45
LAMPIRAN A
DATA BAHAN BAKU
LA.1 KOMPOSISI ASAM LEMAK BAHAN BAKU ASAM LEMAK SAWIT DISTILAT (ALSD) HASIL ANALISIS GCMS
Tabel LA.1 Komposisi Asam Lemak Bahan Baku Asam Lemak Sawit Distilat Asam Lemak Komposisi
(%)
Berat Molekul (gr/mol)
% x BM (gr/mol)
Asam Laurat (C12:0) 0,3140 200,32 0,6290
Asam Miristat (C14:0) 1,2518 228,37 2,8587
Asam Palmitat (C16:0) 48,5401 256,42 124,4665 Asam Palmitoleinat (C16:1) 0,1492 254,41 0,3796
Asam Stearat (C18:0) 3,9187 284,48 11,1479
Asam Oleat (C18:1) 36,9306 282,46 104,3142
Asam Linoleat (C18:2) 8,2130 280,45 23,0334
Asam Linolenat (C18:3) 0,2427 278,43 0,6757
Asam Arakidat (C20:0) 0,3260 312,53 1,0188
Asam Eikosenoat (C20:1) 0,1140 310,51 0,3540
Jumlah 100 268,8779
46
LAMPIRAN B
DATA PENELITIAN
LB.1 DATA YIELD BIODIESEL
Tabel LB.1 Hasil Analisis Yield Biodiesel
Run
Level Kode Rasio Molar DMC/ALSD (mol/mol)
Suhu Reaksi
(oC)
Waktu Reaksi (jam) Jumlah Biokatalis (%-b) %Yield x1 x2 x3 x4
1 –1 –1 –1 –1 4,5:1 50 1,5 5 49,8784
2 1 –1 –1 –1 7,5:1 50 1,5 5 64,1937
3 –1 1 –1 –1 4,5:1 70 1,5 5 41,9893
4 1 1 –1 –1 7,5:1 70 1,5 5 62,0407
5 –1 –1 1 –1 4,5:1 50 2,5 5 59,1495
6 1 –1 1 –1 7,5:1 50 2,5 5 64,9283
7 –1 1 1 –1 4,5:1 70 2,5 5 44,9652
8 1 1 1 –1 7,5:1 70 2,5 5 79,3304
9 –1 –1 –1 1 4,5:1 50 1,5 15 54,6406
10 1 –1 –1 1 7,5:1 50 1,5 15 66,8529
11 –1 1 –1 1 4,5:1 70 1,5 15 50,2005
12 1 1 –1 1 7,5:1 70 1,5 15 63,2407
13 –1 –1 1 1 4,5:1 50 2,5 15 60,6113
14 1 –1 1 1 7,5:1 50 2,5 15 69,0934
15 –1 1 1 1 4,5:1 70 2,5 15 55,3147
16 1 1 1 1 7,5:1 70 2,5 15 64,1326
17 –2 0 0 0 3,0:1 60 2,0 10 38,1460
18 2 0 0 0 9,0:1 60 2,0 10 44,5511
19 0 –2 0 0 6,0:1 40 2,0 10 61,7335
20 0 2 0 0 6,0:1 80 2,0 10 63,7357
21 0 0 –2 0 6,0:1 60 1,0 10 75,1570
22 0 0 2 0 6,0:1 60 3,0 10 95,6071
23 0 0 0 –2 6,0:1 60 2,0 0 43,8898
24 0 0 0 2 6,0:1 60 2,0 20 49,8728
25 0 0 0 0 6,0:1 60 2,0 10 79,8159
26 0 0 0 0 6,0:1 60 2,0 10 81,8601
47 LB.2 DATA VALIDASI MODEL
Tabel LB.2 Nilai Observasi dan Nilai Prediksi Yield Biodiesel Run Nilai Observasi Nilai Prediksi
1 49,8784 49,1603
2 64,1937 59,8140
3 41,9893 42,7676
4 62,0407 62,2928
5 59,1495 57,5479
6 64,9283 67,6577
7 44,9652 53,1688
8 79,3304 72,1502
9 54,6406 58,6872
10 66,8529 61,3514
11 50,2005 50,1732
12 63,2407 61,7089
13 60,6114 63,0613
14 69,0934 65,1817
15 55,3147 56,5609
16 64,1326 67,5528
17 38,1460 30,7414
18 44,5511 52,3870
19 61,7335 64,9611
20 63,7357 60,9395
21 75,1570 78,4820
22 95,6071 92,7135
23 43,8898 44,6322
24 49,8728 49,5617
25 79,8159 79,7866
26 81,8601 79,7866
48
LAMPIRAN C
CONTOH PERHITUNGAN
LC.1 PERHITUNGAN KADAR FFA ASAM LEMAK SAWIT DISTILAT (ALSD)
Kadar asam lemak = x 100%
000 1 Sampel Massa M V N
Keterangan : N = Normalitas larutan NaOH (mol/l) V = Volume larutan NaOH terpakai (ml)
M = Berat molekul FFA PFAD (BM = 268,8779 gr/mol)
Normalitas larutan NaOH = 0,1 N
Volume larutan NaOH terpakai = 36,8 ml BM asam lemak = 268,8779 gr/mol Berat PFAD = 1 gram
Kadar asam lemak = x 100%
000 1 Sampel Massa M V N
= x 100%
000 1 1 268,8779 36,8 0,1 = 98,95%
LC.2 PERHITUNGAN KEBUTUHAN DIMETHYL CARBONATE (DMC)
C O
OH C
O
H3CO OCH3
+ C
O
OCH3
+ CH3OH + CO2
Gambar C.1 Reaksi Esterifikasi Enzimatik
Massa PFAD = 1 gr
PFAD : DMC = 1 : 6 (mol/mol) BM asam lemak = 268,8779 gr/mol Mol PFAD =
lemak asam BM
49 = gr/mol 268,8779 gr 1
= 3,7192 x 10-3 mol Mol DMC =
1
6 x (3,7192 x 10-3
) = 0,0223 mol Maka massa DMC = mol DMC x BM DMC
= 0,0223 mol x 90,08 gr/mol = 2,009 gram
Volume DMC = ρ m = gr/ml 1,07 gr 2,009
= 1,8776 ml
Untuk kebutuhan DMC yang lainnya sama dengan perhitungan di atas.
LC.3 PERHITUNGAN YIELD BIODIESEL
Yield = x Kemurnian Baku Bahan Massa Praktik Biodiesel Massa
= x 95,7484% gr
1 gr 0,8336
= 79,8159%
50
LAMPIRAN D
HASIL ANALISIS BIODIESEL
LD.1 HASIL ANALISIS BIODIESEL
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
LAMPIRAN E
DOKUMENTASI PENELITIAN
[image:33.595.230.395.179.333.2]LE.1 FOTO BAHAN BAKU PENELITIAN
[image:33.595.228.396.379.527.2]Gambar LE.1 Foto Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD)
Gambar LE.2 Foto Dimethyl Carbonate (DMC)
[image:33.595.229.396.579.726.2]78
[image:34.595.228.398.102.267.2]LE.2 FOTO PENGUJIAN KADAR ASAM LEMAK BEBAS
Gambar LE.4 Foto Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas
[image:34.595.220.393.318.489.2]LE.3 FOTO PROSES ESTERIFIKASI ENZIMATIS
Gambar LE.5 Foto Rangkaian Alat Esterifikasi (Carousel)
[image:34.595.229.397.533.688.2]79
[image:35.595.229.396.282.428.2]Gambar LE.7 Foto Pemisahan Hasil Esterifikasi dengan Syringe filter
Gambar LE.8 Foto Evaporasi Hasil Esterifikasi dengan Rotary Vacuum Evaporator
[image:35.595.228.396.498.649.2]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.
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.
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.
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.
42
[51] Li, Ying Xia., Yang, Jian Wei., Hui, Feng Li., Fan, Wei Wei dan Yang, Ying., Optimization of Biodiesel Production from Rice Bran Oil Via Immobilized Lipase Catalysis, African Journal of Biotechnology, Vol. 10, No.72, p. 16314-16324, 2011.
[52] Marchetti, J. M., Miguel, V. U. dan Errazu, A. F., Possible Methods for Biodiesel Production, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 11 (1300-1311), Elsevier, 2007.
[53] Gumbyte, Milda., Makareviciene, Violeta dan Sendzikiene, Egle., Esterification of By-Products of Biodiesel Fuel Production with Methanol and Technical Glycerol Using Biocatalysts, Environmental Research, Vol. 56, No. 2, p. 28-34, 2011.
[54] Li, Qin., Zheng, Jingjing dan Yan, Yunjun., Biodiesel Preparation Catalyzed by Compound-Lipase in Co-Solvent, Fuel Processing Technology, 91 (1229-1234), Elsevier, 2010.
[55] Seong, Pil-Je., Jeon, Byoung Wook., Lee, Myunggu., Cho, Dae Haeng., Kim, Duk-Ki., Jung, Kwang S., Kim, Seung Wook., Han, Sung Ok., Kim, Yong Hwan dan Parka, Chulhwan., Enzymatic coproduction of Biodiesel and Glycerol Carbonate from Soybean Oil and Dimethyl Carbonate, Enzyme and Microbial Technology, 48 (505–509), Elsevier, 2011.
[56] Azocar, Laura., Ciudad, Gustavo., Heipieper, Hermann J., Munoz, Robinson dan Navia, Rodrigo., Lipase-Catalyzed Process In an Anhydrous Medium With Enzyme Reutilization to Produce Biodiesel With Low Acid Value, Journal of Bioscience and Bioengineering, Vol. 112, No. 6, p. 583–589, Elsevier, 2011.
[57] Demirbas, Ayhan., Progress and Recent Trends in Biodiesel Fuels, Energy Conversion and ManagementVol. 50, 2009, p. 14-34.
[58] Lam, Man Kee., Lee, Keat Teong dan Mohamed, Abdul Rahman., Homogeneous, Heterogeneous and Enzymatic Catalysis for Transesterification of High Free Fatty Acid Oil (Waste Cooking Oil) to Biodiesel : A Review, Biotechnology Advances, 28 (500-518), Elsevier, 2010.
[59] Price, Jason., Hofmann, Bjorn., Silva, Vanessa T. L., Nordblad, Mathias., Woodley, John M. dan Huusom, Jakob K., Mechanistic Modeling of Biodiesel Production Using a Liquid Lipase Formulation, Department of Chemical and Biochemical Engineering, Technical University of Denmark, Denmark, 2014.
[60] Atadashi, I. M., Aroua, M. K., Aziz, A. R. Abdul dan Sulaiman, N. M. N., The Effects of Water on Biodiesel Production and Refining Technologies: A Review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16 (3456– 3470), Elsevier, 2012.
[61] Antczak, Miroslawa Szczesna., Kubiak, Aneta., Antczak, Tadeusz dan Bielecki, Stanislaw., Enzyymatic Biodiesel Synthesis-Key Factors Affecting Efficiency of The Process, Renewable Energy, 34 (1185-1194), Elsevier, 2009.
43
[63] Shao, Ping., Meng, Xianghe., He, Jinzhe dan Sun, Peilong., Analysis of Immobilized Candida rugosa Lipase Catalyzed Preparation of Biodiesel from Rapeseed Soapstock, Food and Bioproducts Processing, 86 (283– 289), Elsevier, 2008.
[64] Taher, Hanifa., Al-Zuhair, Sulaiman., H. Al-Marzouqi, Ali., Haik, Yousef dan M. Farid, Mohammed., A Review of Enzymatic Transesterification of Microalgal Oil-Based Biodiesel Using Supercritical Technology, Enzyme Research, Vol. 2011, p. 1-25, 2011.
[65] Al-Widyan, M. I. dan Al-Shyoukh, A. O., Experimental Evaluation of The Transesterification of Waste Palm Oil Into Biodiesel, Bioresource Technology, 85 (253–256), Elsevier, 2002.
[66] Gnanaprakasam, A., Sivakumar, V. M., Surendhar, A., Thirumarimurugan, M. dan Kannadasan, T., Recent Strategy of Biodiesel Production from Waste Cooking Oil and Process Influencing Parameters: A Review, Journal of Energy, p. 1-10, 2013.
[67] Sembiring, Meilita Tryana., Sukardi., Suryani, Ani dan Romli ,M., Biodisel Production Cost Assessment from Different Palm Oil Raw Material as Feedstock, Industrial Engineering Letters, Vol. 5, No. 2, p. 13-19, 2015. [68] Andalas Kemika Jayatama PT (2015), Bahan Kimia. Medan
[69] Kurs Dollar (2015), Kurs Dollar Hari Ini. Diakses pada tanggal 6 Agustus 2015 dari www.kurs.dollar.web.id
[70] L. Fjerbaek, K. V. Christensen, dan B. Norddahl, A Review of The Current State of Biodiesel Production Using Enzymatic Transesterification, Biotechnology and Bioengineering, Vol. 102, No. 5, p. 1298-1315, 2009. [71] Menteri ESDM, (2015), “Biaya Pemakaian Listrik”, Diakses pada tanggal 6
Agustus 2015 dari www.esdm.go.id.
[72] Toko Sehat Sejahtera Sentosa, “Katalog Produk”, 2015. Diakses pada tanggal 5 Agustus 2015 dari www.tokominyaknabati.indonetwork.co.id.
[73] Yucel, Yasin., Optimization of Biocatalytic Biodiesel Production from Pomace Oil Using Response Surface Methodology, Fuel Processing Technology, 99 (97-102), Elsevier, 2012.
[74] Badan Standarisasi Nasional, Standar Nasional Indonesia, www.bsn.com, SNI : 7182:2012, 2012, diakses pada 28 Januari 2015.
[75] Sun, Shuzhen., Zhang, Liping., Meng, Xin dan Xin, Zhong, Kinetic Study on Lipase Catalyzed Trans-esterification of Palm Oil and Dimethyl Carbonate for Biodiesel Production, Journal of Renewable and Sustainable Energy, Vol. 5, No. 033127, p.1-8, 2013.
[76] El-Gendy, Nour Sh., Hamdy,A.,dan Abu Amr, S. Salem, An Investigation of Biodiesel Production from Wastes of Seafood Restaurants, International Journal of Biomaterials, Vol. 2014, p. 1-17, 2014.
[77] Silva, Giovanilton F., Camargo, Fernando L. dan Ferreira, Andrea L. O., Application of Response Surface Methodology for Optimization of Biodiesel Production by Transesterification of Soybean Oil with Methanol, 92 (407-413), Elsevier, 2011.
44
[79] Kim, Sang Cheol., Kim, Yong Hwan., Lee, Hyuk., Yoon, Do Young dan Song, Bong Keun., Lipase-Catalyzed Synthesis of Glycerol Carbonate from Renewable Glycerol and Dimethyl Carbonate Through Transesterification, Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 49 (75-78), Elsevier, 2007.
[80] Gomez, Jose R. Ochoa, Aberasturi, Olga Gomez Jimenez, Madurga, Belen Maestro, Pesquera-Rodriquez, Amaia, Ramirez-Lopez, Camilo, Lorenzo- Ibarreta, Leire, Torrecilla-Soria, Jesus, Villaran-Velasco, Maria C., Synthesis of Glycerol Carbonate from Glycerol dan Dimethyl Carbonate by Transesterification: Catalyst Screening and Reaction Optimization, Applied Catalysis A: General, 366 (315-324), Elsevier, 2009.
[81] Ceni, Giovana., Lerin, Lindomar A., Contoo, Uliana Faccin De., Brancher, Cristiane Vendrusculo., Silvia, Patricia Costa Da., Toniazzo, Geciane., Treichel, Helen., Oliveira, Debora De., Oliveira, J. Vladimir., Antunes, Enrique Guillermo Oestreicherm Octavio Augusto Ceva., Optimization of 1-Glyceryl Benzoate Production by Enzymatic Transesterification in Organic Solvents, Enzyme and Microbial Technology, 46 (107-112), Elsevier, 2010.
[82] Gashaw, Alemayehu dan Teshita, Abile, Production of Biodiesel from Waste Cooking Oil and Factors Affecting Its Formation: A Review, International Journal of Renewable and Sustainable Energy, Vol. 3, No. 5, p. 92-98, 2014.
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
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
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
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
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]
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
[image:48.595.139.555.77.668.2]Tidak
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
[image:49.595.151.532.120.571.2]bening menjadi merah rosa
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%.
[image:50.595.121.506.309.682.2]Berikut adalah gambar hasil analisis dengan GC (Gas Chromatography) untuk mengetahui komposisi asam-asam lemak yang terkandung di dalamnya.
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
24
4.2 OPTIMASI PEMBUATAN BIODIESEL DARI BAHAN BAKU ASAM LEMAK SAWIT DISTILAT (ALSD) DAN DIMETHYL CARBONATE (DMC) DENGAN MENGGUNAKAN NOVOZYM®435
[image:52.595.115.513.293.726.2]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
25
[image:53.595.113.516.296.632.2]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.
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.
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
[image:55.595.148.375.92.296.2]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
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].
[image:56.595.143.432.359.593.2]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
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
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].
[image:58.595.137.475.161.398.2]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
[image:58.595.148.348.175.370.2]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].
[image:59.595.147.439.399.635.2]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
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
33
[image:61.595.143.466.359.557.2]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
34
menurun kembali saat jumlah katalis enzim yang digunakan mencapai 10% dari berat minyak.
[image:62.595.174.461.213.445.2]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
[image:62.595.142.466.501.700.2]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
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
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
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].
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
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].
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].
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].
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.
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,
14
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].
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.
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 [1
