STUD1 AWAL IMMOBILISASI ENZIM LIPASE PADA MEMBRAN DAN APLIKASINYA UNTUK PRODUKSI BIODIESEL
Oteh: HERNAWAN ARZANTO F 34104078
2008 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Hernawan Arianto. F34104078. Early Study of Immobiliiation Lipase in Membrane and Its Application for Biodiesel Production. Suuewised by Ade Iskandar dan ~ c h r n a d kLuthfi Machsun SUMMARY Biodiesel as an altemative replacement diesel fuel, has several advantages, such as produced from renewable source, biodegrable and low emission. Commercially, biodiesel is produced by transesterification reaction using alkaline catalyst. One of disadvantage using alkaline catalyst is able to cause saponification. Biocatalyst, such as lipase enzyme, can solve it. In addition, using lipase enzyme has several advantages such as reaction can be operated in mild condition, glycerol can be easily separated and fiee fatty acid contained in oil can be completely converted to biodiesel. The high cost of the lipase enzyme in an industrial process is still limited. Immobilization of lipase enzyme in membrane is one of an altemative to solve that problem. The aim of using membrane in immobilization process is separating product from reactant and biocatalyst. Product can be separated easier and need less energy and cost. The objectives of this study were to study of membrane pore size effect to enzyme loading value in the immobilization process and methanol addition effect to amount of methyl ester which has been resulted. Lipase enzyme was immobilized in polyethersulfone membrane with pores size 100 kDa and 300 kDa. The lipase was loaded into the internal membrane by filtration of a lipase solution using a peristaltic pump. The protein assay for an enzyme was used for knowing amount of enzyme which can be adsorbed in polyethersulfone membrane. The enzyme loading value was obtained from the difference among lipase solution before immobilization process, lipase solution after immobilization process and washing solution. Membrane has been immobilized with lipase was placed in stirred u1traf;Itration cell. Transesterification was done with the reaction between palm oil and methanol (1:7) step by step in stirred ultraf;ltration cell. Every methanol added to the mixed solution was took as sample. It was analyzed for identifying the compositions of methyl ester and triglycerides using WLC. The average results of immobilized lipase at polyethersulfone membrane was 1,908 grlm2 enzyme loading for 100 kDa pore size, whereas 300 kDa pore size was 0.846 gr/m2 enzyme loading. Amount of maximum methyl ester was obtained when five times methanol adding and then when methanol adding above fives times decreased amount of methyl ester.
Hernawan Arianto. F34104078. Studi Awal Immobilisasi Enzim Lipase pada Mernbran dan Aplikasinva untuk Produksi Biodiesel. Dibawah Bimbinean Ade Iskandar dan ~ c i l r n a d i n~ u t h f Macllsun i
-
-.
RINGKASAN Biodiesel sebagai bahan bakar alternatif pengganti solar, memiliki beberapa keuntungan, diantaranya berasal dari bahan baku yang dapat diperbaharui, bersifat biodegrable dan rendah emisi. Dalam skala komersial, biodiesel diproduksi melalui reaksi transesterifikasi menggunakan katalis basa. Salah satu kelemahan penggunaan katalis basa adalah dapat menyebabkan reaksi penyabunan. Penggunaan biokatalis berupa enzim lipase dapat ~nengatasipermasalahan diatas. Selain itu, penggunaan enzim lipase memiliki beberapa kelebihan diantaranya kondisi operasi dapat dilakukan pada keadaan lunak (mild), proses recovevy gliserol dapat dilakukan dengan mudah dan dapat mengkonversi asam lemak bebas menjadi biodiesel. Penggunaan enzim lipase sebagai biokatalis dalam industri masih terbatas, dikarenakan harga enzim yang mahal. Salah satu upaya menyelesaikan permasalahan tersebut adalah pengimmobilisasian enzim lipase pada membran. Penggunaan membran dala~nproses immobilisasi adalah untuk rnemisahkan produk dari reaktan dan biokatalisator, sehingga proses pemisahan produk menjadi lebih mudah dan kebutuhan energi maupun biaya yang lebih sedikit. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh ukuran pori membran terhadap nilai enzyme loading pada immobilisasi enzim dan mempelajari pengaruh penambahan metanol berlebih terhadap kandungan metil ester yang dihasilkan. Pengimmobilisasian enzim lipase dilakukan pada membran polyethersulfone dengan ukuran pori sebesar 100 kDa dan 300 kDa. Pemasukkan enzim lipase ke bagian internal membran dilakukan dengan cara menfiltrasi larutan enzim lipase menggunakan pompa peristaltik. Uji kadar protein enzim dilakukan untuk mengetaliui jumlah enzim yang dapat teradsorpsi pada membran polyethersulfone. Nilai enzyme loading diperoleh dari selisih nilai kadar enzim lipase antara larutan enzim lipase sebelum immobilisasi, larutan enzim lipase setelah immobilisasi dan hasil bilasan. Membran yang telah terimmobilisasi enzim lipase dipasang pada stirred zrltrafiltration cell. Transesterifikasi dilakukan dengan cara mereaksikan minyak sawit dengan metanol(1:7) secara bertahap di dalam stirred ultraJiltration cell. Setiap pena~nbahan metanol dilakukan pengambilan sampel untuk dianalisis kandungan metil ester dan trigliserida mengeunakan MPLC. Hasil irnmobilisasi lipase pada membranpolyethersulfone dengan ukuran pori I00 kDa menghasilkan nilai rata-rata enzyme loading sebesar 1,908 gr/m2 dan untuk ukuran pori 300 kDa menghasilkan nilai enzytne loading sebesar 0.846 gdm2. Kandungan metil ester maksimum diperoleh pada saat penambahan metanol kelima dan terjadi penurunan kandungan metil ester pada saat penambahan metanol metebihi kelima kalinya.
-
--
STUD1 AWAL IMMOBILISASI ENZIM LIPASE PADA MEMBRAN DAN APLIKASINYA UNTUK PRODUKSI BIODIESEL
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk rnemperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian lnstitut Pertanian Bogor
Oleh Hernawan Arianto F34104078
2008 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
STUaI AWAL IMMOBILISASI ENZIM LIPASE PADA MEMBRAN DAN APLIKASINYA UNTUK PRODUKSI BIODIESEL SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANLAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh
Hernawan Arianto F34104078 Dilahirkan pada tanggal 25 Desember 1986 Di Bandung
Tanggal Lulus : 16 Desember 2008
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bandung, 25 Desember 1986 yang merupakan anak pertama dari pasangan Ir. Aspiyanto dan Suhilma. Pendidikan yang telah ditemph antara lain TK Bahrul Ulum PUSPIPTEK Serpong (1991-1992), SDN PUSPIPTEK (1992-1998), SLTPN 4 PUSPIPTEK (19982001), SMUN 1 Serpong (2001-2004) dan diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada tahun 2004 dengan program studi Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Dalam rangka menyelesaikan studinya, penulis melakukan penelitian dengan judul "Studi Awal Immobilisasi Enzim Lipase Pada Membran dan Aplikasinya Untuk Produksi Biodiesel" & Laboratorium Teknologi Bioindustri-BPPT, Serpong. Selama menempuh pendidikan di IPB, penulis &if pada kegiatan organisasi sebagai staf pada Biro Pemberdayaan Departemen HRD HTMALOGIN (Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri) pada periode 2005-2006. Selain itu, penulis aktif dalam m e n g h t i seminar dan pelatiban, antara lain Upgrading Pengurus Himalogin Fateta IPB kepengurusan 2005-2006 pada tahun 2006, Seminar Blue Ocean Strategy "Menerapkan Pasar Baru Tanpa Pesaing" pada tahun 2006, Seminar Keamanan Pangan dan I S 0 22000 pada tahun 2007, Pelatihan Leadership-ESQ pada tahun 2007, Pelatihan Sistem Manajemen Keamanan Pangan IS0 22000:2005 pada tal~un2008 dan Pelatihan Good Laboratory Practices pada tahun 2008. Penulis juga pernah melakukan praktek lapang di PT Sentra Usahatama Jaya dengan topik "Mempelajari aspek produksi dan pengawasan mutu gula rafinasi", dan menjadi asisten praktikum mata kuliah Teknologi Pengemasan, Penyimpanan, Distribusi dan Transportasi pada tahun 2006.
SURAT PERNYATAAN Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul
STUD1 AWAL IMMOBILISASI ENZIM LIPASE PADA MEMBRAN DAN APLIKASINYA UNTUK PRODUKSI BIODIESEL adalah hasil karya saya sendiri, dengan arahan dose11 pembimbing. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lair1 telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Bogor, Desember 2008
Hernawan Arianto
