Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Skripsi ini menyajikan hasil penelitian penurunan dan estimasi konstanta model kinetika berbasis ping-pong bibi untuk sintesis biodiesel menggunakan Porcine Pancreatic Lipase. Penelitian dilakukan dengan penyusunan tiga model matematis menyeluruh berbasis ping-pong bibi yang mampu mendeskripsikan perilaku setiap komponen reaktan dan produk yang terlibat. Konstanta kinetika dari model yang didapat, diestimasi secara numerik. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa model kinetika berbasis ping-pong bi bi adsorpsi paling baik dalam mendeskripsikan perilaku reaksi setiap elemen reaktan produk dari reaksi interesterfikasi trigliserida dengan Porcine pancreatic lipase tersuspensi dan terimmobilisasi dengan jumlah kuadrat error relatif masing-masing sebesar 2,61 dan 1,46.

---

In this paper, three different mathematical model based on Ping Pong Bi Bi mechanism was presented on biodiesel synthesis. Validity of the three models was tested by fitting on experimental data resulted from biodiesel synthesis via non-alcoholic route using Porcine Pancreatic Lipase. The kinetic constants from the model were estimated by numerical analysis.

The experimental result showed that the present model gave better fitted result and well described the entire component involved in interesterification reaction using free and immobilized Porcine Pancreatic Lipase with the squared-sum of relative error 2.61 and 1.46 respectively."

"Model kinetika untuk sintesis biodiesel menggunakan biokatalis telah banyak disusun. Namun model yang telah ada hingga kini belum mampu mendeskripsikan dengan tepat perilaku setiap komponen dalam reaksi interestefikasi trigliserida untuk memproduksi biodiesel. Penelitian dilakukan dengan penyusunan satu model matematis menyeluruh berbasis Ping-Pong Bi Bi dengan kombinasi mekanisme adsorpsi dari sintesis biodiesel menggunakan Candida rugosa lipase sebagai biokatalis. Validitas model diuji dengan melakukan fitting terhadap data eksperimen interesterfikasi metil asetat dengan trigliserida menggunakan Candida rugosa lipase sebagai biokatalis. Parameter kinetika yang didapat, diestimasi secara numerik menggunakan perangkat lunak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa model kinetika berbasis mekanisme Ping- Pong Bi Bi dengan kombinasi mekanisme adsorpsi mampu mendeskripsikan dengan baik perilaku kinetika reaksi setiap elemen dari reaksi interesterfikasi trigliserida dengan Candida rugosa lipase tersuspensi.

---

Kinetic model for biodiesel synthesis using biocatalyst has ever been constructed. Nevertheless, that all models cannot well describe behavior of all component involve interesterfication of triglyceride to produce biodiesel. This research done by construct a mathematical model based on Ping-Pong Bi Bi mechanism with combination of adsorption mechanism for biodiesel synthesis using Candida rugosa lipase as biocatalyst. Several parameters have been found, are estimated by softwere. Experimental result showed that kinetic model based on Ping-Pong Bi Bi mechanism with combination of adsorption mechanism well describe behavior of all component involve interesterfication of triglyceride using Candida rugosa lipase."

"ABSTRAKProses konvensional untuk memproduksi biodiesel adalah transesterfikasi trigliserida dan alcohol dengan menggunakan katalis alkali. Proses ini memiliki beberapa kelemahan dari segi produk samping dan proses pemurnian. Untuk mengatasi masalah ini, katalis alkali dan alkohol dapat digantikan oleh enzim lipase dan alkil asetat. Beberapa penelitian melaporkan bahwa metal asetat dan etil asetat dapat digunakan sebagai donor alkil untuk sintesis biodiesel dari minyak kedelai menggunakan enzim Candida antactica lipase, Candida rugosa lipase and Porcine pancreatic lipase. Pada penelitian ini, kinetika dari reaksi interesterfikasi trigliserida dengan menggunakanmetil asetat dan berbagai jenis enzim dipelajari lebih lanjut. Model yang dibuat berdasarkan mekanisme Ping Pong Bi Bi. Model yang dibuat divalidasi/difitting dengan menggunakan data penelitian yang telah dilaporkan sebelumnya.Model dapat menggambarkan interesterfikasi dari reaktan dan produk. Hasil dari penelitian ini adalah konstanta laju reaksi dari setiap reaksi. Secara keseluruhan, konstanta yang dihasilkan memiliki sensitifitas yang baik.

---

ABSTRACTConventional process to produced biodiesel is transesterification of triglycerides and alcohol in the presence of alkaline catalyst. This process has some problem in side product and purification process. To overcome this problem, alkaline catalyst and alcohol can be replaced with lipases and alkyl acetate. Some studies have been reported that methyl acetate and ethyl acetate can be used as alkyl supplier to synthesis biodiesel from soybean oil and fat using Candida antactica lipase, Candida rugosa lipase and Porcine pancreatic lipase. In this research, the kinetics of interesterification of triglyceride with methyl acetate and Candida antactica to produce biodiesel was further studied. The kinetic model based on reversible Ping Pong Bi Bi mechanism was constructed. The model was applied to the experimental results of interestesterification behavior done by others researchers. The model can describe the interesterification behavior of the reactants and products in their experimental results. The results from this research are kinetics constant for every reaction. Generally, kinetics constant have good sensitivity. "

"Biodiesel merupakan salah satu bahan bakar alternatif ramah lingkungan yang terbuat dari minyak nabati dan minyak hewani yang berasal dari sumber daya yang dapat diperbarui. Akhir-akhir ini, telah dilakukan penelitian sintesis biodiesel dari minyak goreng melalui rute non-alkohol menggunakan biokatalis lipase Candida rugosa yang terimobilisasi pada reaktor packed bed. Pada studi kali ini akan dibangun suatu model matematika yang dapat menggambarkan perilaku reaksi sintesis biodiesel melalui rute non-alkohol. Karakteristik kinetika reaksi yang terjadi merupakan kinetika uniresponse dan mengikuti mekanisme Ping Pong Bi Bi. Tahapan pada penelitian ini meliputi penurunan persamaan laju, penentuan parameter reaksi, validasi melalui fitting kurva, serta simulasi sintesis biodiesel secara enzimatis. Hasil dari penelitian ini adalah konstanta laju reaksi dari setiap reaksi. Fitting kurva dilakukan menggunakan metode Runge-Kutta-Fehlberg. Hasil fitting terbaik menggunakan data eksperimen dengan bahan baku minyak goreng bekas mendapatkan parameter kinetika ?1 = 0,6485 dan ?2 = 20,3453 dengan error sebesar 0,0001145. Hasil analisis sensitivitas menunjukkan bahwa konstanta yang dihasilkan memiliki sensitivitas yang baik dengan deviasi terkecil sebesar 24,64%.

---

Biodiesel has became an alternative and environmental-friendly fuel made from vegetable and animal oils derived from renewable resources. Recently, a research of synthesis of biodiesel from used cooking oil through a non-alcoholic route using an immobilized Candida rugosa lipase biocatalyst in a packed bed reactor has been carried out.

In this study, a mathematical model is built to describe the behavior of biodiesel synthesis reaction through a non-alcoholic route. Characteristics of the reaction is uniresponse kinetics and follows the Ping Pong Bi Bi mechanism. Stages in this study include derivation of reaction rate equation, determination of reaction parameters, validation through curve fitting, and simulation of the synthesis of biodiesel.

The results of this study is the reaction rate constants. The best fitting using experimental data of used cooking oil resulting kinetics parameter ?1 = 0.6485 dan ?2 = 20.3453 with the error of 0.0001145. Sensitivity analysis showed that the resulting constants have good sensitivity with the smallest deviation is 24.64%."

"Biodiesel telah menarik perhatian sebagai sumber energi alternatif. Biodiesel telah diproduksi secara komersial melalui reaksi transesterifikasi antara minyak nabati dengan metanol menggunakan katalis alkali. Tetapi katalis alkali ini mempunyai beberapa kelemahan, seperti terjadinya reaksi pembentukan sabun akibat bereaksinya katalis alkali dengan asam lemak bebas. Selain itu katalis yang bercampur homogen juga mengakibatkan kesulitan dalam pemurnian produk. Metode baru yang akan dikembangkan adalah rute non alkohol. Rute non alkohol bisa dilakukan dengan cara mengganti alkohol dengan metil asetat yang sama-sama berfungsi sebagai pensuplai alkil. Hasil penelitian menunjukan bahwa konsentrasi biodiesel terbesar yang dihasilkan adalah 3.0764 (mol/L) mengunakan biokatalis Porcine Pancreatic. Namun untuk % yield biodiesel terbesar adalah 59.08 % yang dihasilkan menggunakan biokatalis dalam bentuk tersuspensi dengan rasio mol minyak : metil asetat adalah 1:12.

---

The current biodiesel production processed commercially through transesterification of vegetabel oil with methanol using alkaline catalysts. Although conventional chemical technology using alkaline catalysts has been applied to biodiesel fuel production, there are several drawbacks to this approach, including saponification reaction occurs, the need for removal of catalyst, and.difficulties of this purity process at the end makes biodiesel price become expensive.

In this paper, a new method is developed by replacing alcohol reaction route to non-alcohol reaction route. Methanol as acyl acceptor would be substituted by methyl acetate for biodiesel production. The result of this research shows that the highest biodiesel concentration is 3.0764 (mol/L) which’s obtained from Porcine Pancreatic as biocatalyst. However, the highest % yield biodiesel formed is 59.08 % achieved from lipase in suspension form as biocatalyst with molar rasio oil to methyl acetat is 1:12."

"Sintesis biodiesel dengan proses sirkulasi pada reaktor unggun diam dirancang dengan memanfaatkan enzim lipase. Lipase dari Candida rugosa diimobilisasi pada kalsium alginat dan digunakan sebagai biokatalis pada reaktor. Kesesuaiian substrat diuji dengan penggunaan pelarut, metode penambahan bertahap, dan tanpa pelarut. Kalsium alginat menghambat difusivitas substrat menuju inti aktif enzim sehingga menyebabkan laju sintesis yang lambat di awal proses. Sintesis menggunaan metode penambahan bertahap mampu menghasilkan yield paling tinggi diantara pengujian substrat lain, sebesar 88,70% dalam 24 jam. Laju alir optimal yang didapatkan adalah 0,4 dan 1 ml/menit, menghasilkan biodiesel dalam laju konversi yang lebih tinggi. Konsentrasi optimal enzim lipase yang terimobilisasi adalah 0,2%(w/v minyak). Sintesis pada kondisi optimal mencapai yield 70,2% dalam 12 jam. Pengujian stabilitas enzim amobil dilakukan dan mampu menghasilkan 65,6% biodiesel pada siklus ke-tiga, mempertahankan 93,4% aktivitas relatif enzim terimobilisasi. Model kinetika berbasis Ping Pong Bi Bi dikembangkan dengan mengkosiderasi konsentrasi alkohol. Model diaplikasikan untuk memprediksi konsentrasi reaktan dan produk selama sintesis biodiesel di reaktor kolom isian. Pemodelan di excel menunjukkan bahwa model yang dihasilakn dapat memprediksi konsentrasi komponen dalam reaksi transesterifikasi.

---

A packed bed reactor with circulation process was designed to synthesize biodiesel utilizing lipase enzyme. Candida rugosa lipase was immobilized in calcium alginate and used as biocatalyst in reactor. Compatibility of substrate was tested using the usage of solvent hexane, stepwise addition, and without solvent. It was found that calcium alginate limit the diffusivity of substrate causing slow reaction rate at the start of process. Stepwise addition method was found to be the most optimum compared to others in this research, producing yield 88.7% in 24 hours. Optimal flowrate are 0.4 and 1 ml/min, producing biodiesel at higher rate. Optimal concentration of lipase immobilized in calcium alginate is 0.2% of substrate. Synthesis under optimal condition produces yield 70.2% in 12 hours. Stability test of immobilized enzyme retains 93.4% of relative activity, obtaining yield 65.6% in 12 hours. The kinetic model based on Ping Pong Bi Bi was developed by considering alcohol concentration. The model was applied to predict the concentration of reactants and products during biodiesel synthesis in the filling column reactor. Modeling in excel shows that the resulting model can predict the concentration of components in the transesterification reaction."

"Penggunaan biokatalis whole-cell merupakan cara yang potensial untuk menekan biaya katalis dalam produksi biodiesel yang dikatalis oleh lipase. Rhizopus oryzae dikultivasi menggunakan metode one-step dan two-step serta diimobilisasi dalam biomass support particle (BSP) dan bead kitosan-TPP. Whole-cell yang terimobilisasi pada BSP menghasilkan yield metil ester 11% (one-step) dan 12% (two-step). Sementara itu, yield metil ester yang dihasilkan whole-cell yang terimobilisasi pada bead kitosan-TPP adalah 23% (one-step) dan 22% (two-step). Model Michaelis-Menten yang digunakan mampu menggambarkan profil konsentrasi substrat dan produk yang dihasilkan. Nilai Km dan Vmax untuk whole-cell yang terimobilisasi pada BSP adalah 4 mol L-1, 0,05 mol L-1 jam-1 (one-step) dan 3 mol L-1, 0,04 mol L-1 jam-1 (two-step). Sementara itu, whole-cell yang terimobilisasi pada bead kitosan-TPP memiliki nilai Km dan Vmax yang sama, 0,3 mol L-1, 0,01 mol L-1 jam-1 yaitu meski dikultivasi dengan metode yang berbeda.

---

Utilizing whole-cell biocatalyst is a potential way to reduce catalyst cost in biodiesel production using lipase as catalyst. Whole-cell of Rhizopus oryzae was cultivated by one-step and two-step method and was immobilized on Biomass Support Particles (BSPs) and chitosan-TPP bead. Immobilized whole-cells on BSPs produce 11% (one-step) and 12% (two-step) FAME yield. While, FAME yield produced by immobilized whole-cell in chitosan-TPP beads are 23% (one-step) and 22% (two-step). Kinetic model based Michaelis-Menten used was found to fit fairly the substrate and product concentration profile. Value of Km and Vmax for R. oryzae whole-cell immobilized on BSP are 4 mole L-1, 0.05 mole L-1 h-1 (one-step) and 3 mole L-1, 0.04 mol L-1 h-1 (two-step). While, for immobilized whole-cell in chitosan-TPP bead, the values are 0,3 mole L-1, 0,01 mole L-1h-1 and 0,2 mole L-1, 0,008 mole L-1h-1 for single-step and two-step respectively."

"Lipase sebagai biokatalis untuk sintesis biodiesel dapat digunakan dalam bentuk lipase intraseluler (whole-cell) dan ekstraseluler. Pada penelitian ini, whole-cell dari Rhizopus oryzae dikultivasi melalui metode single step dan two step. Lipase ekstraseluler yang berupa ekstrak kasar diperoleh dari Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, dan Aspergillus awamori. Kinerja biokatalis lipase diuji melalui reaksi interesterifikasi dengan rasio minyak dan metil asetat sebesar 1:12, biokatalis 10% wt pada suhu 35oC selama 48 jam. Hasil biodiesel terbaik diperoleh saat whole-cel free dikultivasi metode one step dengan yield 41%, dan yield lipase ekstraseluler dari Aspergillus awamori sebesar 19%. Kinerja lipase komersial ditinjau sebagai pembanding pada penelitian.

---

Lipase as biocatalyst for biodiesel synthesis can be used in the form of intracellular (whole-cell) and extracellular lipase. In this study, whole-cell from Rhizopus oryzae cultivated with single-step and two-step methods. Extracellular lipase in the form of crude extract obtained from Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, and Aspergillus awamori. Performance lipase biocatalyst was tested by interesterification reaction with oil and methyl acetate ratio of 1:12, biocatalyst 10 wt% at a temperature of 35oC for 48 hours. Biodiesel best results are obtained when whole-cell free cultivated single step method with a yield 41% and yield the extracellular lipase from Aspergillus awamori by 19%. Commercial lipases were also reviewed as a comparator in study."

"Sintesis biodiesel menggunakan alkil asetat sebagai pengganti alkohol telah dilakukan oleh beberapa peneliti, alkil asetat mampu untuk mempertahankan aktivitas dan stabilitas biokatalis selama reaksi berlangsung. Model kinetika untuk sintesis biodiesel menggunakan biokatalis juga telah banyak disusun. Namun model yang telah ada belum mampu mendeskripsikan dengan tepat perilaku setiap komponen yang terlibat untuk memproduksi biodiesel. Penelitian ini, merupakan suatu pemodelan matematis untuk mempelajari mekanisme kinetika reaksi sintesis biodiesel menggunakan biokatalis pada berbagai kondisi operasi tertentu. Mekanisme pemodelan reaksi bertingkat reversibel dan irreversibel dilakukan. Model kinetika ini dilakukan terhadap data hasil penelitian sintesis biodiesel secara enzimatis yang diperoleh dari skripsi, maupun jurnal ilmiah. Melalui pemodelan tersebut, dilakukan fitting terhadap data yang diperoleh melalui percobaan pada berbagai kondisi tertentu dalam rangka mencari parameterparameter kinetika. Parameter kinetika yang didapat, diestimasi secara numerik menggunakan bahasa pemprograman Fortran. Hasil penelitian didapatkan bahwa model yang digunakan untuk sintesis biodiesel dengan mekanisme reaksi bertingkat reversibel maupun irreversibel mampu menjelaskan dengan baik perilaku kinetika reaksi setiap komponen yang terlibat dan juga pengaruh dari konsentrasi mula-mula reaktan yang digunakan serta konsentrasi biodiesel yang dihasilkan pada suatu kondisi tertentu selama reaksi berlangsung. Sehingga, hasil pemodelan yang diperoleh menjadi sangat efektif dalam memprediksikan kondisi yang sesuai untuk memperoleh efisiensi sintesis dari produk biodiesel yang diinginkan.

---

Biodiesel synthesis using alkyl acetate for substitute alcohol has been done by scientiests, alkyl acetate can support activities and stabilities biocatalyst since reaction occurs. Kinetic model for biodiesel synthesis using biocatalyst has been constructed. Nevertheless, that models cannot well describe behavior of all component involve to produce biodiesel. In this research, done a mathematical modeling describes study about kinetic model of biodiesel synthesis using biocatalyst under various operating conditions. The mechanism reversible and irreversible consecutive reaction model done.

This modeling study was applied to the experimental results data from several paper and scientific journal of biodiesel synthesis. The simulation modeling was done by fitting the model equations with the experimental result data in order to obtain the kinetic parameters. Several parameter have been found, were estimated by software Fortran.

The results of simulation model for the synthesis of biodiesel using reversible and irreversible consecutive reaction mechanism well described behavior reaction kinetic of all component involve and also the effect of the initial concentrations of reactans and biodiesel on the entire process of biodiesel synthesis. So that, the model can predict the appropriate conditions for the efficient production of biodiesel."

"ABSTRAKSuatu pemodelan matematis untuk mempelajari mekanisme kinetika sintesis biodiesel rute non alkohol menggunakan biokatalis pada berbagai kondisi operasi tertentu dikembangkan dalam penelitian ini. Mekanisme pemodelan sintesis biodiesel sederhana berbasis Michaelis - Menten dengan pertimbangan faktor adsorpsi digunakan, mengingat adanya perbedaan konsentrasi mula - mula maupun konsentrasi pada bulk, baik terhadap enzim, substrat, maupun produk. Validitas model ini diuji dengan melakukan fitting terhadap data yang diperoleh melalui percobaan pada berbagai kondisi tertentu dalam rangka mencari parameter-parameter kinetika. Persamaan model secara simultan diolah secara numeris menggunakan metode Runge-Kutta, dimana hasil fitting terbaik dari nilai parameter ditentukan menggunakan metode Simplex. Melalui penelitian ini, didapatkan bahwa model yang digunakan untuk sintesis biodiesel berbasis Michaelis - Menten dapat memberikan hasil fitting dan gambaran yang cukup baik mengenai pengaruh dari konsentrasi mula-mula enzim dan trigliserida yang digunakan, terhadap konsentrasi biodiesel yang dihasilkan pada suatu kondisi tertentu selama sintesis berlangsung.

---

ABSTRACTA mathematical model describing biodiesel synthesis of non alcohol route using biocatalyst under various operating conditions was constructed in this research. The simplified kinetic mechanism based on Michaelis ' Menten with adsorption factor was considered in addition to the differences in the interfacial and bulk concentration of the enzyme, substrate and product. This modeling validation was doing by fitting the model equations with the experimental result data in order to obtain the kinetic parameters. A set of arbitrary values for the constants was assuming, and then the simultaneous differential equations based on Michaelis-Menten were numerically solved using Runge'Kutta method, where the best fitted values of the constants were determined using Simplex method. The results of simulation model for the synthesis of biodiesel using biocatalyst based on Michaelis ' Menten mechanism gave better fitted result and well described the effect of the initial enzyme concentration, initial concentrations of triglyceride and biodiesel on the entire process of biodiesel synthesis."