Volume 2, Nomor 1, Juni 2015, 21-27 ISSN: 2355-875X

## Pengaruh Panjang Kolom Distilasi Bahan Isian Terhadap Hasil Produk Cair Sampah Plastik
Isti Nur Azizah 1 , Ninda Puspita Sari 1 , Maryudi 1,*
1 Program Studi Teknik Kimia, Universitas Ahmad Dahlan, Jln. Prof. Dr. Supomo, SH., Warungboto, Yogyakarta 55164 *email: maryudi@che.uad.ac.id

## Abstract
Plastic waste is a problem that has to be taken seriously for the pollution of the environment, especially for land contamination. For now, the handling of plastic waste normally disposed (landfills), burned or recycled (recycle). At burning of plastic waste is usually carried out by pyrolysis method to produce plastic oil. To get the maximum results needed further analysis in the form of purification by distillation, where the distillation is a method that can be used for advanced analysis, one with a distillation column. Fractional distillation is often  called  the  distillation  column  is  to  separate  liquid  components,  two  or  more,  of  a  solution  based  on differences in their boiling points. This distillation can also be used to mix with boiling point less than 20°C and work at atmospheric pressure or low pressure. Application of this type is used in the distillation of crude oil  industry,  to  separate  the  components  in  the  crude  oil  distillation  Differences  simple  fractionation  and distillation is the fractionation column. In this column warming occurs gradually with different temperatures on each license plate. Different heating is intended for refining distillates from the plates underneath. Getting to  the  top,  the  less  volatile  liquid.  The  distillation  process  depends  on  the  characteristics  of  the  vapor pressure of a liquid mixture of components.
The distillate was obtained at temperature of 195 o C, 200 o C, 220 o C, 235 o C and 240 o C and the most products component of pyrolysis plastic in previous research was obtain at 195 o C, 200 o C and 220 o C
Keywords: Distillation, Liquid Waste Plastic Products, Carbon

## Pendahuluan
Sampah  plastik  merupakan  masalah  yang  sudah  dianggap  serius  bagi  pencemaran  lingkungan khususnya  bagi  pencemaran  tanah.  Untuk  saat  ini,  penanganan  limbah    plastik  umumnya  hanya  dibuang ( landfill ), dibakar atau didaur ulang ( recycle ).  Di Indonesia, kebutuhan kemasan yang terus meningkat dari kalangan industri membuat industri plastik terus bertumbuh. Bahan baku plastik yang biasa dibutuhkan pasar, adalah  polietilena  (PE)  dan  polipropilena  (PP).  Untuk  konsumsi  plastik  jenis  PE,  tahun  lalu  mencapai 800.000 ton. Adapun konsumsi plastik PP mencapai sebesar 900.000 ton [1].
Beberapa penelitian seputar konversi sampah plastik menjadi produk cair berkualitas bahan bakar telah dilakukan dan  menunjukkan hasil yang cukup prospektif untuk dikembangkan Salah satu metode yang dapat digunakan dengan metode pirolisis untuk mengkonversi limbah plastik menjadi minyak, sedangkan pirolisis atau devolatilisasi adalah proses fraksinasi material oleh suhu [2].
Untuk  mendapatkan  hasil  yang  lebih  maksimal  diperlukan  analisis  lanjutan  berupa  pemurnian  dengan destilasi,  dimana  destilasi  merupakan  metode  yang  dapat  digunakan  untuk  analisis  lanjutan,  salah  satunya dengan destilasi kolom. Destilasi kolom merupakan proses pemisahan secara diffuse berdasarkan volatilitas dari komponen-komponen  yang ada akibat perbedaan titik  didih  masing-masing  komponen. Proses distilasi tergantung kepada karakteristik tekanan uap suatu komponen campuran cairan [3].
Produk  cair  sampah  plastik  yang  akan  didestilasi  yaitu  bahan  bakar  minyak  jenis  distilat  berwarna coklat kehitaman. Warna coklat kehitaman tersebut akibat adanya pembakaran pada suhu dekomposisi 450 0 C serta  zat pewarna organik yang terkandung dalam sampah plastik [4].
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 0 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 [5].
Pemanfaatan limbah plastik  menjadi produk cair telah banyak dilakukan, namun biasanya proses yang dilakukan  hanya  sebatas  pembakaran  pada  proses  pirolisis  saja  yang  telah  menghasilkan biofuel. Namun, kenyataannya,  proses  pemakaian biofuel  s ecara  nyata  masih  memerlukan  jangka  waktu  yang  lama  untuk sampai dihasilkan produk siap pakai [6].

## Metode Penelitian
Bahan : bahan utama  penelitian  yang digunakan  adalah produk cair sampah plastik (PCSP) yaitu hasil pirolisis  sampah  plastik  pada  suhu  450 o C  berwarna  coklat  kehitaman,  sampah  plastik  yang  dipirolisis merupakan  campuran  berbagai  jenis  plastik  dan  produk  cair  hasil,  dimana  warna  coklat  kehitaman  pada produk  cair  sampah  plastik  (PCSP)  akibat  adanya  pembakaran  pada  suhu  dekomposisi  450 o C  serta  zat pewarna  organik  yang  terkandung  dalam  sampah  plastik.  Serta  air  kran  untuk  proses  pendinginan  dalam kondensor.
Alat :  distilasi  produk  cair  sampah  plastik  (PCSP)  hasil  pirolisis  pada  percobaan  pendahuluan meggunakan serangkaian alat distilasi kolom berisolasi dengan 3 panjang kolom yang bervariasi yaitu 40 cm, 60  cm,  80  cm.  Dimana  alat  utamanya  yaitu  kolom  distilasi  yang  berisi packing untuk  memaksimalkan terpisahnya  fraksi  ringan  dan  fraksi  berat.  serta  dilengkapi  dengan  isolasi  yang  berfungsi  untuk  menjaga kestabilan  suhu  dan    meminimalkan  adanya  transfer  panas  pada  kolom,  kolom  dilengkapi  dengan  pemanas listrik sebagai pemanas, kondensor menurunkan temperatur gas cair selama pemanasan yang dihasilkan dari proses  disilasi,  pengukur  suhu  (thermometer)  untuk  mengetahui  suhu  tetesan  dan  suhu  didih  sampel,  dan pengukur  tekanan  sebagai  pengatur  suhu  untuk  menjaga  kestabilan  suhu.  Untuk  proses  pemisahan  produk cair sampah plastik dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 1. Rangkaian Alat Penelitian
Prosedur Penelitian :  Prosedur secara umum dapat dilihat pada Gambar 2. Dimana 200 ml produk cair sampah plastik dipanaskan hingga mendidih dalam labu leher tiga, setelah mendidih, catat suhu didih PCSP sebagai  data  dan  menunggu  hingga  terjadi  tetesan,  saat  terjadi  tetesan  catat  suhu  awal  terjadi    tetesan,  dan mengukur volum distilat tiap interval 5 menit hingga menit ke 30. Lakukan langkah yang sama untuk tetesan yang  terjadi  setiap  kenaikan  suhu  .Selama  proses  pemanasan  berlangsung,  air  pendingin  dalam  kondensor harus  selalu  dialirkan  untuk  menghindari  adanya superheated yang  dapat  menyebabkan  ledakan.  Selama terjadi  tetesan  kestabilan  suhu  harus  dijaga  dengan  regulator  untuk  mendapatkan  keakuratan  hasil  distilat. Setelah  kenaikan  suhu  mencapai  maksimal  suhu  pada  termometer,  proses  dapat  dihentikan.  Kemudian mengukur  dan  mencatat  volum  residu  yang  dihasilkan  dalam  labu  lehe  tiga.  Hasil  distilat  tiap  tetesan kemudian  dianalisis  dengan  uji  GCMS  untuk  mengetahui  kandungan  apa  saja  yang  terkandung  dan  berapa prosentasenya.
1,48 1,5 1,52 1,54 1,56 1,58 1,6 1,62 0 5 10 15 20 25 30 V o lu m e Distila t (m L) Waktu (menit)
Gambar 2. Prosedur penelitian

## Hasil dan Pembahasan

## Kandungan Senyawa PCSP
Dari  penelitian  diperoleh  destilat  produk  cair  sampah  plastik  pada  temperatur  195 o C,  200 o C,  220 o C,  235 o C dan  240 o C  sebanyak  masing  masing  dengan  total  volume  2,6  mL,  1,6  mL,  1,3  mL,  0,4  mL,  dan  2,6  mL. Berikut adalah grafik jumlah volume dalam satuan waktu pada setiap temperatur.
Gambar 3. Grafik hubungan volume distilat terhadap waktu pada temperatur 195 0 C
Gambar 4. Grafik hubungan volume distilat terhadap waktu pada temperatur 200 0 C 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 0 5 10 15 20 25 30 V o lu m e D istila t (m L) Waktu (menit)
Volume 2, Nomor 1, Juni 2015, 21-27 ISSN: 2355-875X
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0 5 10 15 20 25 30 Vo lu m e Di sti lat (m L) Waktu (menit) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 170 180 190 200 210 220 230 240 250 Vo lu m e Di sti lat (m L) Waktu (menit) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 0 5 10 15 20 25 30 Vo lu m e Di sti lat (m L) Waktu (menit)
Gambar 5. Grafik hubungan volume distilat terhadap waktu pada temperatur 220 0 C
Gambar 6. Grafik hubungan volume distilat terhadap waktu pada temperatur 235 o C
Gambar 7. Grafik hubungan volume distilat terhadap temperatur distilasi
Dari  grafik  diatas  dapat  disimpulkan  bahwa  fraksi  terbanyak  dari  pirolisis  plastik  campuran  terseleksi pada temperatur 450 0 C adalah komponen hidrokarbon yang memiliki titik didih 195 0 C, 200 0 C dan 200 0 C.
Hasil distilasi kemudian di uji dengan  uji GCMS di Laboratorium Farmasi Universitas Ahmad Dahlan Yogyakarta  pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  kandungan  senyawa  dan  jumlah  unsur hidrokarbonnya.  Hasil  uji  GCMS  terlihat  bahwa  sampel  PCSP  mengandung  banyak  senyawa,  hal  ini  bisa diketahui dari banyaknya puncak ( peaks ) dalam spectra GC tersebut.  Setiap peaks  mengambarkan  senyawa kimia yang terkandung dalam sampel. Hasil penelitian menunjukan bahwa sampel PCSP akan menghasilkan kecenderungan  pembentukan  unsur  hidrokarbon  yang  bervariasi  dari  proses  pirolisis.  Pengujian chromatogram destilat PCSP  pada suhu 200 0 C terdapat 25 peaks sedangkan  suhu 220 0 C terdapat 50 peaks yang tercatat pada gambar  3 dan 4.
Volume 2, Nomor 1, Juni 2015, 21-27 ISSN: 2355-875X
No Peak  % Area
Senyawa Kimia
Formula Jenis 1 2 16.25 Nonane (CAS) n-Nonane CH3(CH2)7CH3 alkana 2 1 13.19 Styrene C 8 H 8 Polimer 3 18 12.38  1,2-Benzenedicarboxylic acid, diethyl ester (CAS) Ethyl phthalate C12H14O4 lain-lain 4 7 11.21 1-Decene (CAS) Dec-1-ene C10H20 rantai panjang 5 25 7.37 Tetradecanoic acid, phenylmethyl ester C21H34 O2 rantai panjang NO PEAKS % AREA SENYAWA FORMULA JENIS KLASIFIKASI 1 43 10.83 1,2-Benzenedicarboxylic acid, diethyl ester (CAS) Ethyl phthalate C12H14O4 rantai panjang 2 7 9.52 1-Decane (CAS) C10H20 Alkana 3 2 8.49 Nonane (CAS) n-Nonane CH3(CH2)7CH3 Alkana 4 10 6.88 Decane (CAS) C10H20 Alkana 5 19 5.49 Cyclopropane, nonyl- (CAS)
C3H6 siklo alkana
Gambar 8. Hasil Uji GCMS pada Temperature 200 ˚C
Gambar 9. Hasil Uji GCMS pada Temperature 220 ˚C
Dari  keseluruhan  jumlah  peaks  dalam  masing-masing  suhu  kemudian  didapatkan  presentase  area tertinggi dengan kandungan senyawa terlihat pada tabel 1.

## Tabel 1. Data GC pada Temperature 200 ˚C
Tabel 1 menunjukan lima unsur kimia dengan prosentase tertinggi. Prosentase tertinggi pertama adalah Nonane (CH 3 (CH 2 ) 7 CH 3 ) sebesar 16,25 % diikuti oleh Styrene (C 8 H 8 ) 13,19%, Benzene (C 12 H 14 O 4 ) 12,38 %, 1-Decane (C 10 H 20 ) 11,21% dan Tetradecanoic (C 21 H 34 O 2 ) 7,37 %.

## Tabel 2. Data GC pada Temperature 220 ˚C
Tabel 2 menunjukan lima unsur kimia dengan prosentase tertinggi. Prosentase tertinggi pertama adalah Benzene (C 12 H 14 O 4 )  sebesar  10,83 % diikuti oleh 1-Decane (C 10 H 20 ) 9,52%, Nonane (CH 3 (CH 2 ) 7 CH 3 ) 8,49 %, Decane (C 10 H 20 ) 6,88% dan Cyclopropane (C 3 H 6 ) 1,64%.
Volume 2, Nomor 1, Juni 2015, 21-27 ISSN: 2355-875X
52% Bensin/gasoline 20% Kerosin,  minyak diesel/solar 4% Petroleum  Eter 4% Aspal 20% Parafin Diagram  Hasil Fraksi Destilasi pada 200 o C
C5-C12
C12-C18 C5-C7
C25 Ke Atas 60% 2% 8% 6% 22% 2% Diaram Hasil Fraksi Distillasi pada Suhu 220 o C
Gasoline/Bensin (C5-C12) Gas (C1-C5)
Petroleum Eter (C5-C7)
Aspal (C25
Keatas) kerosin (C12- C18)
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Paraffin Other Napthane Presentase (%) PONA t=200 t=220
Gambar 10. Diagram hasil fraksi distilasi pada 200 0 C dan 220 0 C
Dilihat  dari  kandungan  senyawa  hidrokarbon,  selain  penentuan  terhadap  distribusi  rantai  karbon, pengamatan  terhadap  klasifikasi  senyawa  hidrokarbon  juga  telah  dilakukan,  seperti  Diagram  fraksi  diatas. Penentuan  senyawa  hidrokarbon  ditentukan  oleh  formula  dasar  dari  setiap  senyawa  hidrokarbon  seperti Paraffin  (CnH2n+2),  Olefin  (CnH2n),  Napthane  (Cyclo  CnH2n),  Aromatik  (CnH2n-6  dan  CnHn)  dan Acetylene (CnH2n-2) [7], senyawa selain dari kelima formula senyawa hidrokarbon tersebut dimasukkan di dalam  kelompok  senyawa  others.  Formula  dan  nama  senyawa  kimia  dari  Produk  Cair  Sampah    plastik diketahui dari  hasil  uji GCMS. Hasil pengamatan  menunjukkan bahwa  hasil  komposisi  bahan baku Produk Cair Sampah  plastik pada proses distillasi menentukan arah kecenderungan pembentukan senyawa-senyawa hidrokarbon  yang  dihasilkan.  Fungsi  paraffin  sendiri  adalah  sebagai  pelumas  pada  mesin.  Fungsi  aromatik sebagai  anti  knocking  yang  tinggi  dan  sabilitas  penyimpanan  yang  baik  [4,5].  senyawa  paraffin  biasanya cenderung  memiliki  massa  jenis  bahan    bakar  yang  rendah  namun  memiliki  nilai  kalori  yang  lebih  besar relatif dibanding dengan bahan bakar dari senyawa nepthane [7].
Gambar 11. Grafik distribusi PONA (Parrafin, Olefin, Naphtane, Aromatic dan Acetylene)

## Kesimpulan dan Saran

## Kesimpulan
Analisis  kandungan  senyawa  hidrokarbon,  selain  penentuan  terhadap  distribusi  rantai  karbon, pengamatan  terhadap  klasifikasi  senyawa  hidrokarbon  juga  telah  dilakukan.  Dari  pembahasan  ditarik kesimpulan  a)  Hasil  pengamatan  menunjukkan  bahwa  hasil  komposisi  bahan  baku  Produk  Cair  Sampah plastik  pada  proses  distillasi  menentukan  arah  kecenderungan  pembentukan  senyawa-senyawa  hidrokarbon yang dihasilkan.b) Pemanasan yang berbeda-beda ini bertujuan untuk pemurnian distilat yang lebih dari plat- plat di bawahnya. Semakin ke atas, semakin tidak volatil cairannya.

## Saran
Pengujian  lebih  lanjut  perlu  dilakukan  untuk  mengetahui  hasil  distilat  yang  murni  dan  dapat menghilangkan fraksi ringan sehingga memungkinkan kandungan senyawa hidrokaron menghasilkan jumlah karbon yang lebih banyak, dan bisa setara dengan bahan bakar minyak pada umumnya.

## Chemica
Volume 2, Nomor 1, Juni 2015, 21-27 ISSN: 2355-875X

## Daftar Pustaka
[1] -,2015. Bisnis Makan dan Otomotif Dongkrak Bisnis Industri Plastik. www.kemenperin.go.id, 17 Juni
[2] Norsujianto,  T.,  2014.  Konversi  Limbah  Plastik  Menjadi  Minyak  Sebagai  Bahan  Bakar  Energi  Baru Terbarukan. JURNAL ELEMENT , Vol. I No.1. Politeknik Negeri Tanah Laut.
[3] Ermawati, R. 2011. Konversi Limbah Plastik Sebagai Sumber Energi Alternative. Jurnal Riset Industri . Vol. V, No. 3, 257-263.
[4] Zuhra,  C.F.,  2003.  Penyulingan,  Pemrosesan  Dan  Penggunaan  Minyak  Bumi,  Digitized  USU  digital library, Medan.
[5] Heywood, J.B., 1988. Internal Combustion Engine Fundamental. McGraw Hill Publications . p.491-667.
[6] Soebagio. 2005. Kimia Analitik II. Universitas Negeri Malang, Malang
[7] Ancheyta,  J.,  and  Speight,  J.G.  2007. Hydroprocessing  of  heavy  Oils  and  residua .  Taylor  &  Francis Group, LLC. CRC Press. New York.