![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
ABSTRAK Neng Tresna Umi Culsum
PUBLIC Alice Diniarti ![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
COVER Neng Tresna Umi Culsum
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
BAB 1 Neng Tresna Umi Culsum
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
BAB 2 Neng Tresna Umi Culsum
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
BAB 3 Neng Tresna Umi Culsum
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
BAB 4 Neng Tresna Umi Culsum
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
BAB 5 Neng Tresna Umi Culsum
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
BAB 6 Neng Tresna Umi Culsum
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
BAB 7 Neng Tresna Umi Culsum
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
LAMPIRAN Neng Tresna Umi Culsum
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Asam lemak merupakan salah satu bahan baku yang banyak digunakan di industri
seperti kosmetik, makanan, farmasi, sabun, detergen, dan produksi green diesel.
Metode konvensional yang digunakan untuk menghasilkan asam lemak adalah
hidrolisis minyak/lemak pada temperatur 250 °C dan tekanan 4,82 MPa melalui
proses Colgate-Emery. Meskipun proses tersebut sederhana, namun proses tersebut
membutuhkan energi yang tinggi dan memerlukan proses pemurnian produk.
Strategi yang dapat dilakukan untuk mengurangi konsumsi energi dan menurunkan
degradasi termal produk adalah melangsungkan hidrolisis minyak pada temperatur
dan tekanan yang lebih rendah dengan menggunakan lipase sebagai biokatalis.
Untuk meningkatkan umur operasional dan penggunaan kembali dari lipase, maka
lipase diimobilisasi pada matriks penyangga. Enzim yang diimobilisasikan pada
struktur nanomaterial menunjukkan pemuatan enzim yang tinggi dan peningkatan
stabilitas.
Penelitian ini mengkaji material berbasis selulosa sebagai penyangga imobilisasi
lipase untuk menyelenggarakan hidrolisis minyak sawit pada temperatur 40 °C dan
tekanan atmosferik. Pada tahap pertama, sintesis cellulose nanocrystals (CNCs)
dilakukan dari berbagai biomassa yang meliputi bagas tebu, jerami padi, dan tandan
kosong kelapa sawit (TKKS) menggunakan metode oksidasi yang dimediasi
TEMPO. Produk CNCs yang diperoleh dikarakterisasi menggunakan X-ray
Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectoscopy (FTIR), Transmission
Electron Microscopy (TEM), dan Thermogravimetric Analysis (TGA). Hasil
penelitian menunjukkan CNCs dari bagas tebu memiliki kristalinitas sebesar 72%
dengan panjang rata-rata 104????64 nm, CNCs dari jerami padi memiliki kristalinitas
sebesar 73% dengan panjang rata-rata 102????34 nm, dan CNCs dari TKKS memiliki
kristalinitas sebesar 65% dengan panjang rata-rata 157????27 nm. Kristalinitas CNCs
meningkat dengan meningkatnya konsentrasi oksidator karena semakin banyak
bagian amorf yang dapat dihilangkan. Selain itu, hasil analisis menggunakan FTIR
mengkonfirmasi adanya gugus karbonil (C=O) yang berasal dari gugus karboksilat
mengindikasikan bahwa gugus hidroksil pada posisi C6 primer dari selulosa telah
dioksidasi menjadi gugus karboksilat.
Produk CNCs yang telah diperoleh digunakan untuk imobilisasi lipase. Penelitian
dilakukan dengan mengkaji pengaruh jenis CNCs, konsentrasi lipase, waktu imobilisasi, dan rasio EDC/CNCs terhadap aktivitas lipase. Hasil penelitian
menunjukkan lipase yang diimobilisasi pada CNCs dari jerami padi menghasilkan
aktivitas relatif paling tinggi sebesar 71%. Hal ini berkaitan dengan karakteristik
yang dimiliki oleh CNCs seperti kandungan gugus karboksil pada permukaan
CNCs, ukuran CNCs, kristalinitas, dan komposisi bahan baku yang digunakan
untuk sintesis CNCs. Oleh karena itu, CNCs dari jerami padi dipilih untuk
digunakan dalam optimasi kondisi imobilisasi. Kondisi imobilisasi optimum
diperoleh pada konsentrasi lipase 1,5 mg/mL, waktu imobilisasi 2 jam, dan rasio
CNCs/EDC 1:3. Selain itu, stabilitas lipase amobil menunjukkan peningkatan pada
temperatur 40 °C dibandingkan lipase bebas yang disebabkan oleh peningkatan
kekakuan lipase setelah berikatan secara kovalen dengan CNCs.
Lipase yang sudah berhasil diimobilisasi pada CNCs digunakan dalam hidrolisis
minyak sawit. Penggunaan gum Arab dengan konsentrasi sebesar 5% memberikan
efek positif pada aktivitas lipase yang dapat dikaitkan dengan peningkatan area
antarmuka emulsi air dengan minyak dan menstabilkan emulsi. Selain itu,
persentase hidrolisis paling tinggi dicapai pada pH 8 sebesar 9,5%. Perubahan pH
dapat mempengaruhi regangan pada ”lid” dari lipase untuk membuka atau menutup
pusat katalitik yang dapat berikatan dengan substrat. Hasil pengujian penggunaan
berulang menunjukkan bahwa lipase amobil hanya dapat mempertahankan 27%
dari aktivitas awal setelah berjalan selama 5 siklus.
Selanjutnya, penelitian dilakukan untuk menentukan parameter kinetika hidrolisis
minyak sawit menggunakan lipase amobil. Kecepatan pengadukan divariasikan
dari 150 hingga 200 rpm untuk memastikan penentuan parameter kinetika berada
dalam rejim kinetik. Untuk memperoleh data laju awal, konsentrasi substrat (100–
300 mM) dan temperatur (30–50 °C) divariasikan dalam sebuah reaktor batch
selama 6 jam. Hasil fitting menunjukkan model Michaelis-Menten cocok dengan
hasil percobaan sehingga parameter kinetika berupa KM, Vmax, dan Ea dapat
ditentukan. Lipase amobil memiliki nilai Vmax paling tinggi pada temperatur 40 °C
sebesar 15,53 mM/jam dengan KM sebesar 99,80 mM dan Ea sebesar 41,07 kJ/mol.
Untuk menentukan model kinetika yang paling cocok, fitting dilakukan
menggunakan tiga model Michaelis-Menten, yaitu tanpa inhibisi, dengan inhibisi
substrat, dan inhibisi produk. Hasil pemodelan menunjukkan bahwa hidrolisis
minyak sawit menggunakan lipase amobil paling cocok menggunakan persamaan
Michaelis-Menten dengan adanya inhibisi produk dengan nilai Root Mean Squared
Error (RMSE) sebesar 0,13 dan nilai konstanta inhibisi (KI) sebesar 4 mM.
Selanjutnya, simulasi dilakukan pada waktu reaksi yang lebih lama. Hasil simulasi
menunjukkan bahwa reaktor semi-batch dapat mencapai konversi lebih tinggi di
awal reaksi dengan konversi sebesar 28% dan mencapai konversi yang mendekati
reaktor batch sebesar 36% pada waktu pengumpanan 10 jam.