## Pengaruh Penggunaan Uap Kering Pada Proses Pirolisis Limbah Plastik
Lalu Junaedi Rahmat Yudia Putra 1) , Budiman Sudia 2) , Samhuddin 3)
1 Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Unuversitas Halu Oleo
2,3 Staf Pengajar Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Unuversitas Halu Oleo Jl. H.E.A Mokodompit Kampus Baru Tridharma Anduonohu, Kendari
Email Penulis: lalujunedi@gmail.com Article Info Abstrak Available online December 20, 2019 Pirolisis merupakan proses fraksinasi material oleh suhu pemanasan pemanasan tanpa atau  sedikit  oksigen.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  membandingkan  pengaruh penggunaan  uap  kering  terhadap  tekanan  gas  dan  suhu  pembakaran  gas  yang dihasilkan. Pada penelitian ini digunakan reaktor kapasitas 500 geram dengan variabel yang  digunakan  yaitu  sampah  plastik  jenis  PET  ( Polyethylene )  dengan  dua  jenis pengujian  yaitu  pirolisis  tanpa  uap  kering  dan  pirolisis  dengan  uap  kering.  Penelitian dimulai  pada  persiapan  bahan  uji,  persiapan  reaktor,  percobaan  pendahuluan  dan penelitian  dengan  reaktor  pirolisis  gas.  Selanjutnya  dilakukan  analisis  untuk  masing- masing hasil produk. tekanan gas tertinggi didapatkan percobaan  pirolisis dengan uap kering yaitu dengan rata-rata 0,04125 MPa sedangkan untuk pirolisis tanpa uap 0,02375 MPa.  Sementara  untuk  suhu  pembakaran  gas  rata-rata  tertinggi  didapatkan  pada percobaan pirolisis tanpa uap kering dengan suhu 971,5 °C, sedangkan suhu rata-rata pada pirolisis dengan uap kering yaitu 962,75 °C.
Kata kunci :  Pirolisis, sampah plastik, gas, uap kering

## Abstract
Pyrolysis  is  a  fascination  process  by  increasing  temperatures  without  or  less  oxygen. These research aims to compare the use of gas pressure and gas burning temperatures that were hasyfish. In this study, the reabsorption of 500 gr in the druse variable of the interactive waste is the type of PET (Polyethylene) with two types of the pyrolysation of the pyrolysis without being a dry and the pyrolysis is with the atlets. Resesrch began in preparation for the preparation of test, preparation of ryl, precursors and research with gas pyrolysis. Further conducted analysis for each product. The highnest gas pressure has a pyrolysation trial with an average of 0,04125 MPa while for the pyrolysis, without either a 0,02375 MPa while the average gas of the highnest gas air date on the test pyrolysis without a dry temperature at 971,5 °C whereas the water is called for the water of the process of the 962,75 °C.
Keywords : Pyrolysis, plastic garbage, gas, and dry steam

## 1. Pendahuluan
Bahan  bakar  merupakan  suatu  kebutuhan penting  dalam  kehidupan  manusia  saat  ini.  telah diketahui  bersama  bahwa  bahan  bakar  minyak tergolong  dalam  bahan  bakar  fosil  yang  sifatnya
bisa  habis  jika  tidak  dilkukan  penanggulangan khusus yaitu dengan mengurangi jumlah penggunaanya [1].
Krisis  energi  yang  terjadi  di  dunia,khususnya dari bahan bakar fosil yang bersifat tak terbarukan ( nonrenewable )  disebabkan  karena  menipisnya

## ENTHALPY: Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
Journal homepage: http://ojs.uho.ac.id/index.php/ENTHALPY

## Lalu Junaedi Rahmat Yudia Putra
cadangan  minyak  bumi.  hal  ini  mengakibatkan meningkatnya  harga  bahan  bakar  minyak.  Selain itu  peningkatan  harga  minyak  bumi  akan memberikan dampak yang besar bagi pembangunan  suatu  bangsa (Indonesia). Konsumsi bahan bakar minyak yang mencapai 1,3 juta/barel  tidak  seimbang  dengan  produksinya yang nilainya sekitar 1 juta/barel sehingga terdapat defisit  yang  harus  dipenuhi  melalui  impor. Menurut  data  ESDM  (2006)  cadangan  minyak Indonesia  hanya  tersisa  sekitar  9  milliar  barel. Apabila  terus  dikonsumsi  tanpa  ditemukannya cadangan  minyak  baru,  diperkirakan  cadangan minyak  ini  akan  habis  dalam  dua  dekade mendatang.  Oleh  karena  itu  perlu  dicari  sumber- sumber  bahan  bakar  alternatif  yang  bersifat terbaharukan  ( renewable )  dan  ramah  lingkungan [2].
Faktor-faktor  yang  mempengaruhi  pirolisis diantaranya [3]:
1. Waktu Waktu  berpengaruh  pada  produk  yang dihasilkan  karena  semakin  lama  waktu  proses pirolisis  berlangsung,  produk  yang  dihasilkannya (Residu padat, tar, dan gas) makin naik.
2. Suhu
Suhu  sangat  mempengaruhi  produk  yang dihasilkan karena berdasarkan persamaan Arhenious, makin tinggi nilai konstanta dekomposisi termal maka semakin besar akibatnya laju pirolisis bertambah dan konversi naik.
3. Ukuran partikel
Ukuran  partikel  juga  berpengaruh  terhadap hasil,  semakin  besar  ukuran  partikel,  luas permukaan  persatuan  berat  semakin  kecil, sehingga proses akan menjadi lambat.
4. Berat partikel
Semakin  banyak  bahan  yang  dimasukkan, menyebabkan  hasil  bahan  bakar  cair  (tar)  dan arang meningkat.
5. Kadar air Adanya bahan air dalam bahan yang dipirolisis mempengaruhi  proses  pirolisis  karena  air  dalam bahan akan menggunakan energi untuk menghilangkan  kandungan  air.  Energi  dari  luar yang  seharusnya  digunakan  untuk  proses  pirolisis digunakan  sebagian  untuk  proses  pengeringan kadar  air  bahan.  Akibatnya  bahan  kandungan  air yang tinggi akan membutuhkan energy yang tinggi untuk  proses  pirolisis  atau  dengan  kata  lain  pada
energi  yang  sama  bahan  dengan  kadar  air  yang tinggi  menghasilkan  gas  yang  sedikit  dari  pada bahan dengan kadar air rendah [4].
6. Bahan
Penelitian tentang kulit kemiri dengan plastik, hasil  yang  diperoleh  yaitu  dengan  peningkatan jumlah plastik didapatkan hasil minyak yang lebih banyak,  padatan  lebih  sedikit,  dan  gas  yang cenderung sama [4].
7. Komposisi bahan uji.
Pada  setiap  penambahan  material  plastik didalam  proses  pirolisis  menghasilkan  suatu peningkatan  hidrogen  didalam  hasil  minyaknya dibandingkan proses pirolisis tanpa plastik. Hal ini menunjukkan bahwa komposisi yang berbeda dari bahan  yang  diperlukan  untuk  proses  pirolisis menghasilkan  hasil  kandungan  minyak  yang berbeda.
8. Laju Nitrogen
Peningkatan  dari  laju  nitrogen  menyebabkan penurunan jumlah minyak dan peningkatan jumlah gas, sedangkan hasil padatan sedikit menurun. 9. Waktu tinggal padatan Waktu tinggal padatan mempengaruhi jumlah hasil  dari  pirolisis  karena  semakin  lama  bahan didalam reaktor maka padatan akan terkomposisi menjadi minyak dan gas.
Plastik  adalah  makromolekul  yang  dibentuk melalui  proses  polimerisasi.  Polimerisasi  adalah proses penggabungan beberapa molekul sederhana  (monomer)  menjadi  molekul  besar (makromolekul atau polimer) melalui proses kimia. Plastik  adalah  senyawa  polimer  yang  unsur penyusun  utamnya  adalah  karbon  dan  Hidrogen [5].
Plastik  dapat  dikelompokkan  menjadi  dua macam yaitu thermoplas dan  termoset. Thermoplas merupakan plastik yang dapat didaur ulang  melalui  proses  pemanasan.  Sedangkan thermoset adalah plastik yang tidak dapat didaur ulang. Pemanasan akan menyebabkan kerusakan pada molekul-molekulnya.

## 2. Metode Penelitian
Pada  penelitian  ini,  digunakan  bahan  baku berupa  plastik  jenis  PET  yang  diambil  dari pengepul  sampah  plastik  terdekat.  Bahan  baku awal  mulanya  dibersihkan  dari  pengotor kemudian  ditimbang  sesuai  dengan  kebutuhan
yaitu 500 geram bahan baku untuk satu kali proses pirolisis. Gas elpiji digunakan sebagai bahan bakar kompor.
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  cara pengujian  secara  eksperimental  di  Laboratorium menggunakan alat penelitian pirolisis yang dapat dilihat pada gambar 1.
Tahap  pertama  yang  dilakukan  pada penelitian  ini  adalah  memasukkan  bahan  baku yang  telah  disiapkan  kedalam  reaktor  pirolisis, kemudian  memasang  tutupnya  dengan  cara mengencangkan bautnya agar tidak ada gas yang keluar  dari  tutupnya.  Kemudian  memanaskan reaktor  pirolisis  menggunakan  kompor.  Dalam pengujian  pirolisis  ini,  terdapat  dua  jenis percobaan yaitu percobaan pirolisis tanpa uap dan percobaan  pirolisis  dengan  uap.  Pada  saat pemanasan  dilakukan  pengamatan  terhadap waktu, proses dan suhu didalam reaktor setiap 5 menit. Ketika pemanasan terjadi, kenaikkan suhu didalam  reaktor  mulai  dari  suhu  kamar  sampai selesai,  temperatur  tertinggi  didapatkan  278 ͦ C sampai  pada  menit  ke – 80  kemudian  kompor dimatikan.
Indikator  utama  pada  penelitian  ini  yaitu bahwa Proses pirolisis ini, menggabungkan antara gas  hasil  pirolisis  plastik  dengan  uap  kering. Percobaan  ini  bertujuan  untuk  membandingkan tekanan  gas  dan  suhu  pembakaran  gas  yang dihasilkan  dari  kedua  jenis  percobaan  yaitu pirolisis tanpa uap kering dan dengan uap kering. Dimana  gas  yang  telah  digabungkan  tadi  akan ditampung  didalam  tabung  penampungan  gas yang telah disiapkan.
Gambar 1. Skema alat pirolisis
Keterangan:
1. Reaktor Air
2. Reaktor Plastik
3. Pipa Kondensor
4. Termokopel
5. Keran / Katub
6. Tabung Penampung Gas
7. Alat Pengukur tekanan (Inflator Gas)
Sebelumnya,  [6]  meneliti  mengenai  pirolisis gas.  Dimana  pada  penelitian  ini  diukur  untuk mengetahui  kecepatan  gas  yang  terbentuk  dan waktu proses yang dibutuhkan untuk setiap variasi jumlah  katalis.  Dimana  semakin  banyak  katalis yang  digunakan,  proses  pirolisis  akan  semakin cepat.
Sementara  untuk  penelitian  yang  lain,  yaitu membandingkan  pirolisis  hasil  minyak  dan  gas yang  dihasilkan.  Dimana  pada  penelitian  ini melakukan  perbandingan  laju  pemanasan.  Maka semakin  besar  laju  pemanasan,  maka  rendemen minyak akan semakin besar. Sedangkan rendemen gas semakin kecil [7].

## 3. Hasil dan Pembahasan
Tabel 1. Perbandingan tekanan gas dan suhu pembakaran hasil pirolisis
NO Pirolisis Tanpa Uap Kering Pirolisis Dengan Uap Kering Tekanan Gas (Mpa) Suhu Bakar (°C) Tekanan Gas (Mpa) Suhu Bakar (°C) 1 0.025 924 0.040 912 2 0.020 958 0.045 980 3 0.030 970 0.040 948 4 0.020 1034 0.040 1011
Gambar 2. Grafik perbandingan tekanan gas hasil pirolisis
Berdasarkan  Gambar  2,  memperlihatkan perbandingan  antara  tekanan  gas  yang  dihasilkan dari kedua jenis percobaan yaitu pirolisis tanpa uap dan  dengan  uap.  Dimana  pada  pengujian  ini dilakukan  sebanyak  empat  kali  pengambilan  data seperti  pada  grafik.  Pada  percobaan  pertama sampai ke empat tanpa uap dihasilkan tekanan gas sebesar 0.025 MPa, 0.02 MPa, 0.03 MPa, dan 0.02 MPa.  Sedangkan  pada  percobaan  pirolisis menggunakan  uap  didapatkan  hasil  tekanan sebesar 0.04 Mpa, 0.04 Mpa, 0.045 Mpa, dan 0.04 Mpa.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  terjadi perbedaan  tekanan  yang  dihasilkan  antara percobaan  pirolisis  tanpa  uap  dan  yang menggunakan  uap.  Dimana  waktu  penampungan gas  hasil  pirolisis  disamakan  yaitu  5  menit penampungan.  Sehingga  dapat  di  jelaskan,  dari keempat  pengujian  tekanan  gas  yang  dihasilkan dapat dirata – ratakan untuk pengujian tanpa uap yaitu  0,2375  MPa  dan  untuk  rata-rata  gas  hasil pengujian dengan uap didapatkan 0,04125 MPa.
Gambar 3. Grafik perbandingan suhu pembakaran gas hasil Pirolisis
Dari  Gambar  3  diatas,  diperlihatkan  bahwa suhu  yang  dihasilkan  dari  pembakaran  gas  hasil pirolisis  dilakukan  durasi  pembakaran  selama  1 menit sebanyak empat kali percobaan dimana hasil yang  didapatkan  dari  kedua  jenis  percobaan menunjukan hasil yang tidak terlalu jauh berbeda, dimana  pada  percobaaan  pirolisis  tanpa  uap dilakukan sebanyak empat pengujian dengan hasil berturut-turut  yaitu  924  °C,  958  °C,  970  °C,  dan 1034  °C.  Sedangkan  pada  pirolisis  dengan  uap didapatkan hasil berturut-turut yaitu 912°C, 980 °C, 948  °C,  dan  1011  °C.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa temperatur  pembakaran  dari kedua  jenis percobaan  memiliki  perbedaan  yang  tidak  terlalu besar  sehingga  suhu  maksimal  yang  didapatkan pada  pada  pengujian  tanpa  uap  sebesar  1034  °C, merupakan  suhu  yang  cukup  tinggi  bila dibandingkan  dengan  suhu  pembakaran  gas menggunakan  uap  dimana  suhu  pembakaran maksimal yang didapatkan yaitu 1011 °C. Sehingga bisa  dirata – ratakan  suhu  pembakaran  yang dihasilkan untuk pirolisis tanpa uap yaitu 971,5 °C dan untuk pirolisis dengan uap sebesar 962,75 °C.
Adapun  titik  nyala  atau  visualisasi  nyala  gas dari kedua percobaan pirolisis uap kering dan tanpa uap  kering  dapat  dilihat  seperti  pada  gambar berikut:
a. Pirolisis tanpa uap
kering b. Pirosilis dengan uap kering
Gambar 4. Visualisasi nyala antara gas hasil pirolisis tanpa uap dan dengan uap kering.
Dari  Gambar  4.  memperlihatkan  visualisasi nyala  yang  dihasilkan  dari  gas  pirolisis  tanpa  uap ddan  yang  menggunakan  uap  dimana,  pada gambar  a.  (Pirolisis  tanpa  uap  kering)  nyala  yang dihasilkan  berwarna  biru  dengan  lidah  api/ujung nyalanya berwarna kemerah – merahan. Dalam ilmu warna  nyala  api  yang  berwarna  biru  mempunyai suhu  sekitar  1500  °C.  Tetapi  pada  ujungnya berwarna  kuning  yang  dimana  suhu  api  ini mempunyai  suhu  sekitar  1200  °C  sampai  150  °C. Sedangkan  pada  Gambar  b.  (Pirolisis  dengan  uap kering)  menghasilkan  nyala  api  berwarna  biru dengan sedikit warna merah pada nyalanya hal ini menunjukkan ada kesamaan warna nyala api yang
0,02375 0,04125 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 Te ka n an (M Pa ) Tanpa Uap Kering Dengan Uap Kering 971,5 962,75 800 850 900 950 1000 Su h u Bak ar Gas ( ͦC) Tanpa Uap Kering
Dengan Uap Kering
tidak  terlalu  jauh  berbeda.  Sehingga  jika membandingkan  kualitas  nyala  dari  kedua  proses percobaan,  terjadi  perbedaan  nyala  yaitu perbedaan  warna  nyala  api  yang  dihasilkan  serta temperatur dari panas api yang dinyalakan.
Dalam  proses  pirolisis,  selain  hasil  dari prosesnya bisa dimanfaatkan baik itu minyak hasil pirolisis  ataupun  hasil  gasnya,  juga  meninggalkan sisa  dari  proses  pirolisis  pada  tabung  reaktor khususnya reaktor pirolisis plastik. Produk hasil sisa proses  pirolisis  plastik  tergolong  dalam  kategori limbah  B3.  Limbah  B3  merupakan  sisa  suatu usaha/kegiatan  yang  memiliki  kandungan  atau Sesutu  yang  bahan  berbahaya,  beracun  yang diketahui berdasarkan konsentrasi atau jumlahnya dapat  mencemarkan  atau  merusak  lingkungan hidup dan kelangsungan hidup makhluk hidup baik secara langsung maupun tidak langsung. Sisa yang dihasilkan dari proses pirolisis plastik dengan jenis Polyethlena (PE)  berbentuk  semi  padat.  Hal  ini seperti pada Gambar 5. Yang dapat dilihat seperti pada gambar dibawah ini.
Gambar 5. Zat sisa hasil proses pirolisis

## 4. Kesimpulan
Pada proses pirolisis yang dilakukan tanpa uap kering  dengan  massa  plastik  500  gram  jenis  PE, dilakukan proses pirolisis selama 81 menit dimana suhu  reaktor  tertinggi  didapatkan  yaitu  260  °C. Kemudian  hasil  diperoleh  tekanan  gas  dari  hasil prolisis dari empat kali percobaan didapatkan rata- rata  tekanan  0,02375  MPa.  Kemudian  gas  hasil pirolisis  dibakar  selama  1  menit  dan  temperatur rata-ratanya  971,5  °C.  untuk  percobaan  Pirolisis dengan uap rata-rata tekanan gas yang didapatkan yaitu 0,04125 MPa. Sementara suhu
pembakarannya  didapatkan  rata-ratanya  962,75 °C.

## 5. Saran
Disarankan  untuk  penelitian  lebih  lanjut adalah:
1. Agar  pada  penelitian  selanjutnya  mengambil jenis plastik yang berbeda untuk membandingkan gas yang dihasilkan. 2. Agar pada penelitian selanjutnya mempertahankan  panas  pada  pipa  kondensor khususnya  pirolisis  plastik  agar  panas  didalam pipa kondensor tetap terjaga untuk mencegah keluarnya “ TER ” yang  berlebih  sehingga  dapat menyumbat saluran pipa kondensor.

## Daftar Pustaka
[1]  H. Sukarjo, M. S. Cahyono and W. , "Influence Of  Temperature  to-Bio-OilYield  From  Organic Waste  Pyrolysis  Proces,"  in Institut  Sains  & Teknologi AKPRIND , Yogyakarta, 2014.
[2]  I.  Wiratmaja,  "Pengujian  Karakteristik  Fisika Bio  Gasoline  Sebagai  Bahan  Bakar  Bensin Murni," Jurnal  Ilmiah  Teknik  Mesin, pp.  4(2) 145-149, 2010.
[3]  I.  Wahyudi,  "Pemanfaatan  Blotong  Menjadi Bahan  Bakar  Dan  Arang  Dengan  Proses Pirolisis," Jurnal Teknik  Lingkungan FTSP UPN "Veteran" Jatim, pp. 1-7, 2001.
[4]  Caglar,  A;  Aydinli,  B,  "The  Effect  of Temperature and Composition on the Amount of Pyrolysis," Journal of Analytical and Applied
Pyrolysis : Isothermal Co-Pyrolysis of Hazelnut and Ultra High Molecular Weight Polyethylene, pp. 86 : 304-309, 2009.
[5]  U.  B.  Surono,  "Berbagai  Metode  Konversi Sampah Plastik Menjadi Bahan Bakar Minyak," Jurnal  Teknik, vol.  3,  pp.  33  ISSN  2088-3676, 2013.
[6]  S. Naimah and N. N. Aidha, "Karakteristik Gas Hasil  Pirolisis  Limbah  Plastik  Polietilena  (PE) Dengan Menggunakan Katalis Residue

## Lalu Junaedi Rahmat Yudia Putra
Catalytic," Jurnal Kimia Dan Kemasan, pp. 31-
38, 2017.
[7]  R. P. Liestiono, "Karakteristik Minyak Dan Gas Hasil Proses Dekomposisi Termal Plastik Jenis Low  Density  Polyethylene  (LDPE)," Jurnal
OFFSHORE, vol. 1, pp. 1-9, 2017.