Post on 29-May-2018
PENGOLAHAN LIMBAH PLASTIK MENJADI BAHAN BAKAR ALTERNATIF DENGAN METODE DESTILASI
PROPOSAL METODE PENELITIAN
(HMKK 538)
Disusun Oleh:
NAMA : AZMI RIANUR
NIM : H1F114015
PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURATBANJARBARU
2016
TERIMAKASIH KEPADA
i
Rektor Universitas Lambung Mangkurat
Prof. Dr. H. Sutarto Hadi, M.Si., M.Sc
Wakil Rektor Bidang Perencanaan, Kerjasama dan Humas
Prof. Dr. Ir. H. Yudi Firmanul
Kepala Prodi Teknik Mesin
Achmad Kusairi S, ST,. MT., MM.
Mahasiswa
Azmi Rianur
Wakil Rektor Bidang Akademik
Dr. Ahmad Alim Bachri, SE., M.Si
Wakil Rektor Bidang Kemahasiswaan dan Alumni
Dr. Ir. Abrani Sulaiman, M,Sc
Wakil Rektor Bidang Umum dan Keuangan
Dr. Hj Aslamiah, M.Pd., Ph.d
Dosen Pengampuh
Prof. Dr. Qomariyatus Sholihah Amd. Hyp, ST, M.Kes.
Dekan Fakultas Teknik
Dr. Ing. Yulian Firmana Arifin, ST., MT
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, yang telah memberikan
rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Proposal
Metode Penelitian ini dengan judul PENGOLAHAN LIMBAH PLASTIK MENJADI
BAHAN BAKAR ALTERNATIF DENGAN METODE DESTILASI. Keberhasilan
dalam penyusunan Proposal Metode Penelitian ini tidak lepas dari bantuan dan
kerja sama, serta dukungan dari berbagai pihak. Ucapan terima kasih Penulis
haturkan kepada :
1. Bapak Ach. Kusairi S, MM., MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat
2. Ibu Prof. Dr. Qomariyatus Sholihah, Amd.hyp., ST., M.Kes. selaku Dosen
Pengampu 1
Proposal ini disusun untuk memenuhi persyaratan kelulusan mata kuliah
Metode Penelitian (HMKK 538) dan bisa menjadi pengetahuan serta pengenalan
bagi mahasiswa tentang dunia Konversi Energi.
Penulis menyadari bahwa dalam menyusun proposal ini masih terdapat
banyak kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan masukan-masukan dan
saran yang sifatnya membangun. Akhirnya penulis hanya bisa berharap nantinya
proposal ini bisa bermanfaat bagi semua pihak, terutama para mahasiswa dan
saya sendiri.
Banjarbaru, 26 Oktober
2016
Penulis
ii
DAFTAR ISI
Judul Halaman
UCAPAN TERIMAKASIH..................................................................... i
KATA PENGANTAR ............................................................................ ii
DAFTAR ISI ......................................................................................... iii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang.................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah............................................................ 4
1.3 Batasan Masalah ............................................................. 4
1.4 Tujuan Penelitian ............................................................. 4
1.5 Manfaat Penelitian ........................................................... 4
BAB II DASAR TEORI
2.1 Penelitian Terdahulu......................................................... 6
2.2 Plastik............................................................................... 10
2.3 Jenis-Jenis Plastik............................................................ 11
2.4 Limbah.............................................................................. 14
2.5 Destilasi............................................................................ 14
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Objek Penelitian .............................................................. 18
3.2 Alat dan Bahan ............................................................... 18
3.3 Teknik Pengumpulan Data................................................ 18
3.4 Diagram Alir Penelitian..................................................... 20
3.5 Jadwal Pelaksanaan Penelitian........................................ 21
iii
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar BelakangKebutuhan masyarakat akan bahan bakar minyak (BBM) yang berasal
dari fosil semakin hari semakin meningkat, menyebabkan semakin menipisnya
cadangan minyak dan gas bumi. Menurut Dudley (2015), cadangan minyak dunia
pada akhir tahun 2014 adalah sebesar 1700,1 miliar barel, sedangkan di
Indonesia hanya memiliki cadangan memiliki cadangan minyak terbukti sebesar
3,7 miliar barel dan jumlah tersebut hanya 0,2% dari jumlah cadangan minyak di
dunia. Jumlah produksi minyak sebesar 852 ribu barel/hari dengan konsumsi
1,641 juta barel/hari. Dari data di atas, dapat dilihat bahwa terdapat ketimpangan
antara produksi dan konsumsi.
Sampah plastik merupakan sampah yang paling banyak dibuang oleh
manusia karena banyak orang yang menggunakan plastik untuk keperluannya
sehari-hari entah itu perorangan, toko, maupun perusahaan besar. Misalnya
pada saat kita berbelanja pasti akan membutuhkan plastik untuk membawa
barang belanjaan, jika plastik itu sudah tidak ter pakai apakah plastik itu akan
disimpan? Tentu tidak kan. Apa yang kita lakukan? membuang atau membakar
itulah yang kita lakukan. Pembuangan sampah-sampah plastik ke dalam air dan
tanah juga marak terjadi, hal tersebut semakin memicu kerusakan alam.
Mengapa demikian? Karena sampah plastik terbuat dari bahan anorganik.
Bahan-bahan anorganik tersebut sangat sulit dan tidak mungkin diuraikan oleh
bakteri pengurai. Apabila ditimbun di dalam tanah untuk menguraikannya butuh
waktu berjuta-juta tahun. Dan apabila dibakar hanya akan menjadi gumpalan dan
butuh waktu lama untuk menguraikannya. Jika sampah-sampah plastik itu
tertimbun di dalam tanah hingga menumpuk, maka akan mengakibatkan dampak
2
berupa pemanasan global bagi kehidupan manusia itu sendiri. Dan jika sampah-
sampah plastik ini terbawa ke sungai atau ke laut, maka akan mengakibatkan
kerusakan terhadap ekosistem di daerah tersebut.
Menurut Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan (KLHK) menilai
persoalan sampah sudah meresahkan. Indonesia bahkan masuk dalam
peringkat kedua di dunia sebagai penghasil sampah plastik ke Laut setelah
Tiongkok. Hal itu berkaitan dengan data dari KLHK yang menyebut plastik hasil
dari 100 toko atau anggota Asosiasi Pengusaha Ritel Indonesia (APRINDO)
dalam waktu satu tahun saja, sudah mencapai 10,95 juta lembar sampah
kantong plastik. Jumlah itu ternyata setara dengan luasan 65,7 hektare kantong
plastik atau sekitar 60 kali luas lapangan sepak bola. Padahal, KLHK
menargetkan pengurangan sampah plastik lebih dari 1,9 juta ton hingga 2019.
Dirjen Pengelolan Sampah, Limbah, dan B3 KLHK Tuti Hendrawati Mintarsih
menyebut total jumlah sampah Indonesia di 2019 akan mencapai 68 juta ton, dan
sampah plastik diperkirakan akan mencapai 9,52 juta ton atau 14 persen dari
total sampah yang ada.
Berdasarkan data Jambeck (2015), Indonesia berada di peringkat kedua
dunia penghasil sampah plastik ke laut yang mencapai sebesar 187,2 juta ton
setelah Cina yang mencapai 262,9 juta ton. Berada di urutan ketiga adalah
Filipina yang menghasilkan sampah plastik ke laut mencapai 83,4 juta ton, diikuti
Vietnam yang mencapai 55,9 juta ton, dan Sri Lanka yang mencapai 14,6 juta
ton per tahun.
Setiap tahun produksi plastik menghasilkan sekitar delapan persen hasil produksi
minyak dunia atau sekitar 12 juta barel minyak atau setara 14 juta pohon. Lebih
dari satu juta kantong plastik digunakan setiap menitnya, dan 50 persen dari
kantong plastik tersebut dipakai hanya sekali lalu langsung dibuang. Dari angka
tersebut, hanya lima persen yang benar-benar di daur ulang.
3
Menurut Valli, Gnanavel, dkk (2012) Limbah plastik dianggap sebagai
berpotensi sumber ekonomi bahan kimia dan energi. Banyak dari kita telah
menemukan berbagai produk yang menggunakan bahan plastik hari ini. Sebagai
hasil dari meningkatnya tingkat konsumsi swasta bahan-bahan plastik dalam
jumlah besar limbah yang dibuang ke lingkungan. catalytic cracking adalah
proses yang mengubah limbah plastik menjadi produk hidrokarbon cair berharga
yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi untuk berbagai keperluan
seperti mesin diesel, generator, kendaraan, dll gas produk sampingan yang
diperoleh dalam proses dapat digunakan untuk domestik gunakan dengan
mengisi dalam silinder dan juga untuk menjalankan turbin gas. Dengan demikian
proses retak dapat dianggap sebagai sumber energi non-konvensional lain.
Minyak mentah adalah sumber utama dari plastik dan sebagian besar bahan
kimia. Dari total 100 juta ton plastik diproduksi setiap tahun di seluruh dunia, 25
juta ton dibuang. Dengan membuang jumlah berat seperti limbah plastik, banyak
membuang energi dalam bentuk minyak mentah yang digunakan untuk membuat
plastik. Energi yang terbuang dapat dipulihkan kembali menggunakan proses
Pirolisis. Proses ini menghemat sumber energi konvensional kami yaitu minyak
mentah. Dalam skenario ini kertas kami bertujuan untuk memecahkan masalah
kembar pencemaran lingkungan karena plastik dan perlu untuk sumber bahan
bakar alternatif.
Berdasarkan uraian diatas, peneliti tertarik melakukan penelitian tentang
pengolahan limbah plastik dan mengambil judul “PENGOLAHAN LIMBAH
PLASTIK MENJADI BAHAN BAKAR ALTERNATIF DENGAN METODE
DESTILASI”. Dengan adanya pengolahan limbah plastik menjadi bahan bakar
alternatif ini, diharapkan dapat meminimalisir dampak yang diakibatkan dari
sampah-sampah plastik tersebut, sehingga dapat bermanfaat bagi kehidupan
4
kita. Selain itu bahan bakar alternatif juga bersifat ramah lingkungan sehingga
dapat mengurangi polusi udara agar terciptanya lingkungan yang sehat dan
bebas polusi udara.
1.2 Rumusan MasalahAdapun rumusan masalah pada proposal ini adalah sebagai berikut:
a. Apakah limbah plastik jenis polyethylene terephthalate dan Low-Density
Polyethylene.dapat diolah menjadi bahan bakar alternatif dengan kualitas
yang baik?
b. Bagaimanakah pengaruh bahan bakar alternatif hasil dari pengolahan
limbah plastik jenis polyethylene terephthalate dan Low-Density
Polyethylene terhadap performa mesin kendaraan bermotor?
1.3 Batasan MasalahAdapun batasan masalah pada proposal ini adalah sebagai berikut:
a. Bahan utama dari pengolahan bahan bakar alternatif ini adalah limbah
plastik jenis polyethylene terephthalate dan Low-Density Polyethylene.
b. Proses pengolahan bahan bakar alternatif ini dilakukan secara sederhana
dengan segala keterbatasan alat dan laboratorium.
1.4 Tujuan PenelitianTujuan yang ingin dicapai dalam proposal ini adalah:
a. Mengetahui bahwa limbah plastik jenis polyethylene terephthalate dan
Low-Density Polyethylene. ini dapat diolah menjadi bahan bakar alternatif
dengan metode distilasi.
b. Mengetahui pengaruh bahan bakar alternatif hasil pengolahan limbah
plastik jenis polyethylene terephthalate dan Low-Density Polyethylene
terhadap performa mesin kendaraan bermotor.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari proposal ini adalah sebagai berikut:
5
a. Bagi Peneliti, dengan adanya penelitian ini peneliti dapat menambah
wawasan khususnya dalam cara pengolahan limbah plastik menjadi
bahan bakar alternatif.
b. Bagi Universitas Lambung Mangkurat khususnya Fakultas Teknik
program studi Teknik Mesin, dengan adanya penelitian ini akan
meningkatkan akreditasi program studi Teknik Mesin serta program studi
Teknik mesin dapat lebih dikenal di masyarakat luas.
c. Bagi Masyarakat, dengan adanya penelitian ini penanganan limbah di
masyarakat khususnya limbah plastik menjadi lebih mudah serta polusi
asap oleh kendaraan bermotor bisa diminimalisir dengan adanya
pengolahan limbah plastik menjadi bahan bakar alternatif yang ramah
lingkungan bagi kendaraan bermotor.
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penelitian TerdahuluD. Mustofa K, Fuad Zainuri (2014), mengatakan dalam jurnal “PIROLISIS
SAMPAH PLASTIK HINGGA SUHU 900OC SEBAGAI UPAYA MENGHASILKAN
BAHAN BAKAR RAMAH LINGKUNGAN”, salah satu alternatif penanganan
sampah plastik yang saat ini banyak diteliti dan dikembangkan adalah mengubah
sampah plastik menjadi bahan bakar. Tujuan penelitian ini adalah melakukan
untuk memperoleh bahan bakar cair dari pirolisis sampah plastik yang aman bagi
manusia dan lingkungan, dengan nilai kalor dan mutu bahan bakar minyak yang
sesuai standar. Metode yang digunakan adalah pirolisis sampah plastik pada
suhu 900oC, lalu uap kalor yang dihasilkan dikondensasi melalui crossflow
kondensor. Metode ini menghasilkan bahan bakar cair dengan nilai kalor 46.848
J/g yang lebih besar dari pada pengolahan sampah plastik pada suhu 425oC
yang hanya 41.870 J/g, disamping itu sifat lebih aman dari pengolahan sampah
plastik pada suhu 425oC karena kadar senyawa yang berpotensi bersifat
karsinogenik (asam borat dan siklopentanon) berkurang presentasinya.
Menurut Kadir (2012), dalam jurnal “KAJIAN PEMANFAATAN SAMPAH
PLASTIK SEBAGAI SUMBER BAHAN BAKAR CAIR” mengatakan bahwa plastik
merupakan material yang secara luas dikembangkan dan digunakan sejak abad
ke-20 yang berkembang secara luar biasa penggunaannya dari hanya beberapa
ratus ton pada tahun 1930-an, menjadi 220 juta ton/tahun pada tahun 2005.
Plastik merupakan bahan kemasan utama saat ini. Salah satu jenis plastik
adalah polyethylene (PE). Polietilen dapat dibagi menurut massa jenisnya
menjadi dua jenis, yaitu Low Density Polyethylene (LDPE) dan High Density
Polyethylene (HDPE). LDPE mempunyai massa jenis antara 0,91-0,94 gmL-1,
7
separuhnya berupa kristalin (50-60%) dan memiliki titik leleh 115oC. Sedangkan
HDPE bermassa jenis lebih besar yaitu 0,95-0,97 gmL-1, dan berbentuk kristalin
(kritalinitasnya 90%) serta memiliki titik leleh di atas 127oC (beberapa macam
sekitar 135oC). Dalam mengolah limbah plastik menjadi BBM tidak diperlukan
perlakuan pre sortir dan tidak pula diperlakukan kondisi yang harus bersih dari
kotoran seperti pasir, abu, kaca, logam, tekstil, air, minyak bekas, dll. Setiap
satuan berat plastik, dapat menghasilkan:
a. 70% minyak
b. 16% gas
c. 6% karbon solid
d. 8% air
Pada Penelitian ini, untuk membakar kantong kresek (PP) 500 gram
membutuhkan bahan bakar sebesar 400 mili liter untuk menghasilkan bahan
bakar 450 mili liter dalam waktu 930 detik dengan temperatur nyala api 300oC.
Untuk membakar botol oli (HDPE) 500 gram membutuhkan bahan bakar sebesar
600 mili liter untuk bahan bakar sebesar 400 mili liter dalam waktu 1515 detik
dengan temperatur nyala api 415oC. Dan untuk membakar botol aqua (PET) 500
gram membutuhkan bahan bakar sebesar 500 mili liter untuk menghasilkan
bahan bakar sebesar 420 mili liter dalam waktu 1221 detik dengan temperatur
nyala api 400oC.
Menurut Ekky Wahyudi, Zultiniar, dkk. (2016), dalam jurnal
“PENGOLAHAN SAMPAH PLASTIK POLIPROPILENA (PP) MENJADI BAHAN
BAKAR MINYAK DENGAN METODE PERENGKAHAN KATALITIK
MENGGUNAKAN KATALIS SINTETIK”, sampah plastik memiliki dampak buruk
bagi lingkungan apabila tidak diolah lebih lanjut. Penelitian ini dilakukan untuk
mengkonversi sampah plastik menjadi bahan bakar minyak menggunakan katalis
sintesis yang disintesis dari abu terbang batubara yang selanjutnya
8
dikarakterisasi menggunakan XRD. Tujuan penelitian ini adalah untuk melihat
pengaruh variasi suhu dan rasio katalis/plastik. Sebanyak 100 gram plastik jenis
polipropilena direngkah di dalam reactor batch pada suhu 350oC, 400oC, dan
450oC selama 60 menit dengan variasi katalis/plastik 0,5; 1; 1,5 (% berat). Yield
(%) tertinggi adalah 76,09% yang diperoleh pada variasi suhu 450oC dan rasio
katalis/plastik 1,5%. Nilai kalor produk adalah 45,56 MJ/kg. hasil analisis GC-MS
menunjukkan % area produk mengandung bahan bakar seperti bensin (60,46%),
kerosin dan solar (7,48%).
Menurut Hendra Prasetyo, Rudhiyanto, dkk. dalam jurnal “MESIN
PENGOLAH LIMBAH SAMPAH PLASTIK MENJADI BAHAN BAKAR
ALTERNATIF” sampah plastik adalah isu lingkungan berskala global karena
sangat sulit untuk ditanggulangi. Menurut tim peneliti data UNNES tahun 2010,
jumlah volume sampah di daerah dan sekitarnya adalah 20 m3/hari, dan 3% dari
itu adalah plastik yang sangat sulit terurai. Solusi terhadap kasus sejauh ini
adalah dengan membakar. Sementara itu, hal itu dapat mengakibatkan polusi
yang dapat merusak lingkungan, seperti NOx, SOx, CO, dan lain-lain. Oleh
karena itu, kebutuhan solusi yang lebih menjanjikan adalah dengan mendaur
ulang sampah plastik menjadi bahan bakar alternatif. Metode yang kami gunakan
dalam program ini adalah mengidentifikasi masalah dan solusinya. Identifikasi
masalah yang kita simpulkan adalah merancang sebuah pabrik pengolahan
plastik menjadi bahan bakar alternatif. Kemudian kami memproduksi dan merakit
kesimpulan, setelah itu kami melakukan pengujian dan analisis dan menarik
kesimpulan. Mesin ini dibuat dengan kapasitas produksi 0,5 liter/30 menit,
dengan panjang 1 m, lebar 0,35 m, dan tinggi 1,35 m. keuntungan dari
keberadaan mesin ini adalah ramah lingkungan, aman, dan memiliki kapasitas
besar sehingga bisa mengurangi sampah plastik yang menyebabkan
pencemaran lingkungan dan sekitarnya Banaran TPS. Adapun hasil yang telah
9
dicapai setelah melalui pengujian adalah botol plastik seberat 1 kg menghasilkan
bahan bakar 0,5 liter dalam waktu 25 menit pada suhu 200oC dan plastik kresek
seberat 1 kg menghasilkan bahan bakar sebesar 0,5 liter dalam waktu 30 menit
pada suhu 300oC.
Menurut Rahyani Ermawati (2011), dalam jurnal “KONVERSI LIMBAH
PLASTIK SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF”, selama ini sumber energi
yang banyak digunakan dalam kehidupan masyarakat berasal dari fosil, baik itu
batubara maupun minyak bumi. Seperti yang telah diketahui, sumber energi ini
memiliki jumlah yang terbatas sehingga akan menipis jika dieksploitasi secara
terus-menerus demi kepentingan manusia. Maka dari itu para peneliti di seluruh
dunia telah mengembangkan berbagai penemuan mengenai sumber energi yang
dapat diperbaru sejak beberapa dekade lalu, salah satunya adalah dengan
mengkonversi limbah plastik menjadi bahan bakar alternatif. Seperti yang kita
ketahui, limbah plastik menjadi ancaman serius bagi lingkungan tempat kita
tinggal. Berbagai upaya telah dilakukan untuk meminimalisasi jumlah plastik yang
kian hari kian meningkat, salah satunya adalah dengan mengubah limbah plastik
menjadi sumber energi baru. Pada proses konversi limbah plastik menjadi
sumber energi, katalis memegang peranan penting dalam kualitas hidrokarbon
yang dihasilkan. Katalis digunakan untuk menurunkan energi yang terjadi pada
proses pembakaran, katalis juga berperan untuk menurunkan konsentrasi klorida
(Cl) yang ada pada cairan yang terbentuk sebagai hasil produk pembakaran.
Katalis yang digunakan pada umumnya adalah zeolite, polysilicate component,
pseudoboehmite component dan clay component. Dalam tabel terlihat bahwa
penggunaan katalis akan menurunkan konsentrasi klorida pada fraksi cair dan
menaikkan fase konsentrasi gas hidrokarbon C1-C4.
10
Tabel 2.1 Perbandingan distribusi hasil produk pembakaran limbah plastik
pada suhu pembakaran dan penggunaan katalis
Berdasarkan penelitian tersebut, ternyata silika-alumina efektif dalam
meningkatkan laju degradasi dan produksi minyak pelumas. Mereka juga
mempelajari pengaruh jenis katalis lainnya terhadap degradasi polimer, seperti
zeolite yang digunakan sebagai katalis pada proses degradasi PP dan PE yang
ternyata menghasilkan produk cair lebih rendah dibandingkan dengan gas.
Tamilkolundu dan Murugesan (2012), melakukan penelitian dengan mengubah
sampah plastik jenis PVC menjadi bahan bakar minyak. Bahan bakar minyak dari
plastik PVC ini mempunyai densitas 7% lebih tinggi dari solar. Demikian juga
11
dengan viskositasnya, lebih tinggi 300% dibanding solar. Selanjutnya bahan
bakar minyak yang berasal dari sampah plastik tersebut dicampur dengan solar.
Campuran bahan bakar ini diuji coba pada mesin diesel satu silinder. Unjuk kerja
yang diamati antara lain konsumsi bahan bakar, konsumsi bahan bakar spesifik
dan efisiensi termal. Hasil dari uji coba tersebut seperti tabel berikut:
Tabel 2.2 Perbandingan unjuk kerja campuran minyak dari plastik dan solar
Penelitian unjuk kerja mesin diesel berbahan bakar minyak dari sampah
plastik dan solar juga dilakukan oleh Narayana dan Mojeswararao, 2012.
Penelitian dilakukan dengan dua variasi campuran, yaitu dengan prosentase
minyak dari sampah plastik 20 % dan 40 % . Penelitian ini menggunakan mesin
diesel satu silinder.
2.2 Plastik
Plastik merupakan material yang baru secara luas dikembangkan dan
digunakan sejak abad ke-20 yang berkembang secara luar biasa
penggunaannya dari hanya beberapa ratus ton pada tahun 1930-an, menjadi 150
juta ton/tahun pada tahun 1990-an dan 220 juta ton/tahun pada tahun 2005. Saat
ini penggunaan material plastik di negara-negara Eropa Barat mencapai
60 kg/orang/tahun, di Amerika Serikat mencapai 80 kg/orang/tahun, sementara di
India hanya 2 kg/orang/tahun. Plastik adalah polimer rantai-panjang dari atom
yang mengikat satu sama lain. Rantai ini membentuk banyak unit molekul
12
berulang, atau "monomer". Terdapat dua macam polymer yang terdapat di
kehidupan yaitu polymer alami dan polymer buatan atau polymer sintesis.
a. Polimer Alami
Alam juga menyediakan berbagai macam polymer yang bisa
langsung digunakan oleh manusia sebagai bahan. Polymer tersebut
ialah : Kayu, kulit binatang, kapas, karet alam, rambut dan lain
sebagainya.
b. Polimer Sintetis
Semakin meningkatnya dan beragamnya kebutuhan manusia
menyebabkan manusia harus mencari jalan untuk mencukupinya dengan
cara membuat kebutuhannya tersebut. Termasuk juga polymer, manusia
membuat polymer melalui reaksi kimia (sintesis) yang tidak disediakan
oleh alam.
2.3 Jenis-Jenis Plastika. (Polyethylene terephthalate)
PETE atau PET (polyethylene terephthalate) biasa dipakai untuk
botol plastik yang jernih/transparan/tembus pandang seperti botol air mineral,
botol jus, dan hampir semua botol minuman lainnya. Botol jenis PET/PETE ini
direkomendasikan hanya sekali pakai. Kenapa? Bila terlalu sering dipakai,
apalagi digunakan untuk menyimpan air hangat apalagi panas, akan
mengakibatkan lapisan polimer pada botol tersebut akan meleleh dan
mengeluarkan zat karsinogenik (dapat menyebabkan kanker) dalam jangka
panjang. Jadi buat yang memakai botol bekas air mineral untuk didinginkan di
kulkas, sebaiknya ganti botol2 tersebut jadi botol yang terbuat dari kaca.
b. HDPE (High density polyethylene)
HDPE (high density polyethylene) memiliki sifat bahan yang lebih
kuat, keras, buram dan lebih tahan terhadap suhu tinggi. Kode 2 ini biasa
13
dipakai untuk botol susu yang berwarna putih susu, tupperware, galon air
minum dan lain-lain. HDPE merupakan salah satu bahan plastik yang aman
untuk digunakan karena kemampuan untuk mencegah reaksi kimia antara
kemasan plastik berbahan HDPE dengan makanan/minuman yang
dikemasnya. Walaupun begitu, kode 2 ini juga direkomendasikan hanya
sekali pakai. Kenapa? karena pelepasan senyawa antimoni trioksida terus
meningkat seiring waktu.
c. PVC (Polyvinyl chloride)
V atau PVC (polyvinyl chloride) adalah plastik yang paling sulit di
daur ulang. Plastik ini bisa ditemukan pada plastik pembungkus (cling wrap),
dan botol-botol. Kandungan dari PVC yaitu DEHA yang terdapat pada plastik
pembungkus dapat bocor dan masuk ke makanan berminyak bila
dipanaskan. Reaksi yang terjadi antara PVC dengan makanan yang dikemas
dengan plastik ini berpotensi berbahaya untuk ginjal, hati dan berat badan
d. LDPE (Low density polyethylene)
LDPE (low density polyethylene) biasa dipakai untuk tempat
makanan, plastik kemasan, dan botol-botol yang lembek. Barang-barang
dengan kode 4 dapat di daur ulang dan baik untuk barang-barang yang
memerlukan fleksibilitas tetapi kuat. Barang dengan kode 4 bisa dibilang tidak
dapat di hancurkan tetapi tetap baik untuk tempat makanan karena sulit
bereaksi secara kimiawi dengan makanan yang dikemas dengan bahan ini.
e. PP (Polypropylene)
PP (polypropylene) adalah pilihan terbaik untuk bahan plastik
terutama untuk yang berhubungan dengan makanan dan minuman seperti
tempat menyimpan makanan, botol minum dan terpenting botol minum untuk
bayi. Karakteristiknya adalah transparan, tidak jernih atau berawan, dan
cukup mengkilap. Polipropilen lebih kuat dan ringan dengan daya tembus uap
14
yang rendah, ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap suhu
tinggi.
f. PS (Polystyrene)
PS (polystyrene) biasa dipakai sebagai bahan tempat makan
styrofoam, tempat minum sekali pakai, dll. Bahan Polystyrene bisa
membocorkan bahan styrine ke dalam makanan ketika makanan tersebut
bersentuhan. Bahan Styrine berbahaya untuk kesehatan otak, mengganggu
hormon estrogen pada wanita yang berakibat pada masalah reproduksi, dan
sistem syaraf. Selain tempat makanan, styrine juga bisa didapatkan dari asap
rokok, asap kendaraan dan bahan konstruksi gedung. Bahan ini harus
dihindari dan banyak negara bagian di Amerika sudah melarang pemakaian
tempat makanan berbahan styrofoam termasuk negara China.
g. OTHER
Untuk jenis plastik 7 Other ini ada 4 jenis, yaitu SAN (styrene
acrylonitrile), ABS (acrylonitrile butadiene styrene), PC (polycarbonate) dan
Nylon.Other (biasanya polycarbonate) bisa didapatkan di tempat makanan
dan minuman seperti botol minum olahraga, suku cadang mobil, alat-alat
rumah tangga, komputer, alat-alat elektronik, dan plastik kemasan..
Polycarbonate bisa mengeluarkan bahan utamanya yaitu Bisphenol-A ke
dalam makanan dan minuman yang berpotensi merusak sistem hormon.
Hindari bahan plastik Polycarbonate. Berikut adalah tabel jenis-jenis plastik
dan penggunaannya:
15
Tabel 2.3 Jenis-jenis plastik dan penggunaannya
Plastik memiliki sifat termal, sifat termal ini sangat penting dalam proses
pembuatan dan daur ulang plastik. Sifat-sifat termal ini meliputi titik lebur
(Tm), Temperatur transisi (Tg), dan temperatur dekomposisi. Temperatur
transisi adalah temperatur di mana plastik mengalami perengganan struktur
sehingga terjadi perubahan dari kondisi kaku menjadi lebih fleksibel. Di atas
titik lebur, plastik mengalami pembesaran volume sehingga molekul bergerak
lebih bebas yang ditandai dengan peningkatan kelenturannya. Temperatur
lebur adalah temperatur di mana plastik mulai melunak dan berubah menjadi
cair. Temperatur dekomposisi merupakan batasan dari proses pencairan.
Jika suhu dinaikkan di atas temperatur lebur, plastik akan mudah mengalir
dan struktur akan mengalami dekomposisi. Dekomposisi terjadi karena energi
thermal melampaui energi yang mengikat rantai molekul. Secara umum
polimer akan mengalami dekomposisi pada suhu di atas 1,5 kali dari
temperatur transisinya. Data sifat termal pada proses daur ulang plastik ini
dapat dilihat pada tabel berikut:
16
Tabel 2.4 Temperatur transisi dan temperatur lebur plastik
Adapun perbandingan nilai kalor yang terkandung dalam plastik dengan
sumber-sumber kalor lainnya dapat dilihat pada tabel 2.4 berikut:
Tabel 2.5 Perbandingan nilai kalor plastik dengan bahan lainnya
b.4 LimbahLimbah merupakan buangan atau sisa yang dihasilkan dari suatu proses
atau kegiatan dari industri maupun domestik (rumah tangga). Menurut Peraturan
17
Pemerintah Nomor 101 tahun 2014, limbah adalah sisa suatu usaha dan/atau
kegiatan. Berdasarkan dari wujud limbah yang dihasilkan, limbah dibagi menjadi
tiga yaitu limbah padat, limbah cair dan gas dengan penjelasan sebagai berikut:
a. Limbah padat adalah limbah yang berwujud padat. Limbah padat bersifat
kering, tidak dapat berpindah kecuali ada yang memindahkannya. Limbah
padat ini misalnya, sisa makanan, sayuran, potongan kayu, sobekan
kertas, sampah plastik, dan logam.
b. Limbah cair adalah limbah yang berwujud cair. Limbah cair terlarut dalam
air, selalu berpindah, dan tidak pernah diam. Contoh limbah cair adalah
air bekas mencuci pakaian, air bekas pencelupan warna pakaian, dan
sebagainya.
c. Limbah gas adalah limbah zat (zat buangan) yang berwujud gas. Limbah
gas dapat dilihat dalam bentuk asap. Limbah gas selalu bergerak
sehingga penyebarannya sangat luas. Contoh limbah gas adalah gas
pembuangan kendaraan bermotor. Pembuatan bahan bakar minyakjuga
menghasilkan gas buangan yang berbahaya bagi lingkungan.
Sampah plastik sering digolongkan dalam sampah yang tidak dapat
didegradasi, karena sampah jenis ini membutuhkan waktu yang relative sangat
lama untuk dapat didegradasi oleh alam (Ofoma, 2006). Pemanfaatan sampah
plastik sebagai bahan bakar cair merupakan salah satu metode yang dapat
dilakukan untuk mengurangi masalah yang ditimbulkan oleh sampah plastik.
Metode yang digunakan untuk mengkonversi plastik menjadi bahan bakar cair
adalah melalui reaksi perengkahan plastik, baik perengkahan termal maupun
perengkahan katalitik (Junya, 2004).
b.5 Destilasi
Destilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia
berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas)
18
bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan
uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang
memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Ada beberapa
macam destilasi:
a. Distilasi Sederhana
Pada distilasi sederhana, dasar pemisahannya adalah perbedaan
titik didih yang jauh atau dengan salah satu komponen bersifat volatil. Jika
campuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan
menguap lebih dulu. Selain perbedaan titik didih, juga perbedaan kevolatilan,
yaitu kecenderungan sebuah substansi untuk menjadi gas. Distilasi ini
dilakukan pada tekanan atmosfer. Aplikasi distilasi sederhana digunakan
untuk memisahkan campuran air dan alkohol.
b. Distilasi Fraksionisasi
Fungsi distilasi fraksionasi adalah memisahkan komponen-
komponen cair, dua atau lebih, dari suatu larutan berdasarkan perbedaan titik
didihnya. Distilasi ini juga dapat digunakan untuk campuran dengan
perbedaan titik didih kurang dari 20 °C dan bekerja pada tekanan atmosfer
atau dengan tekanan rendah. Aplikasi dari distilasi jenis ini digunakan pada
industri minyak mentah, untuk memisahkan komponen-komponen dalam
minyak mentah. Perbedaan distilasi fraksionasi dan distilasi sederhana
adalah adanya kolom fraksionasi. Di kolom ini terjadi pemanasan secara
bertahap dengan suhu yang berbeda-beda pada setiap platnya. Pemanasan
yang berbeda-beda ini bertujuan untuk pemurnian distilat yang lebih dari plat-
plat di bawahnya. Semakin ke atas, semakin tidak volatil cairannya.
c. Distilasi Uap
Distilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa yang
memiliki titik didih mencapai 200 °C atau lebih. Distilasi uap dapat
19
menguapkan senyawa-senyawa ini dengan suhu mendekati 100 °C dalam
tekanan atmosfer dengan menggunakan uap atau air mendidih. Sifat yang
fundamental dari distilasi uap adalah dapat mendistilasi campuran senyawa
di bawah titik didih dari masing-masing senyawa campurannya. Selain itu
distilasi uap dapat digunakan untuk campuran yang tidak larut dalam air di
semua temperatur, tapi dapat didistilasi dengan air. Aplikasi dari distilasi uap
adalah untuk mengekstrak beberapa produk alam seperti minyak eucalyptus
dari eucalyptus, minyak sitrus dari lemon atau jeruk, dan untuk ekstraksi
minyak parfum dari tumbuhan. Campuran dipanaskan melalui uap air yang
dialirkan ke dalam campuran dan mungkin ditambah juga dengan
pemanasan. Uap dari campuran akan naik ke atas menuju ke kondensor dan
akhirnya masuk ke labu distilat.
d. Distilasi Vakum
Distilasi vakum biasanya digunakan jika senyawa yang ingin
didistilasi tidak stabil, dengan pengertian dapat terdekomposisi sebelum atau
mendekati titik didihnya atau campuran yang memiliki titik didih di atas 150 °C.
Metode distilasi ini tidak dapat digunakan pada pelarut dengan titik didih yang
rendah jika kondensornya menggunakan air dingin, karena komponen yang
menguap tidak dapat dikondensasi oleh air. Untuk mengurangi tekanan
digunakan pompa vakum atau aspirator. Aspirator berfungsi sebagai penurun
tekanan pada sistem distilasi ini. Berikut adalah susunan rangkaian alat destilasi
sederhana:
1. wadah air
2. labu distilasi
3. sambungan
4. termometer
5. kondensor
20
6. aliran masuk air dingin
7. aliran keluar air dingin
8. labu distilat
9. lubang udara
10. tempat keluarnya distilat
11. penangas
12. air penangas
13. larutan zat
14. wadah labu distilat
Gambar 2.1 Gambar rancangan destilasi sederhana
21
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Objek PenelitianObjek penelitian pada penelitian ini limbah plastik jenis polyethylene
terephthalate dan Low-Density Polyethylene yang diolah menjadi bahan
bakar alternatif dengan metode destilasi.
3.2 Alat dan Bahan
Alat dan bahan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
- Alat:
a. Pipa paralon dan sambungan
b. Tabung Gas Elpiji 3 kg
c. Kaleng Khong Guan bekas
d. Labu destilasi
- Bahannya adalah Plastik jenis polyethylene terephthalate dan Low-
Density Polyethylene
22
3.3 Teknik Pengumpulan Data
Teknik pengumpulan data pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. Melakukan Studi Literatur
b. Mencari dan memilih bahan limbah plastik yang ingin digunakan, dalam
penelitian ini bahan plastik yang digunakan adalah jenis polyethylene
terephthalate dan Low-Density Polyethylene.
c. Bersihkan dan cuci bahan plastik, kemudian potong kecil-kecil, dan jemur
di bawah sinar matahari hingga mengering.
d. Rakit alat destilasi
e. Nyalakan kompor gas
f. Atur suhu pada 300oC, kemudian masukkan plastik jenis Low-Density
Polyethylene sebanyak 500 gram selama 15 menit
g. Proses ini berakhir dengan ditandai timbulnya gas dan air yang
bercampur dengan minyak.
h. Dari bahan plastik jenis Low-Density Polyethylene ini didapatkan bahan
bakar bakar sebanyak 484 mili liter.
i. Catat hasil penelitian.
j. Untuk bahan plastik jenis polyethylene terephthalate, langkah
penyulingannya sama seperti bahan plastik jenis Low-Density
Polyethylene, hanya saja plastik jenis polyethylene terephthalate
memerlukan waktu lebih lama yaitu 20 menit. Dan didapatkan hasil bahan
bakar sebanyak 447 mili liter.
k. Catat hasil penelitian dan matikan kompor.
23
3.4 Diagram Alir Penelitian
Mulai
Pemilihan bahan dan penentuan jumlah limbah
plastik
Studi Literatur
Perakitan alat Destilasi
Plastik jenis Polyethylene Terephthalate
Plastik jenis Low-Density
Polyethylene
Uji Coba Alat
24
Tidak Tidak
Ya
3.5 Jadwal Pelaksanaan Penelitian
Tempat dari penelitian ini adalah Workshop Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Lambung Mangkurat dan jadwal penelitian direncanakan sebagai
berikut:
Rencana KegiatanBulan
September Oktober November Desember Januari
Studi Literatur
Pengumpulan Data
Pengolahan Data
Menyusun Laporan
Seminar Proposal
Seminar Hasil
Sidang Akhir
Hasil Uji Coba
Selesai
Pengujian pada suhu 300oC dengan
waktu 20 menit
Pengujian pada suhu 300oC dengan
waktu 15 menit
25
Daftar pustaka
Aprian Ramadhan, Munawar, A., (2011), “Pengolahan Sampah Plastik Menjadi
Minyak Menggunakan Proses Pirolisis”, Universitas Pembangunan
Nasional “Veteran”. Jawa Timur.
Budiyantoro, C.,2010,”Thermoplastik dalam Industri”, Teknika Media, Surakarta
Das, S. dan Pande, S., 2007, Pyrolysis and Catalytic Cracking of Municipal
Plastic Waste for Recovery of Gasoline Range Hydrocarbons, Thesis, Chemical
Engineering Department National Institute of Technology Rourkela
Ekky Wahyudi, Zultiniar, dkk., 2015, “Pengolahan Sampah Plastik Polypropylene
(PP) menjadi Bahan Bakar Minyak Dengan Metode Perengkahan Katalitik
Menggunakan Katalis Zeolit X”, Volume 2 No.2, JOM FTEKNIK,
Pekanbaru
Ekky Wahyudi, Zultiniar, dkk.,2016, “Pengolahan Sampah Plastik Polipropilena
(PP) Menjadi Bahan Bakar Minyak dengan Metode Perengkahan Katalitik
Menggunakan Katalis Sintesis”, Vol.11 No.1 Hlm.17, Jurnal Rekayasa
Kimia dan Lingkungan , Pekanbaru
Hendra Prasetya, Rudhiyanto, dkk., “Mesin Pengolah Limbah Sampah Plastik
Menjadi Bahan Bakar Alternatif, Fakultas Teknik, Universitas Negeri
Semarang
Junya, Masaaki, dkk., 2004, ”Development Of Feedstock Recycling Process For
Converting Waste Plastics To Petrochemicals”, IHI Engineering Review ,
Vol. 37 No. 2
26
Kadir, Mei 2012, “Kajian Pemanfaatan Sampah Plastik Sebagai Sumber Bahan
Bakar Cair”, Vol.3 No.2, Dinamika Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, Kendari
Keane, MA., 2007, “Catalytic Conversion of Waste Plastic : Focus On Waste
PVC”, Journal Of Chemical Technology And Bioetechnology, Vol. 82, Hal. 787-
795
Melyna, E., 2013, “Perengkahan sampah plastik (HDPE, PP, PS) menjadi
precursor bahan bakar dengan variasi perbandingan bahan baku/katalis
H- zeolite”, Skripsi, Universitas Riau, Pekanbaru.
Mustofa K.D., Fuad Zainuri, 2014, “Pirolisis Sampah Plastik Hingga Suhu 900oC
Sebagai Upaya Menghasilkan Bahan Bakar Ramah Lingkungan”,
Simposium Nasional RAPI XIII, Jakarta
Mohana Jeya Valli, G.Gnanavel, dkk, 2012, “Alternate Fuel From Synthetic
Plastic Waste-Review”, Vol 1(3), International Journal Of Pharmaceutical And
Chemical Sciences, India
Narayana, V.I. dan Mojeswararao, D., 2012, “Experimental Study on The
Performance of C.I Diesel Engine Using Plastic Pyrolysis Oil Blends with
Pure Diesel”, International Journal of Engineering Research & Technology
(IJERT) Vol. 1 Issue 6, Andhrapradesh
Novita Andriani, Setyawan Porwo H.D., 2009, “Konversi Plastik Menjadi
Senyawa Faksi Bahan Bakar Cair Melalui Reaksi Perengkahan Katalitik
Dengan Katalis NI(II)/H5NZA”, Vol. 11, No. 2, hal 171-180, Saintifika,
Jember
Ofoma, I., 2006, “Catalytic Pirolysis Of Polyolefins”, Publicated, Thesis, Georgia
Institute Of Technology, Georgia
27
Panda, A.K., 2011, “Studies on Process Optimization for Production of Liquid
Fuels from Waste Plastics”, Thesis, Chemical Engineering Department
National Institute of Technology, Rourkela
Rahyani Ermawati, 2011, ”Konversi Limbah Plastik Sebagai Sumber Energi
Alternatif”, Vol.V No.3, Jurnal Riset Industri, Balai Besar Kimia dan
Kemasan, Kementerian Perindustrian
Sarker, M., Rashid, M. M. 2013, “Mixture of LDPE, PP and PS Waste Plastics
into Fuel by Thermolysis Process”, Vol. 1, No. 1, International Journal of
Engineering and Technology Research
Sibarani, K. L. (2012) Preparasi, karak-terisasi, dan uji aktifitas katalis Ni-Cr/zeolit
alam pada proses perengkahan limbah plastik menjadi fraksi bensin,
Skripsi, Universitas Indonesia, Depok.
Tamilkolundu, S. dan Murugesan, C., 2012, “The Evaluation of blend of Waste
Plastic Oil-Diesel fuel for use as alternate fuel for transportation”, 2nd
International Conference on Chemical, Ecology and Environmental
Sciences (ICCEES'2012) Singapore
Untoro Budi Surono, April 2013, “Berbagai Metode Konversi Sampah Plastik
Menjadi Bahan Bakar Minyak”, Vol.3 No.1, Jurnal Teknik, Yogyakarta
Dudley, B., “BP Statistical Review of World Energy”, 21 November 2016
http://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/Energy-economics/statistical-
review-2015/BP-statistical-review-of-world-energy-2015-full-report.pdf,
Enggar Taufan, “Arti Kode Kemasan Plastik: PET(E), HDPE, PVC, LDPE,
PP, PS”, 24 Oktober 2016
https://raggne.wordpress.com/2015/05/11/arti-kode-kemasan-plastik-pete-
hdpe- pvc-ldpe-pp-ps/
28
Kurniawan, A., 2012, ”Mengenal Kode Kemasan Plastik yang Aman dan Tidak”’
18 November 2016
http://ngeblogging.wordpress.
Muhammad Charis,”Bahan Plastik (Pengetahuan Bahan Teknik)”, 24 Oktober
2016.
http://charis7512.blogspot.co.id/2014/05/bahan-plastik-pengetahuan-
bahan- teknik.html
Rachmatul4212, “Teknik Pengumpulan Data Dalam Penelitian Kuantitatif Dan
Kualitatif, 25 Oktober 2016.
https://rachmatul4212.wordpress.com/2013/01/28/teknik-pengumpulan-
data- dalam-penelitian- kuantitatif-dan-kualitatif/