Seminar Nasional Teknologi dan Rekayasa (SENTRA) 2020 ISSN (Cetak) 2527-6042 eISSN (Online) 2527-6050

I - 28 SENTRA 2020

Proses Pembuatan Bahan Bakar Cair

Dari Limbah Plastik

Ali Mokhtar1, Andinusa Rahmandhika

2 Moh. Jufri

3, Murjito

4

Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang

Kontak person : Ir. Ali Mokhtar MT, IPM, ASEAN Eng.

Jl. Tlogosari No. 37i Tlogomas Malang Telp. 0811360358

Email mokhtar@umm.ac.id, andinusa@umm.ac.id, jufri63@yahoo.com, murjito1967@gmail.com

Abstrak Bahan bakar cair yang berasal dari minyak sering disebut dengan bahan bakar minyak (BBM), dan bahan bakar non minyak yang berasal dari limbah maupun bahan bakar nabati yang melalui proses pirolisis disebut asap cair, Bahan bakar dari limbah antara lain dari limbah plastik yang dirubah menjadi asap cair atau bahan bakar cair. Proses pirolisis bertujuan untuk merubah sampah atau limbah plastik jenis polyethylene terephthalate (PET) menjadi asap cair atau bahan bakar cair, proses ini untuk mengurangi dampak pencemaran lingkungan akibat sampah plastic. limbah plastic jenis polyethylene terephthalate (PET) sangat berpotensi untuk dikonversikan menjadi bahan bakar cair berupa minyak karena plastik mempunyai rangkaian kimia yang tersususn dari komponen hidrokarbon minyak bumi. Metode yang digunakan untuk memproses sampah plastik jenis polyethylene terephthalate (PET) menjadi bahan bakar alternative

yaitu dengan proses pirolisis atau biasa disebut penyulingan, bahan baku harus di dibersihkan dari kotoran dan harus kering terlebih dahulu. Proses pembuatan bahan bakar cair ini cukup sederhana yaitu dengan memanaskan limbah plastik didalam ketel kemudian gas panas tadi didestilasi atau disuling dengan metode kondensasi maka gas tadi menjadi cair, cairan inilah yang dinamakan asap cair atau bahan bakar cair dari limbah plastic. Hasil yang didapatkan untuk sekali proses pembuatan bahan bakar dengan volume plastic 0,25 m3 dibutuhkan gas lpg sebanyak 0,75 kg dan waktu pemrosesan selama 0,5 jam, sedangkan cara pemrosesan yang digunakan yaitu pirolisis sederhana. Penelitian berikutnya akan melanjutkan penelitian ini dengan pokok bahasan menganalisa bahan bakar cair hasil produksi.

Kata kunci : Proses pembuatan bahan bakar cair dari limbah plastik

1. PENDAHULUAN

Peningkatan jumlah penduduk akan memicu peningkatan jumlah sampah plastic, hal ini terjadi

karena mayoritas masyrakat di Indonesia bahkan perusahaan- perusahaan di Indonesia menggunakan plastic sebagai tempat sesuatu, misalnya untuk minuman, sebagai wadah berbelanja dan lain-lain.

Peningkatan jumlah penduduk juga memicu peningkatan pemakaian energy. Konsumsi energy diberbagai

sector seperti transportasi, industry dan energy listrik rumah tangga tercatat terus meningkat dengan laju pertumbuhan rata-rata pertahun 5,2 %, sebaliknya cadangan energy nasional yang semakin menipis

menimbulkan kekhawatiran akan krisis energy di massa mendatang jika tidak ditemukan sumber-sumber

energy yang baru (Mahendra dkk, 2013).

Sedangkan peningkatan timbunan sampah plastic semakin lama semakin naik hal ini menjadi

permasalahan besar yang muncul seiring semakin tingginya pertumbuhan ekonomi dan pertambahan

penduduk. Karena plastik memiliki banyak kelebihan dibandingkan bahan lainnya maka jumlah permintaan plastik semakin naik. Bahan baku plastic umumnya bersifat isolator dan proses pembuatannya mudah dan

murah, sehingga dibalik semua kelebihannya, bahan plastik memiliki masalah setelah barang barang

tersebut tidak digunakan lagi. Plastik tidak dapat membusuk, tidak dapat menyerap air, maupun tidak dapat berkarat dan pada akhirnya tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme dalam tanah sehingga menimbulkan

masalah bagi lingkungan (Rahyani, 2011).

Seminar Nasional Teknologi dan Rekayasa (SENTRA) 2020

ISSN (Cetak) 2527-6042

eISSN (Online) 2527-6050

SENTRA 2020 I - 29

Pirolisis merupakan suatu proses penguraian material organik secara thermal pada temperatur

tinggi tanpa adanya oksigen (Bhattacharya P et al. 2009). Pirolisis berasal dari bahasa yunani “pyr” artinya

api dan “lysis” artinya memisahkan. Produk yang dihasilkan dari proses pirolisis adalah padatan, minyak,

dan gas. Padatan mempunyai struktur seperti grafit. Padatan tersusun atas karbon murni pada temperatur tinggi. Struktur ini bisa juga ditemukan pada membran fuel cell. Gas yang dihasilkan berupa COX, NOX,

H2 dan Alkana (Caglar, A. & Aydinli, B. 2010).

Permasalahan pada penelitian ini bagaimana cara memproses limbah plastik jenis polyethylene terephthalate (PET) menjadi bahan bakar cair dengan proses pirolisis. Berapa kebutuhan bahan bakar untuk

memproses limbah plastic jenis polyethylene terephthalate (PET) menjadi asap cair atau minyak cair.

Berapa waktu yang dibutuhkan untuk memproses limbah plastik jenis polyethylene terephthalate (PET)

menjadi asap cair atau minyak cair Tujuan penelitian ini untuk mendapatkan Cara pemrosesan limbah plastik jenis polyethylene

terephthalate (PET) menjadi bahan bakar cair yang paling mudah dan murah melalui proses pirolisis.

Seberapa besar kebutuhan bahan bakar gas (LPG) yang digunakan untuk memproses limbah plastic jenis polyethylene terephthalate (PET) menjadi asap cair atau bahan bakar cair. Berapa waktu yang dibutuhkan

untuk memproses limbah plastic jenis polyethylene terephthalate (PET) menjadi asap cair atau bahan bakar

cair dengan pirolisis dalam sekali proses.

2. METODE PENELITIAN

Sebelum prosedur pengoperasian pirolisis dimulai, sampah plastic jenis polyethylene terephthalate (PET) sebagai bahan baku harus dipilah-pilah terlebih dahulu supaya tidak bercampur satu sama lainnya,

mulai dari tutup disendirikan, plastic yang bening (PET) disendirikan, dan lebel atau bungkus juga

disendirikan, berikutnya dibersihkan dari kotoran dan air lalu dikeringkan supya tidak ada sisa-sisa air yang menempel pada plastic tersebut, Langkah berikutnya plastic di potong potong dengan ukuran sekitar luas

dua centimeter persegi, pemotongan plastic ini dilakukan supaya plastic dapat dimasukkan secara maksimal

di dalam ketel, Adapun proses pembersihan dan pengeringan sebagai berikut.

Gambar 1. Proses pembersihan dan pemilihan bahan baku limbah plastik

Sumber : Foto Mokhtar hasil percobaan di lapangan

Sampah yang digunakan sebagai bahan baku adalah sampah plastic yang sudah dipisahkan angtara tutup dan plastic merk produk, dan diambil plastic jenis PE yang bersih jernih. Adapun prosedur

pengoperasian pirolisis dilakukan melalui beberapa tahapan proses

sebagai berikut : Memasang pipa sambungan antara lubang pengeluaran gas pirolisis dengan unit pendingin

dan sambungan antara unit pendingin dengan tempat minyak pirolisis. Memasang thermocouple ke dalam reaktor, dan menyambungnya dengan

Thermocouple reader kemudian menghidupkanya. Memasukkan sampah plastik PP (Poly Propylene) ke

dalam reaktor pirolisis. Memanaskan reaktor pirolisis dengan menggunakan gas LPG, serta menghidupkan pompa air, supaya air sebagai media pendingin bersirkulasi.

Seminar Nasional Teknologi dan Rekayasa (SENTRA) 2020 ISSN (Cetak) 2527-6042 eISSN (Online) 2527-6050

I - 30 SENTRA 2020

2.1. Plastik

Plastik merupakan polimer yang dapat di susun dan digambarkan sebagai rantai panjang atom

mengikat satu sama lain. Rantai ini membentuk banyak unit molekul berulang atau Monomer. Plastik

umumnya terdiri dari polimer karbon dengan oksigen, nitrogen, dan clorin. Plastik menjadi bagian takterpisahkan di kehidupan abad 21, Plastik akan terurai ketika dipanaskan beberapa ratus derajat celcius,

plastik juga merupakan material yang berbahan dasar polimer, missalnya polypropylene (PP), polyvinyl

chloride (PVC), high density polyethilene (HDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), low density polyethylene (LDPE), polyester thermoplastic (PETE), polystyrene (PS), dan phenolic.Polypropylene.

Plastik polypropylene ini mempunyai rumus molekul (C3H6)n (Caglar, A. & Aydinli, B. 2009).

2.1.1. Jenis Plastik

Jenis plastik mempunyai tipe berdasarkan sifat fisiknya yaitu : 1.Thermoplastic, 2.Thermosetting. Thermoplastik merupakan jenis plastic yang bisa didaur ulang atau dicetak lagi dengan cara proses

pemanasan ulang. Contoh, polietilen (PE), polistiren (PS), dan polikarbonat (PC). Thermosetting

merupakan jenis plastic yang tidak bisa didaur ulang atau dicetak lagi. Pemanasan ulang akan dapat menyebabkan kerusakan molekul-molekulnya, contoh resin epoksi, bakelit, resin melamin dan urea

formaldehida. (http://id.wikipedia.org/wiki/plastik)

Gambar 2. Tipe plastik

http://beginstl.com/tag/jenis-jenis-plastik-dan-contohnya/

https://ilmupengetahuanumum.com/jenis-jenis-plastik-arti-kode-daur-ulang-plastik/

2.1.2. Sifat Thermal Plastik

Pengetahuan sifat thermal dari berbagai jenis plastik sangat penting dalam proses pembuatan dan

daur ulang plastik. Sifat thermal yang penting adalah titik lebur (Tm), temperature transisi (Tg) dan

temperature dekomposisi. Temperature transisis yaitu temperatur plastik mengalami peregangan struktur sehinggga terjadi perubahan dari kondisi kaku menjadi lebih fleksibel. Di atas titik lebur, plastik mengalami

pembesaran volume sehinggga molekul bergerak lebih bebas yang ditandai sifat kelenturannya. Temperatur

lebur merupakan temperatur plastik mulai melunak dan berubah menjadi cair. Temperatur dekomposisi

merupakan batasan dari proses pencairan. Jika suhu dinaikan diatas temperatur lebur, plastik akan mudah mengalir dan struktur akan mengalami dekomposisi (Budiantoro, 2010)

2.2. Asap Cair (Bahan Bakar Cair)

Seminar Nasional Teknologi dan Rekayasa (SENTRA) 2020

ISSN (Cetak) 2527-6042

eISSN (Online) 2527-6050

SENTRA 2020 I - 31

Bahan bakar cair atau asap cair merupakan system komplek yang terdiri dari fase cairan terdispersi

dan medium gas sebagai pendispersi. Asap cair atau bahan bakar cair dihasilkan melalui cara pembakaran

tidak sempurna yang melibatkan reaksi dekomposisi. Pada plastik berupa polimer menjadi senyawa organic

dengan berat molekul yang rendah karena pengaruh panas yang meliputi reaksi oksidasi, polimerisasi dan kondensasi. Jumlah partikel padatan dan cairan dalam medium gas akan menentukan jumlah asap cair yang

dihasilkan. Selain itu asap cair juga dapat memberikan pengaruh warna rasa dan aroma pada medium

pendispersi gas.

Sifat dari asap cair atau bahan bakar caiar dipengaruhi oleh komponen utama yaitu selulosa,

hemiselulosa dan lignin yang proporsinya bervariasi tergantung pada jenis bahan yang akan diproses pada pirolisis. Proses pirolisis sendiri melibatkan berbagai proses reaksi diantaranya dekomposisi, oksidasi,

polimerisasi dan kondensi (http://id.wikipedia.org/wiki/Asap-cair).

Setelah proses pirolisis selesai maka asap cair atau minyak cair dapat ditampung menggunakan

wadah yang telah ditentukan kemudian baru disimpan, bagian utama peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan asap caiar atau bahan bakar cair dari limbah plastik ini dibagi menjadi empat bagian

utama yaitu yang pertama oven dan ketel sebagai pemanas plastik jenis Polyethylene terephthalate (PET)

untuk mendapatkan gas dari plastik, yang kedua saluran gas atau uap digunakan sebagai penyalur uap atau gas dari oven ke kondensor, yang ketiga kondensor, kondensor ini berfungsi sebagai pendingin uap atau

gas sehingga menjadi cair kemudian disebut asap cair atau bahan bakar cair dari limbah plastik. Kemudian

yang ke empat adalah reservoir dan pompa, reservoir berfungsi sebagai tangka air pendingin sedangkan

pompa sebagai alat untuk mensirkulasikan air di dalam kondensor. Rangakaian peralatan pembuat bahan bakar limbah plastik ini dinamakan pirolisis.

Gambar 3. Skema banguan pyrolisis

https://ptsse.co.id/halaman_linibisnis/detail/3

https://balitbang.riau.go.id/assets/images/artikel/

Pirolisis bisa didifinisikan suatu proses yang berfungsi menguraikan material secara thermal pada

temperatur tinggi tanpa adanya oksigen maupun dengan oksigen terbatas. Produk yang dihasilkan melalui proses pirolisis berupa padatan, minyak dan gas. Padatan mempunyai struktur seperti grafit. Padatan

tersusun atas karbon murni dan temperatur yang tinggi. Struktur ini bisa ditemukan pada membrane feul

cell, gas yang dihasilkan berupa Cox, NOx, H2 dan alkana (Aydinli, B & Caglar, A. 2010).

Seminar Nasional Teknologi dan Rekayasa (SENTRA) 2020 ISSN (Cetak) 2527-6042 eISSN (Online) 2527-6050

I - 32 SENTRA 2020

Gambar 4. Diagram skema proses pirolisis

http://blackriopepper.blogspot.com/2013/12/pirolisis-sederhana.html

https://slideplayer.info/slide/11842622/

3. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Dari hasil percobaan yang dilakukan di lapangan menunjukkan proses termo-kimia bahan bakar

menurut komposisi udaranya. Jika proses pemanasan bahan bakar disertai dengan udara yang cukup, maka

proses tersebut dinamakan sebagai pembakaran. Jika udara yang disuplai kurang dari kebutuhan untuk proses pembakaran, maka proses tersebut

dinamakan gasifikasi. Pada proses gasifikasi, bahan baku (feedstock) akan dioksidasi dengan kondisi

terbatas oksigen sehingga terjadi pembakaran tidak sempurna. Hasil dari

pembakaran yang tidak sempurna tersebut berupa char, slag, heavy tear, minyak cair dan flue gas yang disebut dengan synthetic gas atau syn-gas. Syn-gas, gas ini merupakan

kumpulan gas hasil pembakaran yang didominasi oleh karbondioksida (CO2),

karbonmonoksida (CO), metana (CH4), dan Hidrogen (H2). Gas yang diperoleh dapat digunakan sebagai pemanas ruangan atau pembangkit listrik. Selain itu,

syngas yang dihasilkan juga dapat dipergunakan secara co-firing dengan gas alam

pada pembangkit listrik turbin gas, sehingga dapat mengurangi penggunaan bahan bakar fosil.

Gambar 5. Hasil pembuatan bahan bakar cair dari limbah plastic

Sumber : Foto Mokhtar hasil percobaan di lapangan

Untuk mendapatkan hasil penguapan, proses gasifikasi diperlukan waktu sekitar 30 menit sampai

satu jam, tergantung dari volume plastic yang akan di proses dan besar kecilnya api yang digunakan

membakar ketel tersebut, dari hasil pengujian untuk memproses limbah plastic jenis polyethylene

terephthalate (PET) menjadi bahan bakar cair (asap cair) dengan volume plastic 0,25 m3 dibutuhkan lpg setara 0,75 kg, sedangkan waktu yang digunakan selama proses pembuatan bahan bakar dari limbah plastic,

Seminar Nasional Teknologi dan Rekayasa (SENTRA) 2020

ISSN (Cetak) 2527-6042

eISSN (Online) 2527-6050

SENTRA 2020 I - 33

mulai dari pemilihan bahan, pemanasan, pendinginan (kondensari) sampai keluar hasil berupa bahan bakar

cair yang menetes di tempat penampungan kurang lebih 1 jam. Berikut ini hasil dari proses pembuatan

bahan bakar cair dari limbah plastic.

Gambar 6. Hasil pembuatan bahan bakar cair dari limbah plastik

Sumber : Foto Mokhtar hasil percobaan di lapangan

4. KESIMPULAN

Dari hasil percobaan yang dilakukan untuk mendapatkan hasil proses pembuatan bahan bakar cair

dari limbah plastic jenis polyethylene terephthalate (PET) menjadi bahan bakar cair dengan metode

pirolisis, harus melalui tahapan yang benar antara laian yaitu bahan baku sebelum diproses dipilah-pilah, dibersihkan, dikeringkan, baru di proses. Kebutuhan bahan bakar untuk memproses limbah plastic jenis

polyethylene terephthalate (PET) dengan volume plastic 0,25 m3 menjadi bahan bakar cair yaitu dengan

membutuhkan 0,75 kg lpg dalam sekali proses, sedangkan kebutuhan waktu untuk memproses limbah plastic jenis polyethylene terephthalate (PET) menjadi bahan bakar cair antara 0,5 sampai 1 jam.

Referensi

[1] Ali Mokhtar 2018, Perancangan Pirolisis Untuk membuat Bahan Bakar Cair Dari limbah Plastik

Kapasitas 10 Kg. Prosding Seminar Nasional SENTRA 2018. http://sentra.umm.ac.id. Online ISSN :

2527-6050, Print ISSN : 2527-6042

[2] Ali Mokhtar 2019, Rancang Bangun Tungku Pirolisis Untuk membuat Bahan Bakar Cair Dari limbah Plastik. Prosding Seminar Nasional SENTRA 2019. http://sentra.umm.ac.id. Online ISSN : 2527-6050,

Print ISSN : 2527-6042

[3] Aydinili, B. & Caglar, A., 2010, “The Comparison of Hazelnut Shell Co-Pyrolysis With Polyethylene Oxide and Previuos Ultra-High Molecular Weight Polyethylene” Journal of Analytical and Applied

Pyrolysis. 87, 263-268.

[4] Taufiq, Suhudi, Ali Mokhtar, “Pyrolisis Biomassa di desa Sempu dan Jetis Lor Kecamatan Nawangan

Kabupaten Pacitan” 2016, Jurnal Difusi Iptek, Volume 1 Vol. Nomor 2 [5] Taufiq, Suhudi, Ali Mokhtar, “Pemanfaatan Sekam Padi Menjadi Asap Cair Menggunakan Teknologi

Pyrolisis” 2017, Jurnal Aplikasi Sains dan Teknologi – JAST, Volume 1, Nomor 1, Januari-Juni 2017,

e-ISSN 2548-7981 [6] Budiyantoro, C., (2010), Thermoplastik dalam Industry, Teknik Media, Surakarta

Seminar Nasional Teknologi dan Rekayasa (SENTRA) 2020 ISSN (Cetak) 2527-6042 eISSN (Online) 2527-6050

I - 34 SENTRA 2020

[7] Caglar, A., Aydinli, B. 2009. Journal of Analytical and Applied Pyrolisis. Isothermal Co-Pyrolysis of

Hazelnut Shell and Ultra High Molecular Weight Polyethylene : The Effect of Temperature and

Composition on the Amount of Pyrolysis Products 86 : 304-309. [8] Darsam (2010), Mesin-mesin Penyuling Destilasi, In I. P. Bogor, Petunjuk praktikum mesin pengolah

hasil pertanian, Bogor.

[9] Qonita Rachmawati dan Well Herumurti, (2015). Pengolahan Sampah Secara Pirolisis dengan Variasi Rasio Komposisi Sampah dan Jenis Plastik, Jurnal Teknik ITS Vol.V , No. 1, Institut Teknologi Sepuluh

November (ITS) Surabaya.

[10] Holman J.P. (1994). Perpindahan Kalor Edisi ke Enam. Erlangga, Jakarta. [11] Ir. M.J. Djokosetyardjo (2003). Ketel Uap. PT. Praya Paramita, Jakarta.

[12] Koestoer (2002). Perpindahan Kalor Edisi Pertama. Salemba Teknik, Jakarta.

[13] Sularso (1991). Dasar Perancangan dan Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradya Paramita, Jakarta.

[14] Sumarni dan Ani Purwanti, (2008). Kinetika Reaksi Pirolisis Plastik Low Density Polyetilene (LDPE).