## STUDI KINETIKA REAKSI PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK NYAMPLUNG MENGGUNAKAN IRADIASI MICROWAVE

## Nisa Nurhidayanti
Sekolah Tinggi Teknologi Pelita Bangsa nisa.kimia@pelitabangsa.ac.id
Abstrak -Minyak  nyamplung (Calophyllum  inophyllum  Linn) adalah  salah  satu  bahan  baku  yang  potensial  untuk produksi biodiesel karena kandungan minyaknya yang tinggi. Minyak nyamplung mengandung asam lemak bebas yang  tinggi,  proses pretreatment dalam  penelitian  ini  dapat  mereduksi  asam  lemak  bebas  dari  27,978  %  menjadi 1,269% sehingga minyak dapat dilanjutkan pada proses transesterifikasi. Iradiasi microwave digunakan pada proses transesterifikasi  sebagai  metode  alternatif  yang  lebih  cepat  dibandingkan  dengan  metode  refluks  konvensional. Tujuan penelitian ini untuk mengidentifikasi metil ester dalam produk, mengkaji kinetika reaksi pembuatan biodiesel dan  mengkaji  pengaruh  penggunaan  iradiasi  microwave  terhadap  energi  aktivasi  dan  laju  reaksi  transesterifikasi dibandingkan dengan metode konvensional. Power microwave (100, 200 dan 400W), waktu iradiasi (5, 7, 10, 12 dan 15 menit) dan suhu reaksi (50, 55, 60, 65 dan 70 o C) digunakan sebagai parameter penelitian. Kondisi operasi terbaik menggunakan power microwave 200W pada suhu 65 o C selama 5 menit, yield biodiesel maksimal sebesar 84,62% dan  sifat  fisik  biodiesel  telah  memenuhi  standar  SNI  04-7182-2006,  ASTM  6751-02  dan  EN-14214.  Biodiesel nyamplung mengandung 30,23% metil oleat, 25,76% metil linolelaidat, 19,21% metil palmitat, 15,75% metil stearat, 2,11%  metil  lignocerat,  1,41%  metil  eicosanoic,  0,54%  metil  behenate  dan  0,37%  metil  palmitoleat.  Biodiesel nyamplung dengan iradiasi microwave memiliki energi aktivasi (Ea) sebesar 2579,834 J/mol, faktor tumbukan (A) sebesar 1,0161 L/mol  menit, laju reaksi transesterifikasi (r t ) = 1,0161e (-2579,834/RT) [ME] dan  waktu reaksi selama 5 menit. Sedangkan biodiesel nyamplung dengan metode konvensional memiliki energi aktivasi (Ea) sebesar 4831,265 J/mol, faktor tumbukan (A) sebesar 0,3772 L/mol, laju reaksi transesterifikasi (r t )=0,3772 e (-4831,265/RT) [ME] dan waktu reaksi selama 30 menit. Hasil penelitian menunjukkan penggunaan iradiasi microwave dapat meningkatkan laju reaksi transesterifikasi, menurunkan energi aktivasi dan mengurangi waktu reaksi menjadi 1/6 kali lebih cepat dibandingkan metode konvensional.
Kata kunci : biodiesel, iradiasi microwave , kinetika reaksi, minyak nyamplung
Abstract - Nyamplung (Calophyllum inophyllum Linn) is an potential feedstock for biodiesel production because of its high oil content. As nyamplung oil contains high free fatty acid, a pretreatment process in this research was carried out  to  reduce  the  amount  of  FFA  from  27.498  wt%  to  1.269  wt%  so  that  the  oil  can  be  resumed  in  the transesterification process. Microwave irradiation is used in the transesterification process as an alternative method that is faster than the conventional reflux method.The purpose of this research was to study identify methyl ester in the product, examine the kinetics of biodiesel and assess the effect of using microwave irradiation to activation energy and  the  rate  of  transesterification  reactions  compared  to  conventional  methods.  Microwave  power  (100, 200 and 400W), reaction time (5, 7, 10, 12 and 15 minutes) and reaction temperature (50, 55, 60, 65 and 70 o C) were selected as  experimental  parameters. The  optimum  conditions  for  transesterification  process  is  using  microwave  power  of 200W at 65 ° C for 5 minutes to obtain yield biodiesel of 84.62% and physical properties biodiesel meet the standard of SNI 04-7182-2006, ASTM 6751-02 and EN-14214. Nyamplung biodiesel contains about 30.23% of methyl oleic, 25.76% of methyl linolelaidate, 19.21% of methyl palmitic, 15.75% of methyl stearic, 2.11% of methyl lignoceric, 1.41  %  of  methyl  eicosanoic,  0.54%  of  methyl  behenate  and  0.37%  of  methyl  palmitoleic.  Nyamplung  biodiesel preparation using microwave irradiation has the activation energy (Ea) of 2579.834 J / mol, collision factor (A) of 1.0161 L/mol min, the rate of transesterification reaction (r t ) = 1,0161e ( -2,579.834 / RT ) [ME] and reaction time of 5 minutes. Nyamplung biodiesel preparation using the conventional method has the activation energy (Ea) of 4831.265 J / mol, collision factor (A) of 0.3772 L / mol and the rate of the transesterification reaction (r t ) = 0.3772 e ( -4,831.265 / RT ) [ME] and reaction time of 30 minutes. The results showed the use of microwave irradiation increases the rate of transesterification reaction, lowering the activation energy and reduce the reaction time becomes 1/6 times faster than conventional methods.
Keywords : biodiesel, microwave irradiation, , reaction kinetic, Calophyllum inophyllum oil

## 1. PENDAHULUAN
Kebutuhan  bahan  bakar  minyak  dari  tahun  ke  tahun terus meningkat. Indonesia sebagai salah satu negara di ASEAN  yang  sampai  saat  ini  penggunaan  sumber energinya  masih  sangat bergantung pada bahan bakar fosil. Energi fosil yang digunakan sebagai sumber daya
energi utama di Indonesia terdiri dari minyak, gas dan batubara. Berdasarkan rasio cadangan produksi sumber energi  fosil,  potensi  pemanfaatan  energi  fosil  yang paling  tinggi  adalah  penggunaan  batubara,  dalam waktu sekitar 70 tahun lagi persediaannya akan habis, sedangkan  energi  fosil  yang  menempati  peringkat
kedua yaitu sumber daya gas yang diperkirakan masih dapat  bertahan  hingga  sekitar  28  tahun  lagi.  Sumber energi  fosil berupa  minyak  merupakan  sumber energi yang  potensinya  paling  kecil,  yaitu  masih  dapat dimanfaatkan dalam jangka waktu sekitar 7 tahun lagi, apabila  tidak  ditemukan  cadangan  baru  dan  tidak  ada usaha untuk  menggantikan energi fosil dengan energi alternatif  yang  tersedia  di  alam  (Sugiyono,  2014). Salah  satu  cara  untuk  meminimalisir  ketergantungan terhadap  bahan  bakar  fosil  dan  agar  dapat  memenuhi syarat lingkungan global adalah dengan mengembangkan  biodiesel  sebagai  bahan  bakar terbarukan yang ramah lingkungan dan berkelanjutan.
Bahan  baku  pembuatan  biodiesel  yang  digunakan  di Indonesia  adalah  minyak  kelapa  sawit  dan  minyak jarak pagar. Penggunaan minyak kelapa sawit sebagai bahan  baku  biodiesel  dinilai  kurang  efisien  karena mengganggu  ketahanan  pangan.  Sedangkan  minyak jarak  pagar  masih  menjadi  kendala  karena  rendahnya produktivitas tanaman jarak pagar. Salah satu tanaman non  pangan  yang  memiliki  potensi  menghasilkan randemen  biodiesel  yang  tinggi  adalah  nyamplung ( Calophyllum  inophyllum  Linn ).  Minyak  nyamplung adalah  minyak  non  pangan  dan  menjadi  bahan  baku penting  untuk produksi biodiesel.
Pemilihan teknologi untuk proses pembuatan biodiesel sangat  penting  karena  biodiesel  merupakan  suatu sumber energi terbarukan  sehingga proses pembuatan biodiesel  harus  memperhatikan  efisiensi  prosesnya. Iradiasi microwave adalah  salah  satu  metode  yang dapat  mempercepat  terjadinya  reaksi  transesterifikasi, hal ini dikarenakan energi dapat langsung ditransfer ke reaktan tanpa media perantara sehingga proses transfer panas  akan  lebih  efektif  jika  dibandingkan  dengan metode  refluks  konvensional,  sehingga  proses terjadinya  reaksi  membutuhkan  waktu  yang  lebih singkat. Penggunaan iradiasi microwave dalam proses transesterifikasi adalah metode terbaik untuk mempersingkat  waktu  reaksi  dan  meningkatkan  yield pada  produksi  biodiesel  (Motasemi  &  Ani,  2012). Penelitian  mengenai  kinetika  reaksi  menggunakan teknik  konvensional  dua  tahap  telah  dilakukan sebelumnya  oleh  Sahirman  (2009),  namun  belum diteliti menggunakan iradiasi microwave . Oleh karena itu,  perlu  dikaji  kinetika  reaksi  pembuatan  biodiesel dari  minyak  nyamplung  menggunakan  iradiasi microwave .
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi  metil  ester  yang  terkandung  dalam biodiesel  dari  minyak  nyamplung  menggunakan iradiasi microwave dan  mengkaji  kinetika  reaksi transesterifikasi  minyak  nyamplung  menggunakan iradiasi microwave dengan  katalis dan kinetika reaksi transesterifikasi minyak nyamplung metode konvensional dengan katalis.
Penelitian  ini  diharapkan  dapat  bermanfaat  untuk mengurangi  ketergantungan  penggunaan  bahan  bakar fosil sehingga masyarakat dapat memanfaatkan potensi sumber  daya  minyak  non  pangan,  khususnya  minyak
nyamplung untuk menghasilkan bahan bakar alternatif ramah lingkungan, menciptakan infrastruktur pekerjaan baru dan dapat meningkatkan kesejahteraan masyarakat,  serta  dapat  berkontribusi  dalam  upaya menangani permasalahan mengenai menipisnya cadangan  bahan  bakar  fosil  dengan  menyediakan alternatif  bahan  bakar  yang  dapat  diperbaharui / renewable dan  ramah  lingkungan  serta  mengatasi kerugian aspek sosial ekonomi dari teknologi biodiesel saat  ini,  mengatasi  tantangan  perubahan  iklim  dan meningkatkan ketahanan energi nasional.

## 2. KAJIAN PUSTAKA DAN PERUMUSAN HIPOTESIS
Bahan  bakar  fosil  konvensional  berkontribusi  pada pemanasan global melalui peningkatan gas rumah kaca (GRK).  Sehingga  diperlukan  energi  alternatif, terbarukan,  berkelanjutan,  efisien,  biaya  produksi rendah,  dengan  emisi  yang  lebih  rendah  (Demirbas, 2009).  Pemilihan  bahan  baku  yang  sesuai  adalah masalah  penting  untuk  memastikan  biaya  produksi biodiesel  yang  rendah.  Bahan  baku  biodiesel  harus memenuhi  persyaratan  untuk  produksi  biodiesel dengan biaya produksi rendah dan produksi skala besar (Silitonga et al , 2013).
Secara umum, bahan baku biodiesel dapat dikategorikan  menjadi  empat  kelompok:  (i)  minyak nabati pangan: kedelai, kelapa sawit, bunga  matahari, safflower,  rapeseed,  kelapa  dan  kacang;  (ii)  minyak non  pangan:  jatropha,  karanja,  mahua,  biji  rami,  biji kapas,  nimba,  camelina  dan  nyamplung;  (iii)  limbah atau minyak daur ulang: minyak goreng bekas, minyak pomace;  dan  (iv)  lemak  hewan:  lemak  daging  sapi, lemak babi, lemak ayam dan minyak ikan (Kumar et al , 2013). Minyak  non pangan, limbah atau  minyak daur ulang  serta  lemak  hewan  merupakan  bahan  baku biodiesel  generasi  kedua.  Produksi  biodiesel  dari minyak  non  pangan  lebih  mudah  dibudidayakan  di lahan yang tidak cocok untuk tanaman pangan dengan biaya  yang  jauh  lebih  rendah  dibandingkan  tanaman minyak  pangan  dan  pertumbuhan  tanaman  ini mengurangi  konsentrasi  CO 2 di  atmosfer  (Bankoviü- Iliü et al , 2012).
Biodiesel pada dasarnya diproduksi dengan transesterifikasi  menggunakan  alkohol  dengan  katalis basa.  Proses  ini  cocok  untuk  minyak  dengan kandungan free  fatty  acid (FFA)  yang  sangat  rendah untuk  menghindari  pembentukan  sabun.  Minyak Calophyllum inophyllum Linn mengandung FFA yang tinggi  (~27  wt.%),  oleh  karena  itu  tidak  dapat dikonversi secara langsung menjadi biodiesel mengikuti reaksi transesterifikasi berkatalis basa secara konvensional.  Metode  dua  atau  tiga  tahap  telah diterapkan  untuk  menghasilkan  biodiesel  berkualitas tinggi  dari  bahan  baku  ini  oleh  beberapa  peneliti. Misalnya,  Sahoo et  al., (2009)  menggunakan  proses transesterifikasi  tiga  tahap    untuk  menghasilkan biodiesel dari minyak C. Inophyllum dengan bilangan asam awal 44 mg KOH/g.  Venkanna & Reddy (2009)

## STUDI KINETIKA REAKSI PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK NYAMPLUNG MENGGUNAKAN IRADIASI MICROWAVE
meneliti biodiesel dari minyak Calophyllum inophyllum  Linn melalui pretreatment esterifikasi berkatalis  asam,  tahap  transesterifikasi  dan post treatment. SathyaSelvabala et  al (2011)  melakukan proses  dua  tahap  untuk  menghasilkan  biodiesel  dari minyak  nyamplung menggunakan katalis asam padat dimodifikasi zeolite untuk langkah pretreatment diikuti oleh reaksi transesterifikasi berkatalis KOH.
Penelitian  Prihanto  dkk,  2013  tentang  pembuatan biodiesel dari minyak nyamplung melalui transesterifikasi  dua  tahap  menunjukkan  bahwa semakin  besar  rasio  molar  metanol  terhadap  minyak dapat  meningkatkan  yield  biodiesel.  Suhu  reaksi transesterifikasi  yang  semakin  tinggi  juga  berbanding lurus  dengan  yield  biodiesel  yang  dihasilkan. Konsentrasi  katalis  basa  kalium  hidroksida  yang digunakan untuk menghasilkan yield maksimal adalah pada  konsentrasi  katalis  KOH  sebesar  1,25  %.    Hasil penelitian menunjukkan bahwa melalui transesterifikasi  dua  tahap  dapat  meningkatkan  yield biodiesel dari minyak biji nyamplung. Kondisi terbaik pembuatan  biodiesel  dari  minyak  biji  nyamplung adalah pada suhu 60 o C, rasio metanol terhadap minyak nyamplung  sebesar  8:1  dan  konsentrasi  katalis  KOH 1,25  %.  Yield  biodiesel  sebesar  92,98  %.  Biodiesel yang dihasilkan telah memenuhi standar SNI 04-7182- 2006 dengan kadar metil ester 99,61 % sebagai bahan bakar mesin diesel.
Penggunaan microwave dilakukan  oleh  Priambodo et al (2015)  pada  reaksi  transesterifikasi  minyak  goreng segar  dan  minyak  goreng  bekas.  Faktor  utama  yang mempengaruhi  proses  transesterifikasi  adalah  rasio molar  metanol  terhadap  minyak,  jumlah  katalis  dan waktu  reaksi.  Penggunaan  iradiasi microwave menghasilkan  konversi  yield  biodiesel  maksimal sebesar  99%  untuk  produksi  biodiesel  dari  minyak goreng  segar  dan  93%  biodiesel  dari  minyak  goreng bekas dengan rasio molar metanol dan minyak sebesar 6: 1, SrO sebagai katalis (1,85%) dan waktu reaksi 40 detik  dan  3  menit.  Hasil  penelitian  menunjukkan bahwa  penerapan  energi  gelombang microwave membuat  reaksi  lebih  cepat,  tahapan  lebih  mudah, terjadi  peningkatan  laju  reaksi  dan  meningkatkan proses pemisahan. Waktu reaksi berkurang menjadi 40 detik  untuk  minyak  goreng  segar  dan  3  menit  untuk minyak  goreng  bekas  dibandingkan  dengan  metode konvensional  selama  150  menit,  karena  dengan menggunakan  teknik microwave ,  tidak  diperlukan pretreatment esterifikasi.
Hasil  penelitian  Ridho,  dkk  (2014)  menunjukkan bahwa  penggunaan  iradiasi microwave menggunakan katalis kalsium oksida (CaO) untuk proses transesterifikasi minyak nyamplung dapat menghasilkan  biodiesel  yang  memenuhi  standar  SNI dengan densitas sebesar 0,886 g/ml, cetane index 46,95 viskositas kinematik sebesar 4,545 cSt, dan flash point >200 0 C . Kondisi operasi terbaik pada daya microwave 100W,  konsentrasi  katalis  4%  (w/w)  serta  rasio  mol metanol terhadap minyak 9:1 dapat menghasilkan yield
biodiesel  sebanyak  94%  (massa  biodiesel/massa minyak nyamplung).
Studi  kinetika  reaksi  transesterifikasi  minyak  kelapa sawit  telah  dilakukan  Jimmy  (2012)  menggunakan model  kinetika  reaksi  transesterifikasi  orde  dua menunjukkan  bahwa  semakin  tinggi  suhu  operasi transesterifikasi kelapa sawit menyebabkan peningkatan  laju  reaksi.  Laju  reaksi  transesterifikasi pada suhu 60 o C yaitu sebesar 1,58x10 - 2 mol.L -1 .menit - 1 dengan konstanta laju reaksi ke kanan k 1 = 1,68×10 -4 L.mol -1 .menit -1 dan  konstanta  laju  reaksi  ke  kiri    k 2 = 5,19×10 -5 L.mol -1 .menit -1 ,  dan  konversi  FAME  ( Fatty Acid  Methyl  Ester )  sebesar  86,61%.  Hasil  penelitian menunjukkan semakin tinggi konstanta laju reaksinya maka  semakin  tinggi  pula  peningkatan  %  FAME, karena  metanol  akan  semakin  reaktif  seiring  dengan mendekati titik didih metanol.
Penelitian Jain, et al 2011 mengkaji kinetika reaksi dua tahap  dari  minyak  goreng  bekas  dengan  kadar  FFA tinggi. Kondisi optimal rasio metanol terhadap minyak 3: 7 (v/v), suhu 65 °C untuk  esterifikasi asam dan 50 °C  untuk  transesterifikasi  basa,  400  rpm  dan konsentrasi  katalis  H 2 SO 4 1%  (w/w)  dan  NaOH  1% (w/w).  Konstanta  laju  reaksi  esterifikasi  dan transesterifikasi sebesar 0,0031 min -1 dan 0,0078 min - 1 .  Hasil  metil  ester  dari  esterifikasi  dan  trans- esterifikasi sebesar 21,5% dan 90,6%. Energi aktivasi reaksi transesterifikasi sebesar 88.764,53 J/mol. Energi yang  rendah  berguna  untuk  produksi  biodiesel  dari minyak FFA tinggi dan memberikan kesempatan untuk daerah  terpencil  melalui  listrik  pedesaan.  Proses  ini dapat  diaplikasikan  secara  luas  untuk  mengkonversi minyak  dengan  FFA  tinggi,  khususnya  minyak  non pangan.
Studi  kinetika  lain  yaitu  transesterifikasi  minyak nyamplung  yang  telah  dilakukan  oleh  Sahirman,  dkk (2009).  Reaksi  transesterifikasi  menggunakan  reaktor batch  mengikuti  reaksi  orde  satu  dengan  rasio  molar metanol  terhadap  minyak  6:1,  konsentrasi  katalis NaOH  1%wt,  kecepatan  pengadukan  400 rpm,  waktu 30 menit dan suhu 29 o C, 45 o C,60 o C dan 70 o C. Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  konstanta  laju  reaksi transesterifikasi pada suhu 29 o C, 45 o C,60 o C dan 70 o C  berturut-turut  adalah  5,46  x10 -  2 menit,  6,63x10 -  2 menit, 8,83 x10 - 2 menit dan 11,74x10 - 2 menit. Energi Aktivasi  (Ea)  sebesar  3870,5  cal/mol  dengan  laju reaksi transesterifikasi (r)=32,23e (3870,5 /RT) [ME]. Pada kondisi isotermal suhu 60 o C dengan harga k=8,83 x10 - 2 menit,  untuk  menghasilkan  metil  ester  sebesar 95,17% dibutuhkan waktu selama 15,27 menit.
Berdasarkan  penelitian  terdahulu,  maka  perlu  dikaji kinetika  reaksi  pembuatan  biodiesel  dari  minyak nyamplung menggunakan iradiasi microwave .

## 3. METODE PENELITIAN
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan
Bahan  baku  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  minyak  nyamplung  ( Calophyllum  inophyllum Linn. )  yang  diperoleh  dari  Koperasi  Jarak  Lestari Cilacap  Jawa  Tengah.  Bahan  kimia  yang  digunakan antara lain metanol teknis, etanol 96% dari toko kimia CV. Indrasari Semarang, kalium hidroksida (KOH) pa dari Merck KgaA-Germany, asam oksalat (H 2 C 2 O 4. 2H 2 O) extrapure dari Merck KgaA-Germany, asam  sulfat  (H 2 SO 4 )  pa,  asam  fosfat  (H 3 PO 4 )  pa  dan asam  asetat  (CH 3 COOH)  pa  yang  diperoleh  dari Laboratorium  C-BIORE  Universitas  Diponegoro Semarang  dan  aquades  dari  Laboratorium  Mer-C Universitas Diponegoro Semarang.

## Alat yang digunakan
Peralatan yang digunakan: microwave merk Elektrolux model  EMM2007X  type    MM820AYC-PA0C,  satu rangkaian  reaktor  esterifikasi-transesterifikasi  (labu mulut  tiga,  pendingin  balik,  termometer,  pengaduk, statif, klem penjepit dan hot plate stirrer ), oven vakum, alat  distilasi,  kompor  listrik,  pengaduk,  erlenmeyer, pipet volum, labu ukur, pH meter, neraca, pipet, corong pemisah, buret, viskosimeter oswald, piknometer, GC ( Gas  Chromatography )  merk  Hewlett  Packard  5890 Series II dan GC-MS Shimadzu-QP2010S.
Gambar 1. Rangkaian Alat Penelitian
Keterangan alat:
1.) Reaktor 2). Tombol on/off microwave 3). Kontrol daya 4). Kontrol waktu 5). Aliran air pendingin masuk 6). Aliran air pendingin keluar 7). Kondensor refluks 8). Termometer 9). Magnetic stirrer
10). Kontrol suhu

## Prosedur Penelitian
Produksi  biodiesel  dilakukan  dalam  dua  langkah mekanisme reaksi, yaitu tahap pretreatment dan reaksi transesterifikasi:
Tahap Pretreatment
Minyak nyamplung dari Koperasi Jarak Lestari Cilacap minyak memiliki kadar free  fatty  acid (FFA) tinggi sebesar 27,498%, sehingga diperlukan tahap pretreatment sebelum    transesterifikasi.    Tahap pretreatment dimulai  dengan deguming untuk menghilangkan  getah    ( gum )  fosfolipid,  glikolipid, liprotein,  resin  fosfatida  dan impurities dan  tahap esterifikasi  dan  netralisasi  yang  bertujuan  untuk menurunkan kadar FFA dan air agar dapat dilanjutkan ke tahap transesterifikasi.
a. Tahap Deguming
Minyak nyamplung sebanyak 400 mL dipanaskan  hingga  suhu  80 0 C  kemudian ditambahkan  asam  fosfat  sebanyak  8  mL  (2% v/v)  minyak nyamplung, sambil diaduk selama 15 menit.  Kemudian minyak didiamkan dalam corong pisah sampai gum dan kotoran terpisah dari minyak.
b. Esterifikasi dengan katalis asam Menurut  Zhang et  al (2010)  rasio  minyak terhadap metanol efektif untuk proses esterifikasi adalah 6,82:1-54,55:1. Pada penelitian ini menggunakan rasio molar minyak terhadap  metanol  8:1.  300  mL  minyak nyamplung  hasil  deguming  dipanaskan  dalam labu  leher  tiga  hingga  suhu  60 o C  kemudian ditambahkan  6  mL  H 2 SO 4 sebagai  katalis  (2% v/v)  dan  82  mL  metanol  dengan  kecepatan pengadukan  400  rpm  selama  60  menit  pada suhu  60 o C.  Kemudian,  dilakukan  pemisahan antara  metanol,  minyak  dan  air  menggunakan corong  pisah.  Minyak  yang  terbentuk  pada esterifikasi  pertama  masih  memiliki  FFA 13,19%  sehingga  perlu  dilakukan  esterifikasi kedua.  300  mL  minyak  hasil  esterifikasi  1 dipanaskan  hingga  suhu  60 o C  kemudian ditambahkan  6  mL  H 2 SO 4 sebagai  katalis  (2% v/v)  dan  42  mL  metanol  dengan  kecepatan pengadukan  400  rpm  selama  60  menit  pada suhu  60 o C.  Selanjutnya  minyak  dicuci  dengan aquades bersuhu 40 o C dikeringkan dalam oven pada suhu 105 0 C untuk menurunkan kadar air.
c. Netralisasi
Memanaskan 250 mL minyak hasil esterifikasi pada suhu  60 o C, kemudian ditambahkan 5 mL larutan  KOH  1  N  (2%  v/v)  sambil  diaduk selama  2,5  menit.  Ke  dalam  corong  pisah minyak  tersebut  dimasukkan  dan  ditambah  air dengan  suhu    70 o C  sebanyak  25  mL    dan dibiarkan agar air dan minyak dapat dipisahkan. Kemudian  dilakukan  proses  pencucian  ulang sampai  air  cucian  bersifat  netral,  lalu dikeringkan dalam oven pada suhu 85 o C selama 30 menit (Prihanto dkk., 2013).
Transesterifikasi
a. Transesterifikasi secara konvensional
Sebanyak  1,874  gram  katalis  KOH  (1%wt) dicampurkan  dengan  86mL  metanol  dalam  bak air  termostatik  yang  dilengkapi  pengaduk

## STUDI KINETIKA REAKSI PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK NYAMPLUNG MENGGUNAKAN IRADIASI MICROWAVE
magnetik  selama  5-10  menit.  200  mL  minyak nyamplung  dimasukkan  kedalam  reaktor  berisi campuran katalis dan metanol dilanjutkan dengan pemanasan  di  dalam  reaktor  transesterifikasi hingga  suhu  65 o C.  Reaksi  dilakukan  dengan kecepatan  pengadukan  400  rpm  pada  tekanan  1 atm,  rasio  molar  metanol  terhadap  minyak  8:1 selama  30  menit  dengan  pengambilan  sampel setiap 6 menit sekali. Reaksi ini dilakukan variasi suhu 50 o C, 55 o C, 60 o C, 65 o C dan 70 o C. Proses transesterifikasi  ini  akan  memperoleh  data konsentrasi metil ester selama reaksi berlangsung. Selanjutnya,  campuran  dimasukkan  ke  dalam corong  pisah  dan  didiamkan  agar  gliserol  dapat dipisahkan  dari  lapisan  biodiesel.  Lapisan  atas (biodiesel)  dicuci  dengan  aquades  ±  50 o C  dan asam  asetat  untuk  menghilangkan  katalis, metanol  dan  pengotor  lainnya.  Kemudian dikeringkan dalam vakum oven selama 30 menit dengan suhu 105 0 C untuk mengurangi kadar air. b. Transesterifikasi menggunakan iradiasi
microwave tanpa katalis Minyak nyamplung sebanyak 200 mL dimasukkan  kedalam  reaktor  dan  ditambahkan 86mL  metanol,  kemudian  dipanaskan  di  dalam microwave menggunakan power 100W selama 10 menit dengan pengambilan sampel setiap 2 menit sekali  pada  suhu  65 o C.  Selanjutnya,  campuran dimasukkan  ke  dalam  corong  pisah  dan didiamkan  sebelum  gliserol  dipisahkan  dari bagian  bawah  corong  pisah  untuk  mendapatkan lapisan biodiesel di bagian atas. Lapisan biodiesel dicuci  dengan  aquades  hangat.  Kemudian dikeringkan  dalam  microwave  dengan  suhu 105 0 C untuk mengurangi kadar air. Transesterifikasi  dilakukan  dengan  kecepatan pengadukan 400 rpm pada tekanan 1 atm dengan variasi power  microwave (100W,  200W  dan 400W), variasi suhu reaksi (50 o C, 55 o C, 60 o C, 65 o C  dan  70 o C)  dan  variasi  waktu  reaksi
(5,7,10,12 dan 15 menit). Proses transesterifikasi akan  memperoleh  data  konsentrasi  metil  ester selama reaksi berlangsung.
c. Transesterifikasi
menggunakan iradiasi microwave
Sebanyak 200 mL minyak nyamplung dimasukkan  kedalam  reaktor microwave .  1,874 gram  katalis  KOH  (1%wt)  dilarutkan  dalam 86mL  metanol.  Campuran  katalis  dan  metanol dimasukkan  ke  dalam  reaktor microwave berisi minyak nyamplung, dilanjutkan dengan pemanasan  pada  suhu  65 o C.  Pemanasan campuran  di  dalam microwave menggunakan power 100W selama 5 menit dengan pengambilan sampel  setiap  1  menit  sekali.  Selanjutnya, campuran dimasukkan ke dalam corong pisah dan didiamkan  sebelum  gliserol  dipisahkan  dari bagian  bawah  corong  pisah  untuk  mendapatkan lapisan biodiesel di bagian atas. Lapisan biodiesel dicuci  dengan  aquades  hangat.  Kemudian dikeringkan  dalam microwave dengan  suhu
105 0 C untuk mengurangi kadar air. Transesterifikasi  dilakukan  dengan  kecepatan pengadukan 400 rpm pada tekanan 1 atm dengan variasi power  microwave (100W,  200W  dan 400W), variasi suhu reaksi (50 o C, 55 o C, 60 o C,
65 o C  dan  70 o C)  dan  variasi  waktu  reaksi (5,7,10,12 dan 15 menit). Proses transesterifikasi akan  memperoleh  data  konsentrasi  metil  ester selama reaksi berlangsung.

## Analisis Data
Analisis  data  dilakukan  dengan  metode  deskriptif menggunakan grafis secara regresi linier.
Data  kinetika  reaksi  dalam  percobaan  ini  adalah konsentrasi  metil  ester  yang  terbentuk  selama  reaksi berlangsung  yang  diperoleh  dari  hasil  analisis menggunakan GC Hawlett Packard 5890 Series II. Plot grafik  ln  d[ME]/dt  versus  ln[ME]  dibuat  untuk menghitung R 2 yang akan mengindikasikan keakuratan model  kinetika  reaksi  (Nautiyal, et  al. ,  2014). Penentuan  harga  k  dari  grafik  hubungan  konsentrasi metil  ester  terhadap  waktu.  Pendekatan  ini  juga dilaporkan  dalam  beberapa  studi  literatur  (Sahirman, dkk,  2009;  Kafuku,  2010;    Jain et  al .,  2011;  Shah, et al ., 2013).
Dalam percobaan ini dilakukan reaksi transesterifikasi secara  konvensional  menggunakan  katalis  KOH  dan reaksi transesterifikasi menggunakan iradiasi microwave tanpa  katalis.  Dari  data  percobaan  akan dibandingkan energi aktivasi yang dibutuhkan selama reaksi  transesterifikasi.  Transesterifikasi  dengan metode konvensional terjadi karena reaksi kimia akibat penambahan zat kimia berupa katalis. Transesterifikasi dengan iradiasi microwave terjadi karena reaksi fisika akibat  panjang  gelombang  yang  dipancarkan  oleh microwave dan  daya microwave yang  menyebabkan perubahan suhu. Reaksi transesterifikasi menggunakan microwave dilakukan  pada  beberapa  variasi  daya microwave , variasi suhu dan variasi waktu.
Grafik  hubungan  ln  k  versus  1/T  digunakan  untuk menentukan  energi  aktivasi  dan  faktor  tumbukan menggunakan persamaan Arrhenius sebagai berikut:
k = A exp (-Ea/RT) (1)
dimana  A adalah  faktor  tumbukan  (L/mol.detik), Ea adalah energi  aktivasi (kJ/mol) dan R adalah tetapan gas ideal (8,314 L.atm/mol.K).
Laju  reaksi  transesterifikasi  dapat  ditentukan  dari persamaan laju reaksi :
r trans = k [ME] t (2)

## Analisis Kualitas Produk
Parameter biodiesel dari minyak nyamplung yang diuji antara  lain  bilangan  asam,  densitas,  viskositas kinematik, flash point dan nilai kalor. Penentuan flash point dan  nilai  kalor  dilakukan  di  Laboratorium Teknologi  Minyak  Bumi  Gas  dan  Batubara  Fakultas Teknik Kimia Universitas Gajah Mada.
Setiap  hasil  biodiesel  dari  reaksi  transesterifikasi ditentukan  yield  biodiesel  dengan  menggunakan persamaan :
Yield biodiesel = x 100%   (3) (Nautiyal, et al. , 2014)

## 4. ANALISIS DAN PERANCANGAN
Pada  penelitian  ini  dilakukan  reaksi  transesterifikasi dengan metode konvensional, iradiasi microwave tanpa katalis dan iradiasi microwave dengan katalis. Minyak yang  digunakan  untuk  reaksi  transesterifikasi  adalah minyak  nyamplung  yang  telah  mengalami  proses pretreatment yang  terdiri  dari  beberapa  tahap  yaitu degumming,  esterifikasi  dan  netralisasi.  Proses pretreatmen t  dilakukan  pada  minyak  nyamplung karena  memiliki  kandungan  FFA  yang  sangat  tinggi sebesar 27,498% dan viskositas 54,0887 mm 2 /s.
Tahap  pretreatment  yang  diberikan  terhadap  minyak nyamplung  adalah  proses  deguming  menggunakan 2%v/v  asam fosfat. Proses deguming dilakukan pada suhu  80 o C  selama  15  menit  disertai  pengadukan. Kemudian minyak dimasukkan ke dalam corong pisah untuk  mengendapkan  gum  dari  minyak.  Dari percobaan  ini  diperoleh  gum  yang  kental  berwarna kuning  kecokelatan  dan  mengendap  didasar  corong pisah.  Gum  yang  sangat  kental  menyebabkan  corong menjadi tersumbat dan menjadi kesulitan minyak untuk melewati  corong  pisah.  Perbedaan  warna  minyak nyamplung  hasil  proses  deguming  terhadap  minyak nyamplung murni disajikan pada Gambar 2.
(a) (b)
Gambar 2. (a) Minyak nyamplung murni (b). setelah degumming
Minyak  nyamplung  murni  berwarna  hijau  kehitaman, kental dan berbau menyengat, setelah proses deguming menjadi oranye kecokelatan. Hal ini disebabkan karena pudarnya  warna  klorofil  yang  ada.  Selain  klorofil, minyak  nyamplung  juga  memiliki  pigmen  karotenoid yang  berwarna  oranye,  sehingga  setelah  proses pemanasan  pigmen  klorofil  mengalami  kerusakan  dan pigmen  karotenoid  menjadi  lebih  dominan  sehingga menjadi  oranye  kecokelatan.  Minyak  nyamplung setelah  proses  degumming  memiliki  kandungan  FFA 25,521%  dan  viskositas  43,8484  mm 2 /s.  Penurunan
viskositas disebabkan  karena  berkurangnya  getah dan impuritas sebagai akibat proses deguming. Berdasarkan data tersebut menunjukkan bahwa proses deguming  cukup  efektif  untuk  menghilangkan  getah dan impuritas yang terdapat dalam minyak nyamplung.
Proses  esterifikasi  pada  penelitian  ini  dilakukan  dua tahap  karena  kandungan  FFA  minyak  nyamplung setelah  degumming  yang  masih  tinggi  sebesar 25,521%.  Keberhasilan  proses  esterifikasi  ditentukan oleh  penurunan  kadar  FFA,  sehingga  perlu  dilakukan pengukuran  kadar  FFA  setelah  esterifikasi.  Produk minyak  esterifikasi  pertama  memiliki  kadar  FFA sebesar  13,19%  dan  minyak  esterifikasi  kedua memiliki  FFA  sebesar  5,94%  Produk  proses esterifikasi  pertama  dan  kedua  minyak  nyamplung dapat dilihat pada Gambar 3.
(a) (b)
Gambar 3. (a).Hasil esterifikasi pertama (b).Hasil esterifikasi kedua
Setelah  melalui  proses  esterifikasi  kadar  FFA  masih tinggi sebesar 5,94%. Apabila kadar FFA >2%, maka reaksi  transesterifikasi  dengan  katalis  basa  akan menyebabkan reaksi penyabunan. Sehingga diperlukan tahap  netralisasi  untuk  menurunkan  kadar  FFA  dan menetralkan minyak. Minyak hasil netralisasi berwarna  kuning  kecokelatan  dengan  kadar  FFA sebesar 1,269%. Reaksi transesterifikasi
dengan metode konvensional
Reaksi  transesterifikasi  dengan  metode  konvensional dilakukan pada beberapa variasi suhu (50 o C, 55 o C, 60 o C, 65 o C dan 70 o C) untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap  yield  biodiesel  yang  dihasilkan  dan  untuk menghitung energi aktivasi reaksi. Reaksi transesterifikasi dilakukan dengan rasio molar minyak terhadap  metanol  1:8  sesuai  dengan  penelitian Venkana  &  Reddy  (2009)  dan  Prihanto  (2013)  pada pembuatan  biodiesel  dari  minyak  nyamplung  pada rasio molar metanol terhadap minyak 8:1 memberikan yield yang optimal. Katalis KOH yang digunakan pada reaksi  transesterifikasi  ini  sebesar  1%wt  dari  minyak nyamplung  yang  digunakan.  Proses  transesterifikasi dilakukan dengan pengadukan 400 rpm pada tekanan 1 atm selama 30 menit.

## STUDI KINETIKA REAKSI PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK NYAMPLUNG MENGGUNAKAN IRADIASI MICROWAVE
Tabel 1. Hasil percobaan transesterifikasi dengan metode konvensional Suhu ( o C) Yield (%) Densitas (g/mL) Viskositas (mm 2 /s) Bilangan asam (mg KOH/g) 50 70,99 0,899 4,59,29 0,5611 55 72,66 0,89 4,3408 0,4910 60 73,67 0,885 4,0341 0,5611 65 77,15 0,887 4,0022 0,4910 70 75,26 0,887 3,6850 0,42018 SNI 0,85- 0,89 2,3-6,0 Maksimal 0,8
Tabel diatas menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu, maka yield biodiesel semakin meningkat dan viskositas semakin  menurun  dengan  diikuti  penurunan  bilangan asam.  Densitas,  viskositas  dan  bilangan  asam  dari biodiesel yang dihasilkan dengan metode konvensional sebagian besar sudah memenuhi standar SNI 04-7182- 2006.
Biodiesel  minyak  nyamplung  yang  dihasilkan  pada penelitian ini berwarna coklat bening seperti warna teh, tidak seperti biodiesel pada umumnya berwarna kuning bening.  Hal  ini  dikarenakan  proses pretreatment biodiesel yang terlalu lama melalui proses pemanasan dari deguming ,  esterifikasi  dan  netralisasi  yang menyebabkan warna menjadi gelap.
Grafik  pengaruh  suhu  reaksi  terhadap  yield  biodiesel pada  reaksi  transesterifikasi  menggunakan  metode konvensional disajikan pada Gambar 4:
Gambar 4. Pengaruh suhu reaksi terhadap yield biodiesel pada metode konvensional
Gambar  diatas  menunjukkan  kecenderungan  bahwa semakin  tinggi  suhu,  maka  semakin  besar  yield biodiesel.  Peningkatan  yield  terjadi  pada  suhu  50 o C hingga suhu 65 o C dari 70,99% hingga 77,15%, tetapi yield  biodiesel  menurun  pada  suhu  70 o C  sebesar 75,26%.  Semakin  tinggi  suhu  akan  meningkatkan aktivitas  katalistik.  Hal    ini    sesuai    dengan    hasil penelitian    Leung et    al .    (2010) bahwa  peningkatan suhu  reaksi  dapat  menurunkan  viskositas  minyak karena kelarutan trigliserida dalam metanol meningkat akibat  meningkatnya  energi  kinetik  antara  molekul
trigliserida  dan  metanol,  sehingga    laju  reaksi meningkat.    Peningkatan    suhu    reaksi    dapat meningkatkan    jumlah    tumbukan  efektif  untuk menghasilkan  biodiesel,  tetapi  pada  suhu  70 o C  yield biodiesel  menurun.  Hal  ini  dikarenakan  terjadinya reaksi  samping  yaitu  polimerisasi  dan  saponifikasi trigliserida  yang  semakin  cepat  (Leung  and  Guo, 2006).
Keakuratan  model  kinetika  reaksi  ditentukan  dengan membuat grafik hubungan ln [ME] versus ln d[ME]/dt yang disajikan pada Gambar 5:
Gambar 5. Grafik hubungan ln [ME] versus ln d[ME]/dt
Dari  Gambar  diatas  diperoleh  persamaan  ln d[ME]/dt=0,906  ln[ME]-0,333  (R 2 =0,972)  yang menunjukkan bahwa laju reaksi bervariasi secara linear dengan yield. Model kinetika reaksi orde satu memiliki keakuratan  yang  tinggi  karena  nilai  R 2 mendekati  1. Penentuan harga k dari grafik hubungan waktu dengan ln [ME] t /[ME] 0 yang disajikan pada Gambar 6:
Gambar 6. Grafik hubungan waktu dengan ln [ME] t /[ME] 0
Dari Gambar 6 diatas diperoleh tetapan laju reaksi (k) pada suhu 55 o C, 65 o C dan 70 o C berturut-turut sebesar 0,064 menit -1 , 0,068 menit -1 dan 0,069 menit -1 .
Energi  aktivasi  reaksi  (Ea)  dan  faktor  tumbukan  (A) ditentukan dari grafik hubungan ln k versus 1/T yang disajikan pada Gambar 7.
70 72 74 76 78 80 50 60 70 Y ie ld B io d ie se l (%) Suhu (oC) y = 0,906x - 0,333 R² = 0,972 -1 -0,5 0 0,5 1 -0,5 0 0,5 1
1,5
ln d [M E ]/ d t ln [ME] T=55 oC y = 0,064x R² = 0,968
T=65 oC y = 0,068x R² = 0,897
T=70 oC y = 0,069x R² = 0,938 0 0,5 1 1,5 2 2,5 0 5 10 15 20 25 30 ln [M E ]t /[ M E ]0 waktu (menit) T=55 oC T=65 oC T=70 oC

## Gambar 7. Grafik hubungan ln k versus 1/T
Dari  Gambar  7  diperoleh  persamaan  y=  -581,1x  - 0,975,  sehingga  diperoleh  ln  A=-0,975,  maka  faktor tumbukan  (A)  sebesar  0,3772  L/mol  menit.  Nilai Ea/R=581,1,  dengan  R=8,314  sehingga  diperoleh energi  aktivasi  (Ea)  sebesar  4831,265  J/mol.  Laju reaksi transesterifikasi r trans = 0,3772 (-4831,265/RT) [ME].
Reaksi transesterifikasi dengan iradiasi microwave tanpa katalis Reaksi  transesterifikasi  dengan  iradiasi microwave tanpa  katalis  dilakukan  pada  beberapa  variasi power (100, 200 dan 400 W), variasi waktu (10, 15, 20, 25 dan 30 menit) dan variasi suhu (50, 55, 60, 65 dan 70 o C). Dari  hasil  penelitian  diperoleh  2  lapisan  reaktan dimana  lapisan  atas  berwarna  kekuningan  berupa metanol  dan  lapisan  bawah  berwarna  kecokelatan berupa minyak.
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  semakin  tinggi power  microwave ,  waktu  reaksi  akan  semakin  lama dan semakin meningkatnya suhu reaksi, menyebabkan semakin banyak  metanol  yang  menguap. Penggunaan microwave dalam  percobaan  ini  tidak  dapat menggantikan peran katalis untuk mempercepat reaksi, terbukti  pada  waktu  reaksi  30  menit  biodiesel  masih belum  terbentuk.  Peran microwave hanya  sebagai pemanas  saja.  Karena  tidak  terbentuk  biodiesel  yang diharapkan  maka  tidak  dapat  dilakukan  perhitungan data  kinetika  reaksi  transesterifikasi  dengan  iradiasi microwave tanpa katalis.
Reaksi transesterifikasi dengan iradiasi microwave dengan katalis
Reaksi  transesterifikasi  dengan  iradiasi microwave dengan  katalis  1  %wt  minyak  nyamplung  dilakukan pada beberapa variasi power (100 W, 200 W dan 400 W), variasi waktu (5 menit, 7 menit, 10 menit, 12 menit dan 15 menit) dan variasi suhu (50 o C, 55 o C, 60 o C, 65 o C dan 70 o C).
Menurut  Freedman et  al. (2009)  bahwa  katalis NaOCH 3 lebih  efektif  daripada  NaOH  karena pencampuran NaOH dengan metanol dapat mereduksi air  yang dihasilkan, hal  ini akan  mempengaruhi  yield biodiesel  karena  reaksi  hidrolisis  (Guo,  2010). Sehingga  katalis  hidroksida  harus  dicampurkan  ke
dalam  metanol  sebelum  direaksikan  dengan  minyak. Katalis  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah KOH  yang  dilarutkan  dalam  metanol  sebelum direaksikan dengan minyak nyamplung hasil pretreatment sehingga dihasilkan KOCH 3 .
Data  penelitian  berupa  massa  biodiesel    kemudian digunakan untuk menghitung yield biodiesel menggunakan  Persamaan  (1).  Hasil  percobaan  reaksi transesterifikasi  menggunakan  iradiasi microwave dengan katalis disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil percobaan transesterifikasi dengan microwave
dengan katalis Power (W) t T ( o C) Yield (%) ρ (g/mL) η (mm 2 /s) Bil. asam 100 5’ 65 73,116 0,884 3,695 0,421 200 5’ 65 84,246 0,882 3,664 0,351 400 5’ 65 82,458 0,878 3,575 0,491 200 5’ 65 84,621 0,881 4,133 0,491 200 7’ 65 81,043 0,883 4,161 0,491 200 10’ 65 80,481 0,882 3,664 0,631 200 12’ 65 81,707 0,880 3,637 0,701 200 15’ 65 78,890 0,880 3,658 0,631 200 5’ 50 75,389 0,883 4,299 0,491 200 5’ 55 77,657 0,882 4,315 0,281 200 5’ 60 79,810 0,885 4,225 0,421 200 5’ 65 84,151 0,881 4,134 0,491 200 5’ 70 74,194 0,880 4,321 0,491
Keterangan: t= waktu (menit); T=suhu; ρ= densitas; η=viskositas
Tabel  diatas  menunjukkan  kecenderungan  bahwa peningkatan power pada microwave akan meningkatkan yield biodiesel,  menurunkan  viskositas dan  densitas  biodiesel.  Semakin  lama  waktu  reaksi, yield biodiesel  semakin  berkurang  diikuti  dengan viskositas  yang  menurun  dan  bilangan  asam  yang semakin meningkat. Semakin tinggi suhu reaksi, yield biodiesel semakin meningkat diikuti dengan penurunan viskositas  yang  tidak  signifikan  dan  bilangan  asam yang  cenderung  naik  turun.  Hal  ini  dikarenakan terjadinya  reaksi  samping  yaitu  polimerisasi  dan penyabunan trigliserida, sehingga viskositas biodiesel meningkat.

## Kinetika Reaksi Transesterifikasi
Keakuratan  model  kinetika  reaksi  ditentukan  dengan membuat grafik hubungan ln [ME] versus ln d[ME]/dt yang disajikan pada Gambar 8.
y = -581,1x - 0,975
R² = 0,980 -2,76 -2,74 -2,72 -2,7 -2,68 -2,66
0,0029 0,002940,002980,003020,00306 0,0031
ln k 1/T

## IRADIASI MICROWAVE
Gambar 8. Grafik hubungan ln [ME] versus ln d[ME]/dt
Dari Gambar 4.16. diperoleh persamaan ln d[ME]/dt=1,470  ln[ME]-0,647  yang  menunjukkan bahwa laju reaksi bervariasi secara linear dengan yield. Dari Gambar 8. diperoleh nilai R 2 sebesar 0,993, yang artinya  model  kinetika  reaksi  orde  satu  memiliki keakuratan yang tinggi karena mendekati 1. Penentuan harga  k  dari  grafik  hubungan  waktu  dengan  ln [ME] t /[ME] 0 disajikan pada Gambar 9.
Gambar 9. Grafik hubungan waktu versus ln [ME] t /[ME] 0
Gambar  9  menunjukkan  bahwa  dari  ketiga  garis tersebut hampir berimpit, sehingga harga k pada suhu 55, 65 dan 70 o C perbedaannya sangat kecil. Perbedaan yang  sangat  kecil  ini  disebabkan  karena  konsentrasi metil ester yang dihasilkan pada waktu yang sama pada suhu yang berbeda perbedaannya sangat kecil. Artinya perubahan  suhu  tidak  signifikan  terhadap  perubahan harga  k,  hal  ini  dikarenakan  reaksi  kimia  yang  tidak signifikan tetapi reaksi fisika dalam hal ini difusivitas dan interaksi  medan elektromagnetik dengan  molekul dalam  media  pereaksi  (Perreux et  al. ,  2013). Tetapan laju  reaksi  (k)  pada  suhu  55 o C,  65 o C  dan  70 o C berturut-turut sebesar 0,395 menit -1 , 0,405 menit -1 dan 0,412  menit -1 .  Hal  ini  sesuai  dengan  teori  Arrhenius bahwa semakin tinggi suhu maka semakin tinggi harga tetapan  laju  reaksinya.  Harga  tetapan  laju  reaksi menggunakan iradiasi microwave lebih besar dibandingkan  dengan  metode  konvensional.  Hal  ini sesuai  dengan  penelitian  Kumar et  a l.  (2011)  bahwa besarnya  tetapan  laju  reaksi  (k)  bervariasi  tergantung pada  komposisi  asam  lemak  pada  minyak  yang digunakan, kondisi reaksi dan teknologi untuk produksi biodiesel.
Faktor  tumbukan  (A)  dan  energi  aktivasi  (Ea) ditentukan dengan membuat grafik hubungan antara ln k dengan 1/T yang disajikan pada Gambar 10.

## Gambar 10. Grafik ln k vs 1/T
Dari  Gambar  10  diperoleh  persamaan  y=  -310,3x  + 0,016 sehingga diperoleh energi aktivasi (Ea) sebesar 2579,834  J/mol;  faktor  tumbukan  (A)  sebesar  1,0161 L/mol  menit  dan  laju  reaksi  transesterifikasi (r t )=1,0161e (-2579,834/ RT) [ME].  Penggunaan  iradiasi microwave menghasilkan faktor tumbukan yang lebih besar  dibandingkan  metode  konvensional.  Hal  ini dikarenakan  penggunaan microwave menyebabkan peningkatan mobilitas molekul reaktan yang mengarahkan pada kenaikan faktor tumbukan (Gude et al. , 2013).  Penurunan energi aktivasi pada microwave dikaitkan dengan peningkatan entropi (Mazubert et al., 2014).  Peningkatan  entropi  sebagai  akibat  kenaikan suhu pada sistem tertutup di dalam microwave . Adanya gugus hidroksil (OH) yang terkena radiasi microwave menyebabkan suhu di sekitar gugus OH menjadi lebih tinggi  dari  lingkungan  sehingga  energi  aktivasi  yang diperlukan  untuk  transesterifikasi  menjadi  lebih  kecil (Lertsathapornsuk et al. , 2008).
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  laju  reaksi transesterifikasi  menggunakan  iradiasi microwave r t =1,0161e (-2579,834/RT) [ME]  lebih  besar  dibandingkan dengan  laju  reaksi  transesterifikasi  menggunakan metode  konvensional  r t =  0,3772 (-4831,265/RT) [ME].  Hal ini  dikarenakan  iradiasi  gelombang microwave melibatkan  polarisasi  dipolar  dan  konduksi  ionik. Frekuensi microwave yang  tinggi  menyebabkan perbedaan  fase  antar  bidang  dan  orientasi  dipol. Konduksi  ionik  terjadi  akibat  partikel  terlarut berinteraksi di bawah pengaruh gelombang microwave . Ketika  arah  medan  listrik  berubah,  konduksi  ion berlangsung lambat dan akan mengubah energi kinetik menjadi  energi  panas  yang  disebabkan  oleh  gesekan (Lidström et al. , 2001; Mingos & Baghurst, 1991). Hal ini sesuai dengan penelitian Kappe et al. (2012) bahwa peningkatan  laju  reaksi  dalam microwave karena fenomena  termal  yang  disebabkan  oleh  mekanisme dielektrik microwave (penyerapan gelombang elektromagnetik dari microwave ).
y = 1,470x - 0,647 R² = 0,993 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 -0,5 0 0,5 1 1,5 ln d [M E ]/ d t ln [ME] T=55 oC y = 0,395x R² = 0,959
T=65 oC y = 0,405x R² = 0,929
T=70 oC y = 0,412x R² = 0,905 0 0,5 1 1,5 2 2,5 -1 1 3 5 ln [ M E ]t /[ M E ]0 waktu (menit) T=55 oC T=65 oC T=70 oC y = -310,34x + 0,0162 R² = 0,9912 -0,935 -0,93 -0,925 -0,92 -0,915 -0,91 -0,905 -0,9 -0,895 -0,89 -0,885 -0,88
0,00288 0,00292 0,00296 0,003 0,00304
ln k 1/T
Bio- diesel SNI 04- 7182- 2006 ASTM 6751-02 EN-14214 Hasil Analisis Biodiesel
Sifat fisik biodiesel nyamplung dari iradiasi microwave
dibandingkan dengan standar SNI 04-7182- 2006,ASTM  6751-02  dan  EN-14214  disajikan  pada Tabel 4.4
Tabel 3. Sifat fisik biodiesel nyamplung dibandingkan SNI 04-
7182-2006, ASTM 6751-02 dan EN-14214 Sifat fisik
Massa jenis pada 40 o C (kg/m 3 )
881 850-890 870-890 860-900 Bilangan asam (mg KOH/g) 0,491 Maks.0,8  Maks. 0,5   Maks 0,5 Viskositas kinematik suhu 40 o C (mm 2 /s) 4,133 2,3-6,0     1,9 - 6,0 3,5-5,0 Titik nyala ( o C) 165 Min. 100  Min. 131 Min.101 Nilai kalor
(BTU/lb) 15.814  Min. 15.047Min.15.907   Min.15.047
Tabel 3 menunjukkan bahwa sebagian besar sifat fisik yang  meliputi  massa  jenis,  bilangan  asam,  viskositas kinematic,  titik  nyala  dan  nilai  kalor  biodiesel nyamplung dengan iradiasi microwave yang diuji telah memenuhi standar SNI 04-7182-2006, ASTM 6751-02 dan EN-14214.
Metil ester  hasil  reaksi  transesterifikasi selanjutnya dianalisis  menggunakan    GC-MS    untuk  mengetahui metil ester apa saja yang terbentuk. Kromatogram GC- MS  dari  minyak  nyamplung  menggunakan  iradiasi microwave disajikan pada Gambar 11.

## Gambar 11. Kromatogram GC-MS biodiesel nyamplung dengan iradiasi microwave
Gambar  diatas  menunjukkan  kromatogram  GC-MS biodiesel nyamplung dengan iradiasi microwave pada kondisi  operasi  terbaik  yaitu  pada  power microwave 200W pada suhu 65 o C selama 5 menit, yield biodiesel maksimal sebesar 84,62% dan sifat fisik biodiesel telah memenuhi standar SNI 04-7182-2006, ASTM 6751-02 dan  EN-14214.  Dari  Gambar  11  diperoleh  hasil  GC-
MS  dari  biodiesel  nyamplung  dengan  iradiasi microwave yang disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil GC-MS dari biodiesel nyamplung dengan iradiasi microwave Peak # Waktu retensi (%) Nama senyawa Rumus molekul 1 36,91 4 0,37 Metil palmitoleat C 17 H 32 O 2 2 37,49 8 19,2 1 Metil palmitat C 17 H 34 O 2 3 40,78 2 25,7 6 Metil-9,12- heksadecadienoat C 17 H 30 O 2 4 41,00 6 30,2 3 Metil oleat C 19 H 36 O 2 5 41,48 9 15,7 5 Metil stearat C 19 H 38 O 2 6 43,14 1 2,11 Metil lignocerat C 25 H 50 O 2 7 45,04 9 1,41 Metil eicosanoat C 21 H 42 O 2 8 47,00 4 3,05 2,6,10,14,18,22- tetrakosaheksaene, 2,6,10,15,19,23- heksametil-  (CAS) Squalene C 30 H 50 9 48,50 0 0,54 Metil behenate C 23 H 46 O 2 10 48,78 1 1,57 1,4- bis(disikloheksilpo spino)-butane C 28 H 52 P 2
Tabel  diatas  menunjukkan  bahwa  senyawa  penyusun dalam  biodiesel  nyamplung  yang  dominan  adalah 30,23%,  metil-9-octadecenoate  (metil  oleat),  metil- 9,12-heksadecadienoate  (metil  linolelaidate),  25,76%, metil  heksadecanoat  (metil  palmitat),  19,21%,  metil oktadecanoat (metil stearat), 15,75%, 2,6,10,14,18,22- tetracosaheksaene, 3,05%  2,6,10,15,19,23-heksametil- (CAS) Squalene, 2,11% metil lignocerate, 1,57% 1,4- bis(dicyclohexylphosphino)-butane, 1,41% metil eikosanoat,  0,54%  metil  behenate  dan  0,37%  metil palmitoleat.  Metil  ester  tersebut  merupakan  hasil konversi dari asam lemak penyusun trigliserida dalam minyak  nyamplung  dan  bukan  sebagai  asam  lemak bebasnya.  Berdasarkan  senyawa  yang  terkandung dalam  metil  ester  tersebut  dapat  ditentukan  senyawa yang  terkandung  dalam  minyak  yang  digunakan sebagai bahan baku. Dalam bahan (minyak nyamplung)  senyawa  yang  paling  dominan  adalah asam  oleat  yang  membentuk  ester    metil  oleat.  Asam oleat merupakan asam lemak tak jenuh (memiliki satu ikatan rangkap dua pada rantai karbonnya).
Metil oleat yang memiliki persentase sebanyak 30,23% menunjukkan  bahwa  asam  oleat  pada  minyak  juga tinggi.  Hal  ini  sesuai  dengan  analisis  Balitbanghut (2008), Sahirman (2009), Ramaraju and Ashok (2011)

## STUDI KINETIKA REAKSI PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK NYAMPLUNG MENGGUNAKAN IRADIASI MICROWAVE
dan Silitonga et al. (2014) bahwa asam lemak dengan komposisi  tertinggi  yang  terkandung  dalam  minyak nyamplung  adalah  asam  oleat.  Selain  metil  oleat diperoleh metil palmitat (metil-9,12- heksadekadienoat) sebesar 25,76% yang terbentuk dari asam-9,12-heksadekadienoat yang memiliki dua ikatan rangkap dua pada rantai karbonnya. Dari hasil analisis ini maka disimpulkan bahwa minyak nyamplung yang digunakan  sebagai  bahan  baku  merupakan  minyak dengan  kandungan  asam  lemak  tak  jenuh  yang  lebih tinggi dibanding asam lemak jenuhnya.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  ini  dapat  disimpulkan bahwa:
1. Analisis  GCMS  menunjukkan  bahwa  metil ester dari biodiesel minyak nyamplung adalah 30,23% metil oleat, 25,76% metil linolelaidat, 19,21% metil palmitat, 15,75%  metil stearat, 2,11% metil lignocerat, 1,41% metil eicosanoat, 0,54% metil behenate dan 0,37% metil palmitoleat.
2. Biodiesel nyamplung dengan iradiasi microwave  memiliki  tetapan  laju  reaksi  (k) pada  suhu  55 o C,  65 o C  dan  70 o C  berturut- turut sebesar 0,395 menit -1 , 0,405 menit -1 dan 0,412  menit -1 ,  energi  aktivasi  (Ea)  sebesar
2579,834 J/mol, faktor tumbukan (A) sebesar
1,0161 L/mol menit,
laju reaksi transesterifikasi  (r t )  =  1,0161e (-2579,834/RT) [ME].  Sedangkan  biodiesel  nyamplung dengan metode konvensional memiliki tetapan  laju  reaksi  (k)  untuk  metode konvensional pada suhu 55 o C, 65 o C dan 70 o C berturut-turut sebesar 0,064 menit -1 , 0,068 menit -1 dan 0,069 menit -1 energi aktivasi (Ea) sebesar 4831,265 J/mol, faktor tumbukan (A) sebesar  0,3772  L/mol  dan  laju  reaksi transesterifikasi (r t )=0,3772 e (-4831,265/RT) [ME].
3. Penggunaan iradiasi microwave dapat meningkatkan  laju  reaksi  transesterifikasi, menurunkan  energi  aktivasi  dan  mengurangi waktu  reaksi  menjadi  1/6  kali  lebih  cepat dibandingkan metode konvensional.

## Saran
Apabila pembuatan biodiesel dari minyak  nyamplung dengan iradiasi microwave akan dikembangkan dalam skala industri maka perlu pengelolaan penyedia bahan baku  yang  baik  dan  instrumen  yang  memadai. Pemerintah diharapkan ikut berperan dalam mengoptimalkan  lahan  potensial  untuk  perkebunan tanaman  nyamplung  sehingga  ketersediaan  biji nyamplung dapat digunakan secara berkelanjutan.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Balitbanghut  (Badan  Penelitian  dan  Pengembangan Kehutanan).  (2008). Nyamplung  (Calophyllum
inophyllum  Linn)  Sumber  energi  biofuel  yang potensial : Jakarta.
Bankoviü-Iliü, I.B., Stamenkoviü, O.S., and Veljkoviü,  V.B.  (2012).  Biodiesel  production from  non-edible  plant  oils. Renewable  and Sustainable Energy Reviews (16): 3621-3647.
Demirbas  A.  (2009).  Progress  and  recent  trends  in biodiesel  fuels. Energy  Conversion  and Management (50): 14-34.
Eevera,  T.,  Rajendran,  K.,  and  Saradha,  S.  (2009). Biodiesel  production  process  optimization  and characterization  to  assess  the  suitability  of  the product  for  varied  environmental  conditions. Renewable Energy (34): 762–765.
Freedman,  B.,  Pryde,  E.H.,  and  Mounts,  T.L.  (2009). Variables affecting the yields of fatty esters from transesterified vegetable oils. J Am Oil Chem Soc (61): 1638–43.
Gude,  V.G.,  Patil,  P.,  Martinez,  G.E.,  Deng,  S.,  and Nirmalakhandan,  N.  (2013)  Microwave  energy potential  for  biodiesel  production. Sustainable Chemical Process (1): 1–31.
Guo,  Y.  (2010).  Alkaline-catalyzed  production  of biodiesel fuel from virgin canola oil and recycled waste  oils. PhD  dissertation,  Department  of Mechanical Engineering, the University of Hong Kong, Hong Kong . p. 184.
Jain, S., Sharma, MP. and Rajvanshi, S. (2011). Acid base  catalyzed  transesterification  kinetics  of waste  cooking  oil. Fuel  Processing  Technology (92): 32–38.
Kafuku,  G.,  and  Mbarawa,  M.  (2010).  Biodiesel production from Croton megalocarpus oil and its process optimization. Fuel , 89(9): 2556–2560.
Kappe,  C.O,  and  Stadler,  A.  (2005). Microwave  in Organic and Medical Chemistry . WILEY.
Kumar,  R.,  Ravi  Kumar.  G.,  and  Chandrashekar,  N. (2011).  Microwave  assisted  alkali  catalyzed transesteriﬁcation of Pongamia pinnata seed oil for biodiesel production. Bioresource Technology (102): 6617–6620.
Lertsathapornsuk,  V.,  Pairintra,  R.,  Aryusuk,  K.,  and Krisnangkura,  K.  (2008)  Microwave  assisted  in continuous  biodiesel  production  from  waste frying palm oil and its performance in a 100 kW diesel generator. Fuel Process Technology (89):
1330–1336 .
Lidstrom  P,  Tierney  J,  Wathey  B,  and  Westman  J. (2001). Microwave assisted organic synthesis - a review. Tetrahedron (57): 9225–9283.
Mazubert,  A.,  Taylor,  C.,  Aubin,  J.,  and  Poux,  M. (2014).  Key  role  of  temperature  monitoring  in interpretation of microwave effect on transesterification and esterification reactions for
biodiesel  production. Bioresource  Technology (161): 270-279.
Mingos,  D.M.P.,  &  Baghurst,  D.R.  (1991).  Tilden lecture.  Applications  of  microwave  dielectric heating  effects  to  synthetic  problems  in chemistry. Chemistry Society Review (20): 1-47.
Motasemi,  F.,  and  Ani,  F.  N.  (2012).  A  review  on microwave-assisted  production  of  biodiesel. Renewable  and  Sustainable  Energy  Reviews , 16 (7): 4719–4733.
Nautiyal,  P.,  Subramanian,  K.A.,  and  Dastidar,  M.G.
(2014).  Kinetic  and  thermodynamic  studies  on biodiesel  production  from  Spirulina  platensis algae  biomass  using  single  stage  extraction– transesterification process. Fuel (135): 228–234
Ong,  H.C.,  Masjuki,  H.H.,  Mahlia,  T.M.I,  Silitonga,
A.S,  Chong,  W.T.,  and  Leong  K.Y.  (2014).
Optimization of biodiesel production and engine performance from high free fatty acid Calophyllum inophyllum oil in CI diesel engine.
Energy  Conversion  and  Management (81):  30- 40.
Perreux,  L.,  Loupy,  A.,  and  Petit,  A.,  (2013).
Nonthermal  effects  of  microwaves  in  organic synthesis. In: Microwaves in Organic Synthesis, third ed. Wiley VCH , Weinheim, pp. 127–208.
Prihanto,  A.,  Pramudono,  B.  dan  Santosa,  H.  (2013). Peningkatan  Yield  Biodiesel  dari  Minyak  Biji Nyamplung melalui Transesterifikasi dua Tahap. Momentum,  Vol.  9,  No.  2,  Oktober  2013,  Hal. 46-53 ISSN 0216-7395.
Priambodo, R., Chen, T.C., Lu, M.C.,  Gedanken,  A., Liao,  JD.,  and  Huang,  YH.  (2015).  Novel Technology  for  Bio-diesel  Production  from Cooking and Waste Cooking Oil by Microwave Irradiation.  The  7 th International  Conference  on Applied  Energy  –  ICAE2015. Energy  Procedia
(75 ): 84-91.
Pusat  Penelitian  dan  Pengembangan  Hasil  Hutan (P3HH).  (2005-2008).  Penelitian  Pembuatan
Biodiesel  dari  Biji  Nyamplung  ( Calophyllum inophyllum
Linn .). http://www.litbang. pertanian.go.id/
Ramaraju  A.,  and  Ashok  K.T.V.  (2011).  Biodiesel development  from  high  free  fatty  acid  punnaka oil. Journal engineering application science 6(4): 1-6
Ridho,  M.F.,  Jatranti,  S.,  Qadariyah,  L.  dan  Mahfud.
(2014).  Pembuatan  Biodiesel  dari  Minyak Nyamplung Menggunakan
Pemanasan
Gelombang  Mikro. Jurnal  teknik  Pomits  Vol. 3, No. 2, ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print).
Sahirman.  (2009).  Perancangan  Proses  Produksi Biodiesel dari Minyak Biji Nyamplung (Calophyllum  inophyllum  L.).  Institut  Pertanian
Bogor: Award Disertasi.
Sahirman,  Suryani,  A.,  Mangunwidjaja,  D.,  Sukardi dan  Sudradjat,  R.  (2009).  Kinetika  Reaksi Transesterifikasi Minyak Biji Nyamplung ( Calophyllum inophyllum ) pada Proses Produksi Biodiesel. Jurnal  Penelitian  Hasil  Hutan  Pusat Penelitian  dan  Pengembangan  Hasil  Hutan : Bogor.
Sahoo,  P.K.,    and  Das,  L.M.  (2009).  Process optimization  for  biodiesel  production  from jatropha, karanja and polanga oils. Fuel 88 (9) : 1588–1594.
Sathyaselvabala,  V.,  Ponnusamy,  S.,  Periyaraman, P.M.,  Selvaraj,  D.K.,  Thangaraj,  V.,  and Subramanian,  S.  (2011).  Two  step  biodiesel production  from Calophyllum  inophyllum oil: studies on thermodynamic and kinetic modelling of  modified  β-zeolite  catalysed  pretreatment. Journal Chemical Engineering (9999) : 1–8.
Shah, K.A., Jigisha, K.P., and Kalpana, C.M. (2013). Optimization  studies  and  chemical  kinetics  of silica  sulfuric  acid-catalyzed  biodiesel  synthesis from waste cooking oil. BioEnergy Resourch :1– 11.
Sharma,  YC.,  Singh,  B,.  and  Upadhyay,  SN.  (2011). Advancements in
development and characterization  of  biodiesel:  a  review. Fuel (87):2355–2373.
Silitonga,  A.S.,  Masjuki,  H.H.,  Mahlia,  T.M.I.,  Ong, H.C.,  Chong,  W.T.,  and  Boosroh  MH.  (2013). Overview  properties  of  biodiesel  diesel  blends from edible and non-edible feedstock. Renewable and Sustainable Energy Reviews (22) :346-60.
Silitonga,  A.S.,  Ong,H.C.,  Mahlia,  T.M.I.,    Masjuki, H.H.,  and  Chong,  W.T.  (2014).  Biodiesel conversion  from  high  FFA  crude Jatropha curcas , Calophyllum  inophyllum and Ceiba pentandra oil.. Energy Procedia (61) : 480 – 483.
Sugiyono,  A.  I.,  Anindhita,  Boedoyo,  M.S.,  dan Adiarso. (2014). Outlook Energi Indonesia 2014, Pengembangan Energi Untuk Mendukung Program Substitusi BBM. Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT): Jakarta.
Venkanna,  B.K.,  and  Reddy,  V.C.  (2009).  Biodiesel production  and  optimization  from Calophyllum inophyllum  linn .  oil  (honne  oil)  –  a  three  stage method. Bioresource  Technology (100)  :  5122– 5125.
Zhang, S., Zu, Y.G., Fu, Y.J., Luo, M., Zhang, D.Y., and  Thomas,  E.  (2010).  Rapid  microwave assisted  transesteriﬁcation  of  yellow  horn  oil  to biodiesel  using  a  heteropolyacid  solid  catalyst. Bioresource Technology (101): 931–936.