## Pengaruh Kondisi Operasi Ekstraksi Reaktif Gelombang Mikro Untuk Produksi Biodisel Dari Biji Kemiri Sunan Secara In Situ
Mohamad Endy Yulianto 1 *, Rudi Firyanto 2 ,  M.F. Sri Mulyaningsih 2 , Sri Utami Handayani 3 dan Rizka Amalia 4
1 Jurusan Teknik Kimia Program Diploma, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Soedarto, Tembalang, Kota Semarang, Jawa Tengah 50275, Indonesia
2 Jurusan Teknik Kimia Universitas 17 Agustus 1945 Semarang Pandansari, Central Semarang, Semarang City, Central Java 50133, Indonesia
3 Jurusan Teknik Mesin Program Diploma, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Soedarto, Tembalang, Kota Semarang, Jawa Tengah 50275, Indonesia
4 Jurusan Teknik Batik Program Diploma, Politeknik Pusmanu Pekalongan Jl. Jend. Sudirman No.18 C, RW.6, Podosugih, Kota Pekalongan, Jawa Tengah 51112, Indonesia Email: endy_y@yahoo.com

## Abstrak
Krisis energi berbasis bahan bakar fosil  telah menjadi masalah global karena ketersediaannya sangat terbatas. Berbagai upaya telah dilakukan untuk mencari bahan bakar alternatif yang memiliki sifat dapat diperbaharui dan  ramah  lingkungan,  diantaranya  dengan  penggunaan  biofuel  biodisel.  Tujuan  riset  adalah  mempelajari pengaruh  variable  proses  ekstraksi  reaktif  gelombang  mikro  untuk  produksi  biodisel  dari  biji  kemiri  sunan. Kebaruan dan inovasi utama dari skema proses yang dikembangkan adalah pengambilan minyak kemiri sunan dan  reaksi  transesterifikasi  terjadi  pada  satu  tahap.  Pengukuran  data  dilakukan  di  Laboratorium  Bioenergi Teknik  Kimia  Sekolah  Vokasi  UNDIP  dan  Laboratorium  Teknik  Separasi  Teknik  Kimia  UNTAG  dan  selama  4 bulan.  Kegiatan  yang  dilaksanakan  antara  lain:  (i)  desain  dan  pabrikasi  alat  ekstraktor  reaktif  gelombang mikro  kapasitas  5  liter/hari,  dan  (ii)  studi  pengaruh  variabel  proses  ekstraksi  reaktif  untuk  produksi  biodisel. Variabel  proses  dalam  ekstraksi  dan  metanolisis  minyak  kemiri  sunan  sebagai  upaya  dalam  meningkatkan produktifitas  dibagi  menjadi  dua,  yaitu:  variabel  tetap  dan  variabel  berubah.  Penelitian  telah  dilaksanakan dengan berat biji kemiri sunan sebesar 250 gr dan dan dihaluskan. Variabel berubah menggunakan parameter suhu ekstraksi reaktif 50, 55, 60, dan 65 o C, dan perbandingan umpan metanol:biji kemiri sunan pada rasio 5:1, 4:1,  3:1,  dan  2:1.  Hasil  kajian  menunjukkan  bahwa  alat  ekstraktor  reaktif  gelombang  mikro  untuk  produksi biodisel  dari  biji  kemeri  sunan  telah  dipabrikasi  secara  baik.  Semakin  besar  rasio  metanol-biji  kemiri  sunan, konversi minyak kemiri sunan menjadi metil ester semakin meningkat. Peningkatan  perolehan metil ester juga juga semakin besar seiring meningkatnya temperatur operasi ekstraksi reaktif.
Kata kunci : biji kemiri sunan, ekstraksi reaktif, gelombang mikro, minyak, biodisel

## Abstract
The energy crisis based on fossil fuel has become a global problem because of its limited availability. Various attempts  have  been  done  to  find  another  alternative  fuels  which  have  renewable  characteristic  and environmentally  friendly, by using biofuel biodiesel. The aim of this  research is to study the  effect  of  process variable  microwave  reactive  extraction  to  produce  biodiesel  from  the  “Sunan”  seeds  of  candlenut.  The  main novelty and innovation of the developed process was extraction of Sunan candlenut oil and transesterification reaction  occurs  at  one  stage.  Measurement  was  carried  out  in  the  Bioenergy  Laboratory  of  Chemical Engineering Vocational School UNDIP and Separation Engineering Laboratory of Chemical Engineering UNTAG for 4 months. Activities carried out include: (i) designing and manufacturing reactive extractor microwave with
capacity 5 liters / day, and (ii) study of the effect of reactive extraction process variable for biodiesel production. Process variables of extraction and methanolyisis from Sunan candlenut oil as an effort to increase productivity were divided into two types: independent  and dependent variable. Research has been conducted by grinding Sunan seed weight of 250 grams. Variable changed using parameter of reactive extraction temperature 50, 55, 60, and 65 ° C, and the ratio of methanol feed: Sunan seeds at  5: 1, 4: 1, 3: 1 and 2: 1. The results show that the reactive extractor microwaves produce biodiesel from the Sunan seeds has been fabricated as well. The greater the ratio of methanol- Sunan seed, the bigger of Sunan oil conversion to methyl ester. Increasing methyl ester also getting bigger with increasing operating temperature of reactive extraction.
Keyword : sunan seed, reactive extraction, microwave, oil, biodiesel

## PENDAHULUAN
Energi  fosil  khususnya  minyak  bumi, merupakan  sumber  energi  utama  dan  sumber devisa  negara.  Namun  demikian,  cadangan minyak  bumi  yang  dimiliki  Indonesia  jumlahnya terbatas.  Sementara itu,  kebutuhan  manusia akan energi  semakin  meningkat  sejalan  dengan  laju pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk.  Oleh  karenanya  berbagai  upaya  telah dilakukan  untuk  mencari  bahan  bakar  alternatif yang memiliki sifat dapat diperbaharui ( renewable ) dan  ramah  lingkungan.  Potensi  energi  yang terbaharukan  antara  lain  tenaga  matahari,  panas bumi, angin, arus laut, tanaman penghasil minyak, dan  lain-lain.  Meskipun  demikian,  pemanfaatan energi  yang  bersumber  dari  tenaga  matahari, angin  dan  arus  laut  mengalami  kesulitan  dalam hal  penampungan  ( storage )  khususnya  untuk benda bergerak.
Minyak  nabati  merupakan  salah  satu  hasil tanaman  yang  berpotensi  sebagai  sumber hidrokarbon  atau  sumber  energi  di  Indonesia. Namun  minyak  tersebut  tidak  bisa  digunakan secara  langsung  karena  memiliki  viskositas  yang tinggi,  angka  cetan  rendah,  adanya  asam  lemak bebas,  volatilitas  rendah,  adanya gum dan terbentuknya endapan yang tinggi bila digunakan sebagai bahan bakar secara langsung (Fangrui Ma, 1999).  Oleh  karenanya,  harus  diubah  ke  bentuk lain yaitu menjadi alkil ester (biodisel).
Potensi  pengembangan  biodiesel  di Indonesia  cukup  besar  karena  disamping  sebagai penghasil  CPO  terbesar  pertama  di  dunia, Indonesia  juga  memiliki  banyak  spesies  tanaman yang  minyaknya  dapat  digunakan  sebagai  bahan baku biodisel (Soerawidjaja, 2006). Permasalahannya  penggunaan Crude
Palm  Oil
(CPO)  sebagai  bahan  baku  biodisel  adalah terjadinya  persaingan  dengan  produk  pangan (Departemen  Pertanian,  2006).  Produksi  biodisel skala  besar  masih  bermasalah,  khususnya berkaitan dengan ketersediaan bahan baku dalam jumlah besar dan harga yang murah. Penggunaan minyak  sawit  sebagai  bahan  baku  biodisel terkendala  karena  berkompetisi  dengan  bahan pangan dan oleokimia lainnya.
Berkenaan  dengan  hal  tersebut,  sebagai upaya pencarian bahan baku lain berupa tanaman penghasil  minyak  nabati  potensial  untuk dikembangkan  sebagai  bahan  baku  pembuatan bahan bakar nabati yang prospektif salah satunya adalah  penggunaan  tanaman  kemiri  sunan ( Reutealis  trisperma (Blanco)  Airy  Shaw)  sebagai tanaman  penghasil  minyak  nabati.  Tanaman  ini telah  tumbuh  dengan  baik  di  daerah  Jawa  pada ketinggian  0–1000  m  dpl,  mampu  berproduksi tinggi,  berumur  panjang  dengan  kanopi  daun lebar dan perakaran dalam, produktivitas tanaman dan  rendemen  minyak  tinggi  tidak  hanya potensial  sebagai  penghasil  minyak  nabati  tetapi dapat juga digunakan sebagai tanaman konservasi (Natakarmana,  2009).  Bijinya  yang  beracun menjadikan  tanaman  ini  tidak  bersaing  dengan pangan  sebagai  bahan  baku  pembuatan  bahan bakar  nabati.  Oleh  karenanya,  minyak  kemiri sunan  lebih  baik  diubah  ke  bentuk  oleokimia, seperti biodisel.
Produksi  biodisel  dari  minyak  nabati  pada dasarnya  adalah  reaksi  metanolisis,  yaitu  reaksi trigliserida dengan metanol dihasilkan metil  ester asam lemak dan gliserol. Reaksi transesterifikasi ini merupakan  reaksi  bolak-balik  ( reversible ),  dengan alkohol  dalam  jumlah  berlebih  yang  digunakan untuk  menggeser  kesetimbangan  reaksi  ke  arah produk.  Mekanisme  kinetika  reaksi  proses
produksi  biodisel  meliputi  trigliserida  direduksi menjadi  digliserida,  dan  direduksi  menjadi monogliserida  kemudian  direduksi  menjadi  asam lemak  ester  dan  gliserol  (Noureddini,  dkk.,  2005, Firyanto, dkk., 2010).
Reaksi transesterifikasi berlangsung dengan menggunakan  katalis  asam  (Furuta, et  al .,  2004), alkali (Zhang, et al ., 2003 a , 2003 b , Gomez-Castroa, et al ., 2013), maupun biokatalis enzim (Nelson, et al .,  1996,  Caro, et  al .,  2000,  Hama, et  al .,  2004, Noureddini, et  al .,  2005,  Firyanto,  dkk.,  2011). Proses ini pada umumnya menggunakan tahapan ekstraksi  minyak  nabati  sebagai  bahan  bakunya. Minyak  nabati  diproduksi  dengan  menggunakan press mekanik
yang diikuti ekstraksi menggunakan pelarut untuk mengekstrak minyak yang  tidak  terecovery.  Kelemahan  mendasar proses  tersebut  adalah  biayanya  relatif  mahal, sehingga  biodisel  yang  dihasilkan  kurang kompetitif  untuk  bersaing  dengan  bahan  bakar solar  (Firyanto,  dkk.,  2011).  Untuk  itu  perlu pengembangan  proses  transeserifikasi  in  situ  biji kemiri  sunan  dengan  menggunakan  ekstraksi reaktif (Harrington, et al ., 1985 a , Haas, et al ., 2004). Teknologi ini merupakan penggabungan dua alat proses menjadi satu tahap, yaitu ekstraksi minyak dan  reaksi  transesterifikasi.  Integrasi  proses  ini dapat  mereduksi  biaya  produksi  biodisel (Harrington, et  al .,  1985 b ,  Haas, et  al .,  2004, Hincapie, et  al .,  2011).  Akan  tetapi,  ternyata  yield ekstraksi  minyak  biji  kemiri  sunan  dan  konversi transesterifikasi  secara overall kurang  maksimal. Hal  ini  terjadi  karena  perpindahan  massa  pada ekstraksi  dan  laju  transesterifikasi  dengan pemanasan  konvensional  mengalami  penurunan yang  disebabkan  oleh:  menurunnya  fleksibilitas molekul  katalis  seperti  NaOH,  instabilitas  dan deaktivasi katalis.
Karakteristik  katalis    merupakan  fenomena yang  disebut  dengan  “ interfacial  activation ” (aktivasi  pada  permukaan).  Aktivitas  katalis meningkat cepat ketika berada pada reaktan yaitu interface minyak-metanol.  Fenomena  tersebut disebabkan  oleh  karakteristik  struktural  katalis.
Ekstraktor reaktif dengan pemanasan konvensional bergantung pada fenomena konveksi  dan  konduksi,  serta  perpindahan  panas terjadi melalui gradien panas, akibatnya  sebagian besar panas hilang ke lingkungan. Oleh karenanya pada temperatur rendah, sebagian minyak berada
dalam bentuk padat sehingga reaksi transestrifikasi  menjadi  sulit.  Bila  minyak  berada dalam  fasa  padat,  luas interface antara  fasa minyak  dan  metanol  menjadi  kecil  dan  NaOH akan lebih sulit mengkatalisis reaksi.
Dengan  hilangnya  panas  ke  lingkungan, sebagian  katalis  NaOH  mengalami  deaktivasi. Stabilitas  katalis  ditentukan  oleh  konfigurasi  tiga dimensi.  Aktivasi  pada  permukaan  katalis  akan megakibatkan  perubahan  bentuk  disekitar  sisi aktif,  guna  merespon  kondisi  pelarut.  Hilangnya panas  ke  lingkungan  mengakibatkan  sisi  aktif katalis  kurang  terekspos  sehingga  akses  reaktan terhadap sisi aktif akan lebih sempit.
Untuk  itu,  perlu  pengembangan  ekstraktor reaktif  termokimia  gelombang  mikro  dalam  satu tahap  berupa  tangki  berpengaduk.  Proses termokimia ekstraksi dan transesterifikasi menggunakan gelombang mikro memiliki keunggulan,  diantaranya  meningkatkan  laju transesterifikasi  melalui  proses  “ tuning-up ” terhadap  mekanisme  kinetika  reaksi  trigliserida menjadi  alkil  ester.  Ekstraktor  reaktif  gelombang mukro  akan  meningkatkan  laju  perpindahan massa,  sehingga  yield  minyak  akan  meningkat, selain mereduksi waktu ekstraksi dan reaksi.
Mekanisme  pemanasan  gelombang  mikro yang  unik,  menyebabkan  tidak  ada  panas  yang hilang.  Pemanasan  menggunakan  gelombang mikro  berdasarkan  tumbukan  langsung  dengan pelarut  dan  diatur  oleh  dua  fenomena  yang berlangsung  simultan  yaitu  konduksi  ionik  dan rotasi dipol. Konduksi ionik mengacu pada migrasi elektrophoretik  ion  yang  berpengaruh  terhadap perubahan  medan  listrik.  Resistansi  yang ditimbulkan  reaktan  terhadap  proses  migrasi  ion akan  menghasilkan  friksi  dan  dapat  memanaskan reaktan.  Rotasi  dipol  merupakan  pengaturan kembali  dipol  molekul  akibat  medan  listrik  yang berubah  cepat,  sehingga  proses  pemanasan berlangsung cepat. Konsepnya, radiasi gelombang mikro  akan  melewati  bahan  yang  diekstrak  dan direaksikan  dengan  aktivasi  katalis.  Molekul- molekul  tersebut  akan  menyerap  energi elektromagnetik  (pemanasan  dielektrik).  Molekul yang  bersifat  elektrik  dipol  ( electric  dipoles ), memiliki muatan negatif dan positif pada masing- masing  sisi.  Kehadiran  medan  elektrik  yang berubah-ubah dan diinduksikan melalui gelombang mikro mengakibatkan masing-masing
sisi akan berputar untuk saling mensejajarkan diri. Pergerakan  molekul  akan  menciptakan  panas seiring  dengan  timbulnya  gesekan  antar  molekul. Energi  panas  yang  dihasilkan  tersebut  berfungsi sebagai  agen  pemanasan  bahan  dalam  ekstraksi minyak,  aktivasi  katalis    dan  menaikkan  energi kinetik reaksi.
Keunggulan proses ekstraksi
reaktif gelombang  mikro  untuk  produksi  biodisel diantaranya:
(i)
menggabungkan proses pemisahan  minyak  kemiri  sunan  dan  reaksi transesterifikasi  menjadi  satu  tahap  proses, sehingga  akan  menghemat  biaya  investasi,  (ii) mampu  menggeser  kesetimbangan  fasa,  karena produk  ekstraksi  dan  reaktan  metanol  langsung bereaksi  menjadi  metil  ester  (sesuai  azaz  Le Chatelier),  sehingga  yield  ekstraksi  dan  konversi transesterifikasi  akan  meningkat,  dan  (iii) mereduksi
waktu ekstraksi dan reaksi transesterifikasi jika
dibandingkan proses konvensional,  sehingga  akan  mereduksi  biaya operasi produksi.
Persoalan  krusial  untuk  produksi  biodisel secara in  situ melalui ekstraksi reaktif termokimia gelombang  mikro  adalah  transesterifikasi  terjadi secara  langsung  dari  biji  kemiri  sunan,  sehingga melibatkan tambahan fasa padat (mesokarp). Oleh karena itu, pengaruh komposisi metanol terhadap pengeluaran  minyak  dari  mesokarp  juga menentukan  kecepatan  transesterifikasi.  Minyak kemiri  sunan  akan  lebih  mudah  keluar  dari  fasa padat  bila  disekelilingnya  adalah  fasa  organik (metanol),  maka  pengeluaran  minyak  dari  fasa padat menjadi lebih mudah. Makin banyak minyak yang  berhasil  dikeluarkan,  maka  semakin  banyak reaktan  yang  tersedia  untuk  reaksi.  Jadi, konsentrasi  metanol  juga  berpengaruh  terhadap pengeluaran  minyak  kemiri  sunan  disamping meningkatkan  luas interface antara  kedua  fasa melalui  pembentukan  emulsi.  Emulsi  harus sedemikian  rupa  sehingga  menghasilkan  luas permukaan  yang  besar.  Selain  itu,  bagaimana mengoptimalkan kondisi proses supaya kemampuan  spesifik  katalis  NaOH  dalam menurunkan  energi  aktivasi  transesterifikasi sehingga  semua  minyak  kemiri  sunan  yang terdesorpsi  akan  termetanolisis  membentuk  metil ester,  disamping  mereduksi  terseretnya  fasa diluen  ke  fasa  kontinyu.  Oleh  karenanya,  kajian penelitian  ini  diarahkan  pada  pengembangan
ekstraktor  reaktif  gelombang  mikro  simultan untuk meningkatkan laju ekstraksi-transesterifikasi produksi  biodisel,  dan  menentukan  data-data teknis  pengaruh  variabel  proses  yang  sangat penting  peranannya  sebelum  diterapkan  secara komersial.

## METODOLOGI

## Bahan Penelitian
Bahan  utama  penelitian  ini  adalah  biji kemiri  sunan,  petroleum  ether,  metanol,  katalis NaOH  dan metoxide .  Biji  kemiri  sunan  diperoleh dari  Stasiun  Litbang  Bahan  Bakar  Nabati Puslitbang  Perkebunan  DEPTAN.  Bahan-bahan kimia membeli di CV. Bratachem Semarang.

## Alat Penelitian
Alat  utama  penelitian  berupa  ekstraktor reaktif yang  dilengkapi  pemanas  gelombang mikro.  Rangkaian  ekstraktor  reaktif  gelombang mikro  yang  digunakan  untuk  proses  produksi biodisel tersaji pada Gambar 1. Sementara itu, alat pendukung  yang  dipakai  pada  penelitian  ini adalah  alat  grinding  untuk  memecah  biji  kemiri sunan, centrifuge ,  tabung  reaksi  dan  corong pemisah  Beberapa  alat  lain  yang  digunakan sebagai  pendukung  untuk  keperluan  analisa adalah:  buret,  dengan  volume  10  ml  dan  skala 0,02,  piknometer,  dengan  volume  5  ml, viskosimeter, erlenmeyer, dengan volume 250 ml, pipet volum, dengan volume 10 ml, beaker glass, dengan  volume  500  ml  dan  100  ml,  pipet  tetes, bomb calorimeter, dan pipa kapiler.

## Desain  dan  Pabrikasi    Prototipe  Ekstraktor Gelombang Mikro
Perancangan  dan  pabrikasi  alat  ekstraktor gelombang  mikro  kapasitas  5  kg/hari  telah dikerjakan  di  Workshop  Teguh  Jaya  Ungaran selama  2  bulan.  Ekstraktor  yang  telah  dipabrikasi berupa  ekstraktor  MAE  jenis  vessel  terbuka. Ekstraktor  MAE  berupa  seperangkat  alat  oven jenis mikrowave yang  akan  dilengkapi  dengan seperangkat  ekmerupakan  ekstraktor  terdiri  dari labu  leher    rendah  dan  kondensor. Mikrowave yang  akan  digunakan  memiliki  daya  800  W
dengan  frekuensi  iradiasi  sebesar  2450  Mhz. Rangkaian alat ekstraktor reaktif gelombang mikro digunakan untuk produksi biodisel dari biji kemiri sunan  tersaji  pada  Gambar  1.  Untuk  mengatasi masalah  korosi,  prototipe  ini  dibuat  dari  material stainless stell yang dilengkapi sigh glass .

## Eksperimen
Eksperimen  dilakukan  untuk  mendapatkan data-data  yang  berguna  dalam  pengukuran ekstraksi  reaktif  pada  berbagai  variebel  proses. Data-data  yang  telah  diukur  digunakan  sebagai alat  untuk  memvalidasi  postulasi  yang  telah ditetapkan.  Pengukuran  data  dilakukan  di Laboratorium  Bioenergi  Teknik  Kimia  Sekolah Vokasi  UNDIP  dan  Laboratorium  Teknik  Separasi Teknik Kimia UNTAG selama 4 bulan.

## Variabel Proses
Variabel  proses  dalam  ekstraksi  dan metanolisis  minyak  kemiri  sunan  sebagai  upaya dalam meningkatkan produktifitas dibagi menjadi dua,  yaitu:  variabel  tetap  dan  variabel  berubah. Penelitian ini telah dilaksanakan dengan berat biji kemiri  sunan  sebesar  250  gr  dan  dan  dihaluskan.
Variabel  berubah  menggunakan  parameter  daya mikrowave ditetapkan  pada  rentang  150-300  W, suhu  ekstraksi  reaktif  50,  55,  60,  dan  65 o C,  dan perbandingan  umpan  metanol:biji  kemiri  sunan pada rasio 5:1, 4:1, 3:1, dan 2:1.
Cara Kerja Biji kemiri sunan yang
telah dikeringanginkan  digrinding  untuk  diserbukkan. Umpan  berupa  serbuk  biji  kemiri  sunan,  katalis metoxide/NaOH sesuai rasio umpan, dan metanol konsentrasi  tertentu  (berfungsi  sebagai  pelarut ekstraksi  dan  reaktan  transesterifikasi)  yang  telah dikondisikan  pada  temperatur  tertentu,  dengan perbandingan tertentu pula, dimasukkan ke dalam ekstraktor  reaktif  gelombang  mikro.  Sebelum umpan  dan  metanol  dimasukkan  ke  dalam ekstraktor,  ekstraktor  juga  dikondisikan  pada temperatur  yang  diinginkan.  Sebuk  biji  kemiri sunan  sebanyak  250  gram  dimasukkan  kedalam ekstraktor
reaktif, dan
ditambahkan metanol+katalis  sesuai  variabel  proses  dan diekstraksi  serta  transesterifikasi  simultan  dalam ekstraktor  reaktif  berbasis mikrowave pada  daya dan  temperatur  tertentu  selama  waktu  tertentu pula.  Perhitungan  waktu  ekstraksi  reaktif  (t  =  0)
Gambar 1. Ekstraktor reaktif gelombang mikro
dimulai ketika pengaduk mulai dijalankan. Selama ekstraksi  reaktif  berlangsung,  sejumlah  sampel diambil  setiap  10  menit.  Sampel  berupa  metil ester  dan  gliserol  serta  reaktan  sisa  dipisahkan dengan  menggunakan  decanter  dan  dialirkan  ke tangki  penampung  biodisel  dan  tangki  gliserol. Biodisel  sebesar  5  mL  larutan  diambil  dari  tangki biodisel  untuk  dianalisa  HPLC  dan  GC  guna mengukur produksi metil ester (Biodisel).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Perancangan  dan  Pabrikasi  Ekstraktor  Reaktif Gelombang Mikro
Ekstraktor yang
dipabrikasi berupa ekstraktor  MAE  jenis  vessel.  Ekstraktor  MAE  yang terpabrikasi  berupa  seperangkat  alat  oven  jenis mikrowave dilengkapi  dengan  seperangkat ekstraktor reaktif terdiri dari labu leher rendah dan kondensor. Mikrowave yang  digunakan  sebagai pemanas  memiliki  daya  800  W  dengan  frekuensi iradiasi  sebesar  2450  Mhz.  Rangkaian  alat ekstraktor  reaktif  gelombang  mikro  yang digunakan untuk ekstraksi reaktif biji kemiri sunan menjadi biodisel tersaji pada Gambar 2.
Alat ekstraktor reaktif gelombang mikro ini digunakan  untuk  mengekstrak  minyak  kemiri sunan dan metanolisis minyak menjadi metil ester secara  simultan  di  laboratorium.  Data  hasil pengukuran  komposisi  metil  ester  tersebut
digunakan  untuk  memvalidasi  dan  menentukan pengaruh terhadap berbagai variabel proses.
Eksperimen di laboratorium telah dilakukan dengan berat biji kemiri sunan sebesar 250 gr dan dan  dihaluskan.  Variabel  berubah  menggunakan parameter  daya mikrowave ditetapkan  pada rentang  150-300  W,  suhu ekstraksi  reaktif  50,  55, 60,  dan  65 o C,  dan  perbandingan  umpan metanol:biji  kemiri  sunan  seperti  tersaji  pada Tabel  1.  Pelaksanaan  eksperimen  dan  hasil pengukuran  data  laboratorium  tersaji  pada Gambar 2 dan 3.

## Pengaruh Rasio Umpan Ekstraksi Reaktif
Gambar  2  menunjukkan  grafik  hubungan antara  perolehan  metil  ester  terhadap  waktu ekstraksi  reaktif  pada  berbagai  rasio  umpan metanol-biji  kemiri  sunan.  Semakin  besar  rasio metanol-biji kemiri sunan, konversi minyak kemiri sunan menjadi metil ester semakin meningkat. Hal ini  menunjukkan    bahwa  memperbesar  metanol, dapat  mengencerkan  viskositas  cairan,  akibatnya difusifitas  meningkat  dan  peningkatan  minyak yang  menyeberang  ke  fasa  metanol  akibatnya tumbukan  antar  molekul  minyak-metanol  lebih sering  terjadi.  Selain  itu,  dengan  memperbesar pelarut  berarti  memperbesar  fasa  kontinyu, akibatnya  fraksi  volum  fasa  cair  yang  terdispersi semakin kecil dan diameter partikel juga mengecil. Dengan  mengecilnya  diameter  partikel,  maka
Gambar 2. Hasil rancangan dan pabrikasi ekstraktor reaktif gelombang mikro

## Tabel 1 . Perolehan metil ester pada berbagai variable proses
Variabel Suhu ( o C) Jml Kemiri (g) Metanol (ml) NaOH (%) Metil Ester (%) 1 50 250 500 2 93,2 2 50 250 500 3 88,6 3 50 250 500 4 98,4 4 50 250 500 4 73,81 5 55 250 500 4 97,3 6 60 250 500 4 96,1 7 65 250 500 4 100 8 50 250 500 5 96,74 9 50 250 750 2 89,2 10 50 250 750 3 86,95 11 50 250 750 4 65,2 12 50 250 750 5 10,8
akan  memperluas  kontak  antar  fasa  yang disebabkan  semakin  meningkatnya  fasa  dispersi yang  terseret  dalam  fasa  pelarut.  Hal  ini  sesuai dengan  korelasi  yang  diusulkan  oleh  Skelland (1992), yaitu:
6 , 0 32 ) 4 , 5 1 ( 058 , 0
      Nwe d d l  (1)
Meningkatnya metanol sebagai pelarut dan reaktan  yang  berlebih  menunjukkan  bahwa metanolisis  minyak  kemiri  sunan  secara  katalitik sangat berpotensi. Ini terjadi karena  NaOH dapat mengkatalisis di daerah interface , yaitu antara fasa minyak  dengan  fasa  metanol.  Hasil  kajian  awal menunjukkan  kondisi  relatif  baik  tercapai  pada suhu 65 o C dengan katalis NaOH 4% berat metanol
pada  rasio  umpan  metanol-minyak  kemiri  sunan 4:1 dengan perolehan metil ester sebesar 100%.
Pengaruh Temperatur Ekstraksi Reaktif terhadap Metil Ester Hasil penelitian tentang hubungan perolehan  metil  ester  dengan  temperatur  tersaji pada  Gambar  3.  Kurva  ini  menunjukkan peningkatan  perolehan  metil  ester  seiring meningkatnya temperatur operasi ekstraksi reaktif. Hal  tersebut  sesuai  dengan  persamaan  Arrhenius yang  menyatakan  hubungan  aktivitas  terhadap temperatur, yaitu:
) ( RT E o h e A A     (2)
Gambar 2. Grafik hubungan konversi terhadap waktu reaksi
Gambar 3. Grafik hubungan temperatur terhadap perolehan metil ester
Dalam  hubungan  ini,  A  adalah  faktor tumbukan antar molekul minyak dengan metanol pada  saat  temperatur  T,  A o adalah  faktor tumbukan  saat  temperatur  acuan,  E h adalah energi  aktivasi  reaksi  transesterifikasi,  R  adalah temperatur  gas,  dan  T  adalah  temperatur  proses transesterifikasi.
Menurut  Arrhenius,  tumbukan  antar molekul  meningkat  dengan  kenaikan  temperatur. Hal  ini  disebabkan  pada  temperatur  terlalu rendah,  minyak  kemiri  sunan  yang  merupakan reaktan  akan  berada  dalam  fasa  cair  yang  lebih kental,  akibatnya  reaksi  transesterifikasi  menjadi sulit.  Selain  itu,  NaOH  mengkatalisis  reaksi  pada interface antara fasa minyak dan metanol. Bila fasa minyak  berada  dalam  fasa  cair  yang  lebih  kental, luas    interface  antara  fasa  minyak  dan  fasa metanol  menjadi  kecil dan  NaOH akan lebih sulit mengkatalisis  reaksi.  Suhu  yang  terlalu  tinggi dapat menyebabkan terjadinya kerusakan struktur enzim. Akibatnya enzim menjadi terdeaktivasi dan proses transesterifikasi menjadi terhambat.

## KESIMPULAN
Hasil  kajian  menunjukkan  bahwa  alat ekstraktor  reaktif  gelombang  mikro  untuk produksi  biodisel  dari  biji  kemeri  sunan  telah dipabrikasi  secara  baik.  Semakin  besar  rasio metanol-biji kemiri sunan, konversi minyak kemiri sunan  menjadi  metil  ester  semakin  meningkat. Peningkatan    perolehan  metil  ester  juga  juga semakin  besar  seiring  meningkatnya  temperatur operasi ekstraksi reaktif.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Pada  kesempatan  ini,  penulis  mengucapkan syukur  Alhamdulillah  kepada  Allah  SWT  serta terima  kasih  yang  sebesar-besarnya  kepada KEMENRISTEKDIKTI  atas  dukungan  dana  dalam kegiatan Penelitian Hibah Bersaing 2016.

## DAFTAR PUSTAKA
Caro, Y, P. Villeneuve, M. Pina, Max-Reynes dan J. Graille,  2000. Investigation  of  Crude  Latex from  Carica  papaya  Varieties  for  Lipid Conversion . JAOCS 77 (8) : 891 – 901.
Deptan.  2006.  Statistik  Perkebunan  Indonesia 2004-2006  Kelapa  Sawit.  Dept  Pertanian. Jakarta
Fangrui  Ma,  Milford.  A.,Hanna.,1999.  Biodiesel Production:  a  review  ;  Bioesurce  Technology 70 :pp: 1-5.
Firyanto,  R,  dan  Mulyaningsih,  M.F.S.  2010.  P. Pengembangan Bioreaktor Enzimatis Kontinyu Untuk  Produksi  Biodisel  Dari  Minyak  Jarak Pagar  Dan  Uji  Performa  Pada  Mesin  Disel .
Laporan  Penelitian  Hibah  Bersaing  DP2M- DIKTI.
Firyanto,  R,  dan  Mulyaningsih,  M.F.S.  2011.  P. Perancangan  Bioreaktor  Packed  Coloumn Enzymatis Penghasil Biodisel Secara Kontinyu . Prosiding  Seminar  Nasional  Teknik  Kimia “Kejuangan” UPN Yogyakarta.
Furuta  S,  Matsuhashi  H,  Arata  K.  2004.  Biodiesel fuel production with solid super acid catalysis
in  fixed  bed  reactor  under  atmospheric pressure. Catalyst Communication. 5:721–3. Gomez-Castroa,  F.I.  Rico-Ramireza,  V.  Segovia- Hernandezb,  J.G.  Hernandez-Castrob,  S.  El- Halwagic,  M.M.  2013.  Simulation  study  on biodiesel  production  by  reactive  distillation with  methanol  at  high  pressure  and temperature:  Impact  on  costs  and  pollutant emissions. Computers and Chemical
Engineering 52: 204– 215.
Haas MJ, Scott KM, Marmer WN, Foglia TA. 2004.
In situ alkaline transesterification: an effective method for the production of fatty acid esters from vegetable oils. Journal of the American Oil Chemist’s Society  81:83–9.
Hama  S,  Yamaji  H,  Kaieda  M,  Oda  M,  Kondo  A, Fukuda  H.  2004.  Effec  to  ffatty  acid membrane  composition  on  whole-cellbio catalysts for  biodiesel-fuel  prodution. Biochemical Engineering Journal. 21:155–60. Harrington KJ, Arcy-Evans CD. 1985 a .
Transesterification  in  situ  of  sun  flower  seed oil.  Industrial  Engineering  and  Chemical Research. 24:314–8.
Harrington  KJ,  D’Arcy-Evans  C.  1985 b .  A comparison  of  conventional  and  in  situ methods  of  transesterification  of  seed  oil from a series of sun flower, cultivars. Journal of  the  American  Oil  Chemist’s  Society. 62:1009–13.
Hincapie´  G,  Mondrago´n  F,  Lo´  pez  D.  2011. Conventional and in situ transesterification of castor seed oil for biodiesel production. Fuel. 90:1618–23. Natakarmana  H.,  2009.  Program  budidaya tanaman kemiri sunan untuk Penanggulangan lahan kritis dan penanggulangan  krisis  Bahan  Bakar  fosil.
Ketua pengembangan agribisnis Ponpes.
Nelson,  L.A.,  T.A.  Foglia  dan  W.N.  Marmer,  1996. Lipase-Catalyzed  Production  of  Biodiesel . JAOCS 73 (8) : 1191 – 1195.
Noureddini  H,  Gao  X,  Philkana  RS.  2005. Immobilized pseudomonas cepacia lipase for biodiesel  fuel  production  from  soybean  oil. Bioresource Technology; 96:769–77.
Soerawidjaja. Intesifikasi Proses Produksi Biodiesel. 2006.  Bandung:  Departemen  Teknik  Kimia, ITB
Zhang,  Y.  Dube,  D.D.  McLean,  M.  Kates,  2003 a . Biodiesel Production from Waste Cooking Oil :  1.  Process  Design  and  Technoligical Assessment,  Bioresource  Technology  89 (2003) : 1 – 16.
Zhang  Y,  Dub  MA,  McLean  DD,  Kates  M.  2003 b . Biodiesel production from waste cooking oil: 2.  Economi  cassess  mentand  sensitivity analysis. Bioresource Technology. 90:229–40.