Membran nanofibrous memiliki rasio permukaan-ke-volume yang tinggi dan ruang antara serat individu dengan resistensi perpindahan massa yang rendah.
Untuk lipase amobil, pembawa berukuran lebih kecil dapat memungkinkan paparan yang lebih baik ke situs aktif tetapi juga menyebabkan masalah dalam memisahkan lipase dari campuran reaksi . Menggunakan bahan magnetik sebagai pendukung lipase membantu memisahkan lipase dengan cepat dengan memasukkan magnet eksternal dengan kehilangan massa minimal. Selanjutnya, bahan berpori termasuk silika, polimer organik, dan bahan karbon dapat dilapisi pada nanopartikel magnetik untuk meningkatkan stabilitas kimia dan juga menghambat agregasinya. Xie dkk. Â amobil lipase pada inti-cangkang terstruktur Fe3O4@MIL-100(Fe) (MIL, Materials of Institute Lavoisier) komposit untuk produksi biodiesel enzimatik. Melalui ikatan amida, magnetit Fe3O4 yang dilapisi dengan material kerangka logam-organik (MOF) MIL-100(Fe) berpori diadopsi untuk melumpuhkan lipase dari Candida rugosa, dan kemudian komposit Fe3O4@MIL-100(Fe) berstruktur inti-cangkang disintesis. Efisiensi imobilisasi 83,1% dicapai dengan pemulihan aktivitas enzimatik 63,5%. Menggunakan medan magnet eksternal, lipase yang tidak bergerak dapat dipisahkan dengan mudah dari sistem. Didapatkan hasil konversi biodiesel sebesar 92,3%,diperoleh, dan 83,6% dari aktivitas awal ditampilkan setelah digunakan kembali selama lima batch.
Meskipun banyak teknologi telah dikembangkan untuk imobilisasi lipase pada skala lab, hanya sedikit yang diindustrialisasi karena tingginya biaya proses imobilisasi. Tantangan utama adalah tingginya biaya pembawa dan rendahnya efisiensi pemulihan protein dan mempertahankan aktivitas enzimatik selama proses imobilisasi. Sebagai lipase amobil yang paling banyak dilaporkan, Novozym 435 dijual dengan harga lebih dari $1000/kg . Lini produksi biodiesel enzimatik dengan kapasitas 20.000 t/y dibangun di Cina pada tahun 2006, di mana kombinasi berbagai lipase amobil digunakan sebagai katalis dengan minyak goreng bekas sebagai bahan baku utama . Kemudian, lini produksi biodiesel lain yang diperantarai lipase dibangun dengan kapasitas 10.000 t/y, di mana lipase dari Candida sp. 99-125 diimobilisasi pada membran tekstil. Biaya lipase diperkirakan hanya sekitar $32/t biodiesel (200 CNY/t biodiesel) . Dalam beberapa tahun terakhir, lebih banyak produk lipase amobil yang dirancang khusus untuk produksi biodiesel telah dikembangkan, secara signifikan mengurangi harga lipase menjadi sekitar $150/kg, yang membuat penggunaan proses enzimatik menjanjikan dalam produksi praktis.
 Optimasi Proses untuk Ketahanan  Enzim
Selain mengembangkan lipase baru dengan teknologi dan bahan baru, optimalisasi proses untuk perlindungan yang lebih baik dan pemanfaatan kembali lipase dapat secara signifikan mengurangi biaya lipase dalam produksi praktis. Banyak faktor yang mempengaruhi aktivitas katalitik lipase, seperti jenis dan konsentrasi akseptor asil, rasio alkohol-ke-minyak, media reaksi, kadar air, suhu, dll. Di bawah parameter yang dioptimalkan, aktivitas katalitik enzimatik harus tetap stabil dalam praktiknya. produksi.
Konsentrasi metanol yang lebih tinggi bermanfaat untuk meningkatkan hasil biodiesel dan laju reaksi. Secara teoritis, 3 mol metanol diperlukan untuk sepenuhnya mengubah 1 mol gliserida, tetapi untuk aplikasi praktis, kelebihan metanol biasanya digunakan untuk mendorong reaksi ke arah depan. Terlalu banyak alkohol dapat menurunkan aktivitas enzim secara serius, sehingga penambahan bertahap biasanya dilakukan untuk meminimalkan penonaktifan lipase, terutama dalam sistem bebas pelarut. Untuk lipase bebas, memiliki jumlah air yang tepat dalam sistem akan mengurangi penonaktifan lipase yang disebabkan oleh metanol. Untuk lipase amobil, kelarutan metanol yang buruk dalam minyak menyebabkan konsentrasi metanol lokal yang tinggi, yang menyebabkan penonaktifan enzim. Strategi penambahan batch metanol dan sistem media organik dapat menghilangkan penonaktifan metanol.
Kadar air secara signifikan mempengaruhi hasil biodiesel, laju reaksi serta stabilitas dan aktivitas enzim. Diakui dengan baik bahwa, dalam sistem non-air, sejumlah air sangat penting untuk mempertahankan aktivitas enzim. Ketersediaan area antarmuka menentukan aktivitas lipase, dan tetesan minyak-air tidak dapat terbentuk sama sekali dalam sistem bebas air. Namun, terlalu banyak air dalam sistem akan mengurangi konsentrasi metanol dan mendorong hidrolisis gliserida untuk menghasilkan asam lemak bebas. Hal ini kemudian mengurangi hasil biodiesel dan laju reaksi untuk sebagian besar. Telah ditemukan bahwa kadar air yang optimal bervariasi dari jumlah sedikit hingga sekitar 20% dalam sistem bebas pelarut, yang dipengaruhi oleh bahan baku lipase dan minyak. Produksi biodiesel dengan katalis lipase dilakukan dalam sistem dua fase minyak/air. Air juga memainkan peran penting dalam menjaga aktivitas lipase bebas, dan ditemukan bahwa air dapat secara signifikan mengurangi efek toksik metanol pada aktivitas enzim. Jumlah air esensial yang dibutuhkan untuk mempertahankan konformasi aktif molekul enzim hanya beberapa molekul air, dan terlalu banyak air dapat menyebabkan aglomerat lipase dan protein terlepas dari pembawa, mengakibatkan hilangnya aktivitas enzimatik.
Gliserol produk sampingan memiliki pengaruh komprehensif pada produksi biodiesel yang diperantarai lipase. Gliserol kemungkinan akan diserap pada permukaan lipase amobil, menyebabkan aktivitas katalitik lipase dengan cepat turun. Selain itu, produk samping gliserol, dengan viskositas yang agak tinggi, dapat mempengaruhi difusi reaktan dan selanjutnya mempengaruhi laju reaksi. Pencucian dengan pelarut organik dan pemisahan dengan membran dapat menghilangkan efek gliserol dan memperpanjang umur operasional lipase amobil. Namun, tidak mudah untuk menerapkan strategi tersebut di atas ke dalam operasi praktis, terutama pada skala industri. Untuk proses produksi biodiesel bebas katalis lipase, terlalu banyak gliserol yang terakumulasi dalam sistem mempengaruhi kesetimbangan reaksi, mengurangi hasil konversi untuk sebagian besar.
Dalam proses yang dioptimalkan, aktivitas katalitik lipase tetap stabil setelah reaksi, membuat penggunaan kembali lipase menjadi praktis dan perlu untuk mengurangi biaya lipase dalam produksi praktis. Untuk produksi biodiesel bebas katalis lipase, fase minyak dan fase air mudah dipisahkan oleh gravitasi atau sentrifugal setelah reaksi. Fase air terdiri dari air, gliserin, metanol, dan lipase, dan lipase dapat didaur ulang menggunakan pemisahan dengan membran dengan ukuran pori yang sesuai. Untuk produksi biodiesel yang dikatalisis lipase amobil, lipase mudah dipisahkan dari reaktan. Karena tingginya harga lipase amobil, penggunaan lebih banyak batch yang digunakan kembali sangat penting dalam produksi praktis.
3. Memperluas Bahan Baku Murah
Salah satu keuntungan terbesar dari proses enzimatik adalah bahan baku yang murah dengan kandungan asam lemak bebas dan air yang tinggi dapat diadopsi secara langsung tanpa pra-perlakuan yang rumit. Saat ini, bahan baku minyak utama untuk produksi biodiesel di sebagian besar negara adalah minyak nabati olahan, seperti rapeseed olahan, kedelai, dan minyak sawit, dan biaya bahan baku minyak ini menyumbang lebih dari 85% dari total biaya produksi . Memperluas bahan baku minyak berkualitas rendah dengan biaya lebih murah untuk persiapan biodiesel memiliki signifikansi ekonomi yang penting. Bahan baku berkualitas rendah dapat berasal dari sumber yang luas, seperti minyak jelantah, lemak hewani, dan minyak mentah seperti minyak sawit mentah dan minyak tumbuhan atau rumput lainnya.
