
10
0

Tanpa Cairan Ionik

Dengan Cairan ionik

Gambar 4.3 Pengaruh IL [BMIM (PF6)] terhadap Perolehan Yield
Pada gambar 4.3 dapat dilihat bahwa IL berpengaruh terhadap peningkatan
persen yield.IL BMIM termasuk kedalam golongan immidazolium yang memiliki
sifat katalitik, sehingga IL juga dapat mengkatalisa reaksi dan memungkinkan dapat
memperbaiki kemampuan katalitik dari enzim.Dilaporkan oleh (Zhou, 2011), selain

35

dapat mempertahankan aktifitas enzim, cairan ionik pada golongan immidazolium
memiliki kemampuan sifat katalitik yang mampu meningkatkan konversi [7].
Sehingga kemungkinan bahwa peningkatan yield disebabkan oleh BMIM
mengkatalisa reaksi bersama enzim disamping peranya sebagai solventatau dengan
peranya sebagai solvent dapat memperbaiki kinerja katalitik enzim. Berdasarkan
grafik hasil penelitian diatas dapat dilihat bahwa total persen perolehan yield tanpa
IL sebesar 63,56 % dan terjadi peningkatan sebesar 5,42 % pada penggunaan IL,
sehingga perolehan persen yield menjadi sebesar 68,89 %.
Pada saat fasa gliserol terbentuk, kehadiran IL membuat gliserol tertarik ke
fasa IL sehingga tidak menutup permukaan enzim dan menyebabkan aktifitas enzim
dapat dipertahankan.Jika tanpa IL, gliserol yang terbentuk dapat teradsorp kuat ke
permukaan enzim. Meng and Salihon (2011), menggunakan minyak sawit sebagai
bahan baku dan metanol sebagai akseptor asil dengan rasio molar 1:3 pada suhu
reaksi 40 oC selama 5 jam memperoleh yield biodiesel sebesar 22% [42]. Sedangkan
pada penelitian ini dengan waktu 6 jam dan suhu 45 oC diperoleh yield biodiesel
sebesar 63,56 %. Namun, setelah pemakaian IL dan variabel yang sama terjadi
peningkatan yield biodiesel menjadi 68,89 %.
Penerapan cairan ionik juga mampu menciptakan sistem katalitik yang dapat
digunakan dalam transesterifikasi minyak menjadi biodiesel.Vasudevan dan Briggs
(2008) menyatakan bahwa laju reaksi transesterifikasi meningkat dalam sistem
pelarut dibandingkan dengan sistem bebas pelarut [43].Cairan ionik yang digunakan
pada penelitian ini adalah [BMIM][PF6] atau 1-Butyl-3-Methylimidazolium
Hexafluorophosphatemerupakan suatu cairan ionik yang terdiri dari kation 1-Butyl3-Methylimidazolium dan anion PF6yang bersifat hidrofobik yang tidak mampu
bercampur dengan air [33].

36

4.3

PENGARUH IL[BMIM (PF6)] TERHADAP KINERJA ENZIM
Pada penelitian ini pemakaian ulang Lipozymesebanyak 4 kali baik tanpa IL

maupun dengan IL. Pengaruh IL terhadap kinerja enzim diperlihatkan pada gambar

Yield (%)

4.4.
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

Pengulangan 1
Pengulangan 2
Pengulangan 3
Pengulangan 4

Tanpa Cairan Ionik

Dengan Cairan Ionik

Jumlah Pemakaian Ulang

Gambar 4.4 Pengaruh Cairan Ionik terhadap Kinerja Enzim
Pada gambar 4.4 faktor penurunan yield dapat disebabkan oleh site active dan
sifat alami enzim, dimana sisi aktif enzim dipengaruhi oleh gliserol dan sifat alami
dipengaruhi oleh metanol yang mampu mendenaturasi enzim. Sifat lain dari katalis
enzim mampu mengkonversi seluruh asam lemak bebas didalam reaksi dengan
menghasilkan produk dari bahan baku minyak dan lemak [44]. Deaktivasi enzim
ditentukan oleh penurunan atom karbon dalam alkohol [45].
Pada penelitian ini aseptor asil yang digunakan adalah metanol. Metanol
umumnya lebih tepat untuk meningkatkan perpindahan dari reaksi kesetimbangan ke
arah produk dalam proses transesterifikasi, rasio stoikiometri antara alkohol dan
minyak adalah 3:1 [8]. Dalam mengatasi masalah aktifitas enzim yang dipengaruhi
oleh metanol, penggunaan pelarut cairan ionik dapat menjadi solusi untuk
menurunkan efek penghambatan dari metanol.Beberapa sifat dari cairan ionik yang
berkaitan dengan aktivitas dan stabilitas enzimadalah polaritas, kapasitas ikatan
hidrogen, viskositas dan hidrofobik [22].

37

Berdasarkan grafik hasil penelitian diatas dapat dilihat bahwa terjadi
penurunan kinerja enzim pada tiap pemakaian ulang dari perolehan yield baik
menggunakan IL maupun tanpa IL. Pada reaksi transesterifikasi pengulangan I
menggunakan IL diperoleh yield sebesar 68,98 % tanpa IL sebesar 63,56 %,
pengulangan II menggunakan IL diperoleh yield sebesar 65,22 % tanpa IL sebesar
57,11 %, pengulangan III menggunakan IL diperoleh yield sebesar 62,16 % tanpa IL
sebesar 44,62 %, pengulangan IV menggunakan IL diperoleh yiled sebesar 56,12 %
tanpa IL sebesar 26,56 %. Penurunan yield dapat disebabkan karena menurunya
aktifitas enzim dengan rata-rata penurunan yield dengan menggunakan IL sebesar
4,28 %, sedangkan tanpa IL penurunan yield sebesar 12,33 %. Hal ini disebabkan
cairan ionik mampu mempertahankan aktifitas kerja enzim sehingga penggunaan
cairan ionik berpengaruh terhadap kinerja biokatalis yang di ulang.
Pelarut juga dapat melarutkan gliserol oleh produk yang dapat mencegah
lapisan permukaan enzim dan efek penghambatan [46].Sistem pelarut memberikan
campuran homogen antara reaktan dan produk yang mengurangi penghambatan
enzim dan menstabilkan lipase dalam reaksi [47].Vasudevan dan Briggs (2008)
menyatakan bahwa laju reaksi transesterifikasi meningkat dalam sistem pelarut bila
dibandingkan dengan sistem bebas pelarut [43].

4.4

ANALISIS AKTIVITAS ENZIM LIPOZYME
Analisis aktivitas enzim lipase dengan metode hidrolisis yang dilakukan oleh

Minosvka [38].Pada penelitian ini digunakan persen hidrolisa minyak sawit (DPO)
sebagai parameter untuk mengetahui kinerja aktivitas enzim Lipozyme.diperlihatkan
pada gambar 4.5 berikut.

Persen Hidrolisa

1,6
1,4

Sebelum Pemakaian Ulang

1,2

Setelah Pemakaian Ulang IV

1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
Tanpa Cairan Ionik

Dengan Cairan Ionik

38

Gambar 4.5 Aktivitas Enzim Oleh Lipozyme Sebelum
Pemakaian dan Setelah Pemakaian Ulang IV
Gambar 4.5 terjadi Penurunan tingkat hidrolisis tersebut dikarenakan
rusaknya struktur tiga dimensi enzim sebab pada kondisi tersebut gugus OH- dari
lingkungan akan berikatan dengan ion H+ dari gugus COO- sisi aktif enzim
membentuk H2O. Hal tersebut mengakibatkan rusaknya ikatan antara atom hidrogen
dengan oksigen, akibatnya enzim kehilangan aktivitas katalitiknya.Penambahan air
dibutuhkan untuk mengaktifkan sisi katalitik dari enzim. Jumlah air yang sedikit
akan mengurangi kemungkinan kontak fisik antara enzim dengan air, sehingga
proses hidrolisis tidak berjalan optimal [48].
Berdasarkan grafik hasil penelitian di atas, diagram aktivitas enzim oleh
Lipozyme dilakukan pada sebelum dan setelah pemakaian ulang IV. Dapat dilihat
bahwa aktivitas enzim setelah pemakaian IV tanpa cairan ionik jauh menurun sebesar
0,34 % dibandingkan dengan cairan ionik yaitu sebesar 0,57 %.
Penurunan aktivitas enzim yang cukup signifikan setelah pemakaian IV ini
disebabkan oleh inhibitor sehingga tertutupnya pori - pori pada Lipozyme yang
berperan sebagai sisi aktif enzim.Adapun yang menjadi inhibitor berupa
terakumulasinya

minyak

sawit

yang

tidak

terkonversi

pada

pori-pori

Lipozyme.Akumulasi minyak sawit pada lipozyme berupa asam oleat.Hal ini didasari
oleh sifat asam oleat yang dapat teradsorp pada pori-pori enzim terimobilisasi [49].

4.5ANALISIS PRODUK BIODIESEL
Adapun persyaratan kualitas biodiesel menurut SNI dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel 4.3 Persyaratan Kualitas Biodiesel Menurut SNI [50]
No
1
2
14
15
16

Parameter
Densitas pada 40oC, kg/m3
Viskositas kinematik pada 40oC, cSt
Gliserol bebas, % massa
Gliserol total, % massa
Kadar ester metil, % massa

Standar
850 – 890
2,3 – 6,0
maks 0,02
maks 0,24
min 96,50

4.5.1 Analisis Kemurnian Metil Ester (%)
Hasil dari kemurnian sampel biodiesel yang telah dihasilkan pada penelitian
ini dengan kondisi terbaik dikarakterisasi untuk membandingkan komposisi biodiesel

39

dan sifat-sifat biodiesel yang sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI)
biodiesel untuk melihat apakah biodiesel yang diproduksi telah sesuai dengan syarat
SNI. Berdasarkan hasil analisa GC (Gas Chromatography) yang dilakukan di Pusat
Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Jl. Brigjen Katamso 51, Medan, kemurnian metil
ester yang terbaik sebesar 70,03 % pada kondisi suhu reaksi 45oC, jumlah katalis
Lipozyme 30 %, waktu reaksi 6 jam dan perbandingan rasio mol alkohol dengan
minyak 3:1. Hasil Analisis GC untuk setiap run ditunjukkan pada Lampiran 5.
Persentase kemurnian metil ester menggambarkan berapa banyak trigliserida
yang telah berhasil di ubah menjadi metil ester melalui reaksi transesterifikasi.Selain
itu faktor yang menyebabkan rendahnya hasil kemurnian yaitu adanya campuran
produk dengan alkohol berupa metanol, gliserol bebas dan trigliserida (TG) yang
masih banyak sehingga belum terkonversi menjadi metil ester. Gliserol merupakan
produk samping yang dihasilkan dari reaksi transesterifikasi, sehingga gliserol harus
dipisahkan dari metil ester agar kemurnian metil ester yang diperoleh cukup baik.
Pada penelitian ini tidak dilakukan purifikasi atau pemisahan terhadap produk,
sehingga rendahnya hasil kemurnian kemungkinan dapat dipengaruhi oleh gliserol
dan zat pengotor seperti trigliserida(TG), digliserida (DG), monogliserida (MG) dan
kehilangan reaktan [51].
Berdasarkan hasil penelitian perolehan kemurnian sebesar 70,03 %, dalam hal
ini kemurnian dapat ditingkatkan lagi dengan cara pemisahan produk seperti
menggunakan metode membran reaktor. Dimana biodiesel dilewatkan melalui pori
membran bersama dengan alkohol, gliserol dan katalis karena memiliki ukuran
molekul yang lebih kecil daripada pori membran. Hal ini memungkinan perolehan
kemurnian produk biodiesel dapat meningkat lebih tinggi sekalipun reaksi tidak
berlangsung sempurna.Sistem reaksi transesterifikasi merupakan sistem heterogen
karena terbentuk fasapolar (alkohol) dan nonpolar (trigliserida) yang saling tidak
larut.Pada operasi dengan menggunakanmembran reaktor pembentukan sistem dua
fasa tersebut merupakan hal yang penting untuk mencegah perpindahantrigliserida
(TG) dan reaktan yang tidak bereaksi ke arah aliran produk [52].
Berdasarkan hasil analisis diatas bahwa proses transesterifikasi ini memiliki
potensi sebagai biodiesel. Hanya saja harus dilakukan kembali perlakuan terhadap
biodiesel yang dihasilkan seperti proses purifikasi atau pemisahan produk.

40

4.5.2 Analisis Densitas
Densitas dapat menjadi parameter keberhasilan reaksi transesterifikasi.
Biodiesel dengan densitas lebih dari 0,900 g/cm3 pada 60 °F, kemungkinan
merupakan hasil dari reaksi yang tidak sempurna. Densitas biodiesel seharusnya
berkisar 0.860-0.900 g/cm3 [53].
Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, diperoleh densitas biodiesel
seperti yang telah disajikan pada tabel 4.4 berikut:
Tabel 4.4 Hasil Analisis Densitas Biodiesel
Jumlah
Rasio
Suhu
Densitas Biodiesel Standar SNI Suhu
Biokatalis Molar Percobaan
(gr/ml)
(kg/m3)
(oC)
(b/b)
Reaktan
(oC)
45
840-890
40
30 %
1:3
877
Densitas yang diperoleh dari penelitian telah sesuai Standar Nasional
Indonesia (SNI).Selanjutnya densitas yang diperoleh digunakan untuk perhitungan
viskositas kinematik biodiesel.

4.5.3 Analisis Viskositas Kinematik
Viskositas kinematik menjadi parameter utama dalam penentuan mutu metil
ester, karena memiliki pengaruh besar terhadap efektifitas metil ester sebagai bahan
bakar.Minyak nabati memiliki viskositas jauh di atas viskositas bahan bakar diesel,
inilah yang menjadi kendala penggunaan langsung minyak nabati sebagai bahan
bakar.Salah satu tujuan utamatransesterifikasi adalah menurunkan viskositas minyak
nabati sehingga memenuhi standar bahan bakar diesel [53].

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, viskositas yang dihasilkan
adalah seperti yang telah disajikan pada tabel 4.5 berikut:
Tabel 4.5 Hasil Analisis Viskositas Kinematik Biodiesel
Jumlah
Biokatalis
(b/b)

Rasio
Molar
Reaktan

Suhu
Percobaan
(oC)

41

Viskositas
Kinematik
(cSt)

Standar
SNI
(cSt)

Suhu
(oC)

30 %

1:3

45

3,559

2,3-6,0

40

Proses transesterifikasi bertujuan untuk menurunkan viskositas minyak,
sehingga mendekati nilai viskositas solar [54]. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
viskositas kinematik biodiesel menjadi meningkat seiring dengan penurunan
suhu.Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan diperoleh bahwa nilai
viskositas kinematik yang dihasilkan telah sesuai dengan teori.

42

BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN

Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian yang telah dilakukan adalah :
1.

Penggunaan IL dapat mempengaruhi peningkatan perolehan yield. Hal ini
disebabkan karena IL mampu mengkatalisa reaksi bersama enzim disamping
peranya sebagai solvent. Sehingga diperoleh total persen perolehan yield tanpa
IL sebesar 63,56 % dan terjadi peningkatan sebesar 5,42 % pada penggunaan IL,
sehingga perolehan persen yield menjadi sebesar 68,89 %.

2.

Penurunan yield dapat disebabkan karena menurunya aktifitas enzim dengan
rata-rata penurunan yield dengan menggunakan IL sebesar 4,28 %, sedangkan
tanpa IL penurunan yield sebesar 12,33 %.

3.

Diperolehpenurunan kadar FFA setelah degumming sebesar 35,37%.

4.

Berdasarkan hasil analisis GC, komponen asam lemak yang dominan pada
sampel CPO adalah pada puncak 6 yaitu asam lemak tidak jenuh berupa asam
oleat sebesar 50,0330% (b/b) dan pada puncak 3 yaitu asam lemak jenuh berupa
asam palmitat sebesar 35,0279% (b/b).

5.

Kandungan asam lemak jenuh CPO sebesar 39,2172% dan asam lemak tak jenuh
CPO sebesar 60,7827%.

5.2 SARAN
Adapun saran yang dapat diberikan adalah :
1.

Sebaiknya untuk penelitian berikutnya disarankan menggunakan biokatalis lain
yang lebih murah dan mudah didapat serta bekerja non-spesifik seperti Novozym
435.

2.

Penelitian berikutnya disarankan dapat menggunakan pelarut yang lebih murah
dan mudah didapat seperti choline chloride.

3.

Sebaiknya sampel yang diperoleh diuji flash point, kadar air dan pH.

43

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 MINYAK KELAPA SAWIT
Minyak kelapa sawit diperoleh dari pengolahan buah kelapa sawit (Elaeis
guinensis).Secara garis besar buah kelapa sawit terdiri dari serabut buah(pericarp)
dan inti (kernel).Serabut buah kelapa sawit terdiri dari tiga lapis yaitulapisan luar
atau kulit buah yang diseb but pericarp, lapisan sebelah dalam disebutmesocarp atau
pulp dan lapisan paling dalam disebut endocarp.Inti kelapa sawitterdiri dari lapisan
kulit biji (testa), endosperm dan embrio. Mesocarpmengandung kadar minyak ratarata sebanyak 56%, inti (kernel) mengandungminyak sebesar 44%, dan endocarp
tidak mengandung minyak. Minyak kelapasawit seperti umumnya minyak nabati
lainnya adalah merupakan senyawa yangtidak larut dalam air, sedangkan komponen
penyusunnya yang utama adalahtrigliserida dan nontrigliserida [10].
Hampir semua bagian pohon kelapa sawit dapat dimanfaatkan.Batang pohon
sawit dapat digunakan untuk pembuatan pulp, bahan kimia turunan, sumber energi,
papan partikel, dan juga bahan kontruksi.Buah kelapa sawit memiliki nilai ekonomis
yang tinggi, dapat diolah rnenjadi minyak sawit yang bermanfaat untuk bidang
pangan maupun non pangan.Bagian lainnya seperti sabut dan sludge, tandan kosong,
cangkang, rninyak inti sawit dan bungkilnya juga dapat dimanfaatkan. Buah sawit
umumnya memiliki panjang 2 hingga 5 cm dan berat 3 hingga 30 gram, berwarna
ungu hitam pada saat muda, kemudian menjadi berwama kuning merah pada saat tua
dan rnatang [11].
Biodiesel dari minyak sawit mentah (crude palm oil) merupakan harapan
baru untuk menjawab sebagian kebutuhan energi di tanah air.Mengingat bahwa
Indonesia tercatat sebagai negara produsen kelapa sawit terbesar kedua di dunia
setelah Malaysia. Produksi minyak kelapa sawit Indonesia saat ini mencapai 6,5 juta
ton per tahun dan diperkirakan pada tahun 2012 akan meningkat hingga 15 juta ton

5

per tahun karena pengembangan lahan. Tingginya biaya produksi biodiesel dari
minyak nabati lainnya justru menjadi keunggulan bagi pengembangan crude palm oil
(CPO) sebagai bahan bakar alternatif. Karena bila dibandingkan dengan jenis minyak
nabati lain sebagai penghasil bahan bakar alternatif, penggunaan CPO sebagai bahan
baku akan jauh lebih murah[12].

2.1.1 PENGOLAHAN BUAH SAWIT MENJADI CPO











Pengolahan buah sawit menjadi CPO dilakukan dalam beberapa tahap yaitu :
Penerimaan tandan buah segar
Perebusan
Perontokan
Pelumatan
Ekstraksi minyak
Klarifikasi.
CPO yang diekstrak secara komersial dari TBS walaupun dalamjumlah

kecilmengandung komponen dan pengotor yang tidak diinginkan.Komponen ini
termasuk serat mesokrap, kelembaban, bahan-bahan tidak larut, asam lemak bebas,
phospholipida, logam, produk oksidasi, dan bahan-bahan yang memiliki bau yang
kuat. Sehingga diperlukan proses pemumian sebelum digunakan[13].

Gambar 2.1 Crude Palm Oil[12].

Pemurnian CPO dapat dilakukan dengan dua metode yaitu pemurnian fisik
dan pemurnian kimiawi. Perbedaan utama duajenis pemurnianini ada pada cara
menghilangkan atau menurunkan asam lemak bebas. Akan tetapi kedua metode dapat
mi:mgliasilkanrefined bleached deodorizedpalm oil (RBDPO) yang memiliki
kualitas dan stabilitas yang diinginkan. Metode pemurnianyang pertama ada