Abstrak — Pada kajian  ini  dilakukan  perhitungan  teoritis pembakaran sampah plastik jenis polypropylene menggunakan sistem  batch  dengan  variabel  kadar  air  dan  jumlah  sampah. Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  menentukan  pengaruh kadar air dan jumlah PP terhadap  perubahan suhu dan emisi gas  pada  sistem  insinerasi  serta  menghitung  Destruction Removal Efficiency (DRE) sampah pada insinerator. Kajian ini dilakukan  berdasarkan  unit  insinerator  yang  memiliki kemampuan membakar sampah domestik dengan kapasitas 10 kg/jam.  Sampah  yang  digunakan  adalah  sampah  plastik  jenis PP,  kain,  kayu,  kertas  dan  kardus.  Parameter  uji  dalam penelitian ini yaitu suhu ruang bakar insinerator dan emisi gas buang  insinerator  berupa  SO 3 dan  Cl 2 .  Kajian  ini  dilakukan berdasarkan:  1)  Perhitungan  termodinamika,  2)  Perhitungan stoikiometri,  3)  Perhitungan  emisi  polutan  insinerator  dan  4) Perhitungan  DRE.  Hasil  dari  kajian  ini  adalah    peningkatan jumlah  PP  dan  penurunan  kadar  air  sampah  akan menyebabkan  kenaikan  pada  temperatur  pembakaran. Sedangkan  peningkatan  jumlah  PP  dan  penurunan  kadar  air sampah  menyebabkan  kenaikan  pada  konsentrasi  emisi  gas buang SO 3 dan Cl 2 . Temperatur paling rendah adalah 1103,832 °C yang dihasilkan oleh jumlah PP 50% dan kadar air 5,13%, sedangkan  temperatur  paling  tinggi  adalah  1122,98  °C  yang dihasilkan  oleh  jumlah  PP  80%  dan  kadar  air  2,148%. Konsentrasi emisi gas buang paling rendah adalah 27,895 ppm SO 3 dan 63,137 ppm Cl 2 yang dihasilkan oleh jumlah PP 50% dan  kadar  air  7,58%,  sedangkan  konsentrasi  paling  tinggi adalah 32,564 ppm SO 3 dan 73,704 ppm Cl 2 yang dihasilkan oleh jumlah PP 80% dan kadar air 2,148%. Nilai DRE paling tinggi adalah 96% dan paling rendah adalah 94,9%.
Kata  Kunci — Destruction  Removal  Efficiency,  Insinerator, Jumlah Sampah, Kadar Air, Polipropilena.

## I. PENDAHULUAN
EMUDAHAN teknologi menimbulkan dampak negatif yang  tak  kalah  besar,  yaitu  penggunaan  plastik. Keunggulan plastik dibandingkan dengan bahan material lain adalah kuat, ringan, murah, tidak mudah mengalami korosi, dan mudah dibentuk [1]. Indonesia mendapatkan ranking ke- 2 sebagai penghasil sampah plastik terbesar di dunia dengan jumlah sampah plastik di Indonesia mencapai 85000 ton per tahun. 16 % sampah plastik akan didaur ulang namun hanya 2% sampah plastik yang bisa didaur ulang secara efektif, 14% sampah  plastik  akan  dibakar,  40%  terkubur  dalam  tempat pemrosesan  akhir  (TPA)  dan  30%  berakhir  mencemari lingkungan [2].
Salah  satu  jenis  plastik  yang  sering  digunakan  pada kehidupan  sehari-hari  adalah  plastik  jenis polypropylene (PP). PP adalah bahan material yang sering digunakan karena sifatnya  yaitu  tahan  air,  tahan  terhadap  bahan  kimia,  tahan terhadap  temperatur  tinggi,dan    mudah  dibentuk.  Namun karena  jumlahnya  semakin  meningkat  serta  sifatnya  yang
sulit  terurai,  maka  diperlukan  perhatian  lebih  dalam pembuangannya[3]. Polypropylene merupakan plastik nomor 2  yang  paling  sering  digunakan  setelah  Polyethylene  dan paling  sering  digunakan  pada  kemasan  produk.  Pada  tahun 2019, penjualan PP mencapai 126,03 milyar dollar sehingga perlu perhatian dalam pembuangannya [4].
Salah satu metode pengolahan sampah adalah dengan cara pembakaran (insinerasi). Insinerasi digunakan karena adanya keterbatasan  lahan  pada  tempat  pembuangan  akhir.  Sistem pembakaran insinerasi memiliki kelemahan yaitu kebutuhan energi  sebagai  pemantik  pembakar  sampah  ( burner )  yang sangat besar. Sistem insinerasi mempunyai keunggulan yang mampu  mengurangi  volume  sampah  sebesar  90%  lebih dengan waktu yang relatif singkat, serta dapat mendetoksifikasi  bahan  pathogen  hingga  100%.  Selain  itu, sistem  insinerasi  memiliki  panas  hasil  pembakaran  yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi [5].
Permasalahan  yang  dihadapi  pada  pengolahan  termal sampah adalah tingginya kadar air, yang dapat mencapai 70% massa  [6].  Kadar  air  sampah  yang  tinggi  ini  dapat menyebabkan  turunnya  suhu  nyala  pembakaran  pada insinerator.  Kinerja  sistem  pengolahan  termal  berupa kecepatan  pembakaran,  suhu  dan  komposisi  gas  buang dipengaruhi  oleh  beberapa  parameter,  diantaranya  yaitu: komposisi  dan  sifat  fisik  sampah  seperti  kadar  air  sampah sehingga perlu dilakukan adanya kajian terhadap pembakaran sampah pada insinerator.

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## A. Plastik
Jenis plastik dibagi menjadi 7 (tujuh) macam yaitu; 1) Polyethylene Terepthalate (PET)
PET  memiliki  kekuatan  mekanis  layaknya  besi,  tapi dibawah  banyak  beban,  lembaran  plastik  PET  akan  terulur lebih  Panjang  daripada  besi  sebelum  akhirnya  rusak. Biasanya  digunakan  dalam:  botol  air  mineral,  botol  obat, botol kosmetik, dan lain-lain.
2) High Density Polyethylene (HDPE)
Adalah  plastik  dengan  ketipisan  paling  tinggi  dan  paling kuat. Digunakan untuk pallet, drum, jerigen, bulk container, dan lain-lain.
3) Polyvinyl Choride (PVC)
Merupakan hasil polimerisasi dari vinyl chloride monomer (VCM). PVC  memiliki  ketahanan  yang  bagus  terhadap minyak  dan  lemak,  memiliki  permukaan  yang  jernih.  PVC dapat  menjadi  lembek  dalam  temperatur  yang  rendah  (80– 95◦C). Penggunaannya adalah: pipa air, pipa bangunan, dan lain-lain.

## Kajian Pembakaran Sampah Plastik Jenis Polipropilena (PP) Menggunakan Insinerator
Annisa Jasmine Rudend dan Joni Hermana Departemen Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : hermana@its.ac.id
K

## 4) Low Density Polyethylene (LDPE)
Mudah dicetak dalam bentuk selang serta mudah dibentuk. Lembaran plastik LDPE dapat diberi pewarna dengan mudah. Biasanya digunakan untuk berbagai macam kresek makanan. 5) Polypropylene (PP)
Memiliki massa jenis paling rendah dan titik leleh paling tinggi  dari  semua  jenis  termoplastik  serta  memiliki  harga yang  relatif  murah.  Plastik  serbaguna  ini  dapat  diproses menjadi  berbagai  macam  kemasan  makanan  dalam  bentuk fleksibel maupun kaku. Penggunaannya adalah: gelas plastik, mainan anak, wadah mentega, dan lain-lain.
6) Polystyrene (PS)
Memiliki  transparansi  tinggi  dan  bersifat  kaku.  Bahan styrene dihindari untuk kemasan makanan, dikarenakan dapat masuk  ke  makanan  dan  berbahaya  untuk  otak  dan  syaraf manusia.  Contoh  penggunaannya  adalah:  tempat  makan sekali pakai, tempat telur, dan lain-lain.

## 7) Other
Terbuat dari selain enam golongan diatas, atau terbuat dari lebih dari satu jenis resin dan digunakan dalam bermacam-macam lapisan. Contohnya adalah: botol susu bayi, sikat gigi, computer, mainan lego, dan lain-lain [7].
B. Polipropilena (PP)
Massa  jenis  PP  adalah  antara  0,91  –  0,94  g/cm³.  PP memiliki titik leleh yaitu 160-166 ˚C. Memiliki sifat sangat mirip  dengan polyethylene (PE),  namun  PP  lebih  kuat  dan ringan dengan daya tembus uap yang rendah, ketahanan yang baik  terhadap  lemak,  stabil  terhadap  suhu  tinggi  dan  cukup mengkilap. Monomer PP diperoleh dengan pemecahan secara termal naphtha (distalasi minyak kasar) etilen, propylene dan homologues yang  lebih  tinggi  dipisahkan  dengan  distilasi pada temperatur rendah.  Dengan menggunakan katalis Natta- Ziegler , polipropilen dapat diperoleh dari propilen. PP adalah bahan  plastik  yang  dipakai  pada  kemasan  makanan  ringan, sedotan, kantong obat, penutup, dll [8].

## C. Insinerator
Insinerator  adalah  teknologi  pengolahan  sampah  dengan cara  pembakaran  zat  organik  dalam  material  sampah. Insinerator  mengkonversi  materi  sampah  menjadi  energi panas, flue  gas, dan ash yang  kemudian  dilepaskan  ke atmosfer. Flue  gas yang  dihasilkan  oleh  insinerator mengandung nitrogen, karbon dioksida, dan sulfur dioksida, yang  masing-masing  memiliki  fungsinya  tersendiri  apabila
digunakan  secara  optimal.  Keuntungan  dari  insinerator adalah teknologi ini dapat mereduksi massa padatan sampah organik sebanyak 80-85% dan volume sebanyak 95-96% [8].

## D. Faktor Yang Mempengaruhi Pembakaran Sempurna
1) Temperatur
Temperatur  pembakaran  merupakan  fungsi  nilai  bakar ( heating value ) sampah dan bahan bakar tambahan dari luar, rancangan  alat  pembakar  (insinerator),  suplai  udara  dan kontrol  pembakaran.  Pembakaran  sempurna  memerlukan temperatur tinggi, secara umum temperatur lebih tinggi dari 650  ˚C.  dan  waktu  tinggal  1-2  detik  dapat  menghasilkan pembakaran  sempurna  pada  makanan  dan  sampah  rumah tangga.  Temperatur  lebih  tinggi  sekitar  1000˚C  diperlukan untuk membakar campuran sampah yang mengandung bahan berbahaya  seperti  sampah  medis  dengan  waktu  tinggal minimal 1 detik dapat menghasilkan polutan seperti dioksin, furan, asap dan abu.

## 2) Waktu Tinggal
Pembakaran sempurna membutuhkan waktu tinggal yang cukup,  yaitu  waktu  yang  dibutuhkan  untuk  menjamin terjadinya  percampuran  yang  sempurna  antara  udara  dan bahan  bakar  agar  dapat  bereaksi  secara  sempurna. Pembakaran  pada  temperatur  rendah,  sampah  dengan  nilai panas  rendah  dan  turbulensi  campuran  gas  yang  rendah memerlukan  waktu  tinggal  yang  lebih  lama  untuk menghasilkan pembakaran yang sempurna. Suhu pembakaran  sangat  berpengaruh  pada  pengoperasian insinerator,  karena  semakin  tinggi  suhu  pembakaran  dan semakin  lama  waktu  pembakaran  akan  menghasilkan  abu yang sedikit dan kuliatas abu serta asap paling baik [9]. 3) Turbulensi
Turbulensi  pencampuran  gas  yang  terbakar  dan  udara diperlukan  untuk  menjamin  terjadinya  kontak  yang  cukup antara  bahan  bakar  dan  udara.  Hal  ini  dapat  menghasilkan temperatur  yang  tinggi  sehingga  menyebabkan  pembakaran sempurna.  Tingkat  pencampuran  tergantung  dari  rancangan ruang  bakar  insinerator  dan  sistem  injeksi  udara.  Sistem pembakaran  dengan  sirkulasi  udara  alami  pada  sistem pembakaran terbuka tidak dapat menghasilkan pencampuran yang  baik.  Demikian  juga  tumpukan  sampah  yang  terlalu
Tabel 3. Berat atom komposisi sampah Elemen lb-atom % atom C 1,40 33,34 H 2,67 63,83 Cl 0,0004 0,01 S 0,0003 0,01 O 0,12 2,77 N 0,002 0,05 Total 5,66 100,00 Tabel 4. Konstanta reaksi pembakaran Simbol Konstanta Elemen z 0,140 C y 0,267 H w 0,00004 Cl v 0,00003 S x 0,012 O u 0,0002 N r 0,000 F s 0,000 Br t 0,000 I
w+r 0,00004 Ø 0,067 Tabel 1. Data awal Komponen sampah Variasi (%) 1 2 3 4 5 6 7 8 Polypropylene 50 50 60 60 70 70 80 80 Kain 25 25 20 20 15 15 10 10 Kayu 25 0 20 0 15 0 10 0 Kertas dan Kardus 0 25 0 20 0 15 0 10 Tabel 2.
Data variasi kadar air sampah Variasi Sampah Kadar Air (%) 1 7,58
2 5,13 3 6,096 4 4,136
5 4,612 6 3,142
7 3,128 8
2,148
tinggi dapat mengganggu turbulensi pencampuran udara dan gas  yang  mudah  terbakar  karena  tersumbatnya  rongga  jalur aliran  kedua  bahan  ini.  Rancangan  insinerator  yang  dapat menghasilkan  pembakaran  sempurna  menggunakan  sistem sirkulasi  paksa  ( forced  circulation )  untuk  memperoleh turbulensi pencampuran.
4) Komposisi Sampah
Karakteristik  sampah  seperti  nilai  panas,  kandungan  air dan  sifat  kimia  (kandungan  C,  H,  O,  N,  S  dan  Cl)  sampah berpengaruh  terhadap  proses  pembakaran  dan  jenis  polutan pada gas buang dan  abu.  Semakin tinggi  temperatur, waktu tinggal  dan  derajat  pencampuran  gas  dan  udara  semakin mendekati  pembakaran  sempurna  dan  semakin  kecil pengaruh karakteristik sampah terhadap tingkat kesempurnaan pembakaran.

## III. METODOLOGI

## A. Kajian Pustaka
Kajian  pustaka  dilakukan  dengan  menulusuri  berbagai referensi  yang  berkaitan  dengan  Insinerator,  plastik  PP, pembakaran  sempurna,  dan  DRE.  Dari  hasil  penelusuran pustaka  ini,  tulisan  disusun  kembali  menggunakan  bahasa penulis  sendiri.  Jenis  kepustakaan  yang  dipelajari  meliputi: buku teks, jurnal, laporan penelitian, laporan seminar/ proceeding , dan bulletin.

## B. Studi Kasus
Studi  kasus  dalam  penulisan  Tugas  Akhir  ini  adalah menghitung secara teoritis pembakaran pada unit insinerator domestik  yang  belum  pernah  diuji  sebelumnya  dengan referensi dari data sekunder dan berbagai pustaka yang telah dipelajari.  Data  yang  diambil  adalah  data  sekunder  yang diperoleh dari: Tugas Akhir, jurnal, tesis, dan w ebsite.
C. Simulasi Berbantuan Excel
Data  yang  didapat  dianalisa  dengan  kajian  pustaka  yang telah  dipelajari.  Perhitungan  secara  teoritis  ini  dilakukan untuk mengetahui pengaruh pembakaran plastik PP pada unit insinerator domestik dengan variasi jumlah PP dan kadar air
sampah terhadap temperatur dan gas buang yang dihasilkan. Langkah-langkah perhitungan yang digunakan adalah:
1. Memasukkan data awal
2. Mengkonversi  komposisi  sampah  dari  basis  massa  ke basis atom
3. Menentukan persamaan stoikiometrik
4. Mengestimasi Net Heating Value (NHV)
5. Mengestimasi temperatur operasi rata-rata
6. Menghitung konstanta kesetimbangan reaksi kimia
7. Menghitung tekanan parsial gas buang
8. Menghitung komposisi gas buang akhir
9. Menghitung Destruction Removal Efficiency (DRE) Data  perhitungan  teoritis  berupa  temperatur  rata-rata, konsentrasi  emisi  gas  buang,  dan  DRE  yang  diperoleh  dari semua  variasi  akan  dimasukkan  kedalam bar  chart untuk dibandingkan dan dianalisa sesuai literatur yang tersedia.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Langkah  pertama  adalah  memasukkan  data  awal.  Data awal  yang  dibutuhkan  adalah:    jumlah  sampah  dan  jenis sampah yang diinsinerasi, serta berapa excess air yang akan digunakan. Data awal dapat dilihat pada Tabel 1. Data variasi kadar air sampah  dapat dilihat pada Tabel 2
Langkah  kedua  adalah  mengkonversi  komposisi  sampah dari  basis  massa  menjadi  basis  atom  dan  melakukan proximate dan ultimate  analysis .  Analisis  masing-masing elemen pembentuk sampah menjadi basis atom berdasarkan presentase  elemen  dan  berat  atomnya.  Sampel  padat  yang dianalisa  secara wet  basis dikonversi  menjadi dry  basis . Untuk mengkonversi dari wet basis menuju dry basis, jumlah
Tabel 7.
Kapasitas panas Komponen gmole per gram sampah a b*10^3 c*10^-5 ∆a ∆b ∆c CO 2 1,40E-02 10,57 2,1 -2,06 0,148 0,0000 -2875,941 H 2 O 1,34E-02 7,3 2,46 0 0,098 0,0000 0,000 HCl 3,64E-06 6,27 1,24 0,3 0,000 0,0000 0,109 O 2 2,01E-02 7,16 1 -0,4 0,144 0,0000 -802,678 N 2 1,51E-01 6,83 0,9 -0,12 1,031 0,0001 -1812,026 SO 2 2,95E-06 11,04 1,88 -1,84 0,000 0,0000 -0,543 Cl 2 1,82E-08 8,85 0,16 -1,8 0,000 0,0000 -0,003 SO 3 2,95E-08 13,9 6,1 -3,22 0,000 0,0000 -0,009 Total 1,420 0,0002 -5491,091 Tabel 8.
Konsentrasi sulfur dioksida (SO 3 ), dan konsentrasi Cl 2 Laju alir massa (lb/jam) 128,516 Laju alir molar (Lbmol/hr) 4,374 R 0,730 Laju alir volumetrik (ft3/jam) 7999,827 Laju alir volumetrik (acfm) 133,330 Konsentrasi SO 3 (ppm) 31,173 Konsentrasi Cl 2 (ppm) 70,549 Tabel 9. Perhitungan DRE
Variasi Komponen Sampah (%)
DRE (%) PP Kain Kayu Kertas dan Kardus 1 50 25 25 0 96,00 2 50 25 0 25 94,90 3 60 20 20 0 95,91 4 60 20 0 20 95,03 5 70 15 15 0 95,82 6 70 15 0 15 95,16 7 80 10 10 0 95,73 8 80 10 0 10 95,29 Tabel 5.
Tekanan parsial gas buang Komponen Jumlah mol Tekanan Parsial (atm) CO 2 0,070 0,0704 H 2 O 0,067 0,0673 HCl 0,0002 0,01408 O 2 0,101 0,101 N 2 0,761 0,7609 SO 2 0,000026 0,00003 Cl 2 0,0000859 0,0001 SO 3 0,0000411 0,00004 Total 1,000 1,000 Tabel 6. Komposisi gas buang awal Komponen %Mol Lb mol Mr Lb %Massa CO 2 7,037 1,396 44,010 61,442 10,731 H 2 O 6,754 1,336 18,016 24,077 4,205 HCl 1,413 0,000 36,458 0,013 0,002 O 2 10,108 2,007 32,000 64,214 11,215 N 2 76,113 15,100 28,000 422,806 73,843 SO 2 0,003 0,000 64,060 0,019 0,003 Cl 2 0,009 0,000 70,900 0,000 0,000 SO 3 0,004 0,000 80,060 0,000 0,000 Total 101,435 19,840 572,572 100,000
dibagi  dengan  fraksi  desimal  dari  berat  kering  sampel. Misalnya  pada  suatu  sampel  dalam  keadaan wet  basis mengandung 25 mg/kg barium dan kadar air 12, maka berat keringnya  adalah  100-12=88%.  Kandungan  barium  pada sampel  dalam  keadaan dry  basis adalah  25/0,88  =  28,  4 mg/kg.
Proximate  analysis  adalah  analisis  terhadap  kelembapan sampah,  kandungan  volatil  di  dalam  sampah,  fixed  carbon, dan ash dalam sampah. Sedangkan ultimate Analysis adalah analisis  terhadap  unsur-unsur  kimia  penyusun  sampah. Sampah mengandung komponen karbon, hydrogen, oksigen, nitrogen,  sulfur,  dan  ash.  Analisis  ini  sangat  menentukan system  pengolahan  sampah  yang  efektif  digunakan  untuk memusnahkan  sampah  [10].  Berat  atom  komposisi  sampah dapat dilihat pada Tabel 3.
Langkah ketiga adalah menentukan persamaan stoikiometri dengan persamaan:
C z H y O x N u S v CL w F r Br s I t + [z + Ø + v – 0,5x]O 2 + (79/21)(z + Ø + v – 0,5x)N 2 → z CO 2 + 2Ø H 2 O + w HCl + v SO 2 + r HF +(0,5s) Br 2 + (0,5t)I 2 + [0,5u + (79/21) (z + Ø + v – 0,5x) ] N 2 (1)
Dimana:
Ø = 𝑦−𝑤−𝑟 4 ,jika y > (w+r)                         (2) Ø = 0 ,jika y ≤ (w+r)                               (3) Konstanta reaksi pembakaran dapat dilihat pada Tabel 4. Dengan excess air sebanyak 100%, oksigen dan nitrogen didalam  persamaan  stoikiometrik  dikalikan  menjadi  2 sehingga reaksi pembakaran menjadi:
C 0,140 H 0,267 O 0,00004 N 0,0002 S 0,00003 Cl 00004 +0,402 O 2 + 1,51 N 2 → 0,140 CO 2 + 0,134 H 2 O + 0,00004 HCl + 0,00003 SO 2 + 1,51 N 2 + 0,201 O 2 (4)
Langkah keempat adalah estimasi net heating value (NHV) Menggunakan  metode  Dulong  untuk  mengestimasi  NHV berdasarkan presentase massa dari elemen penyusun sampah. Metode Dulong digunakan saat data panas pembakaran tidak tersedia.  Metode  ini  dapat  dilakukan  pada  sampah  yang mengandung  karbon,  hidrogen,  oksigen,  sulfur,  nitrogen, dan/atau  klorin.  Namu  tidak  berlaku  pada  sampah  yang mengandung  fluorin,  bromin,  dan  Iodin.  Persamaannya adalah:
NHV Btu/lb = 14000 m c + 45000 (m H - 0,125 m o ) – 760 m cl + 4500 m s = 15676,58 Btu/lb = 8700,5 Cal/g                            (5)
Keterangan: m c = persentase massa karbon pada dry basis m H = persentase massa hydrogen pada dry basis m o = persentase massa oksigen pada dry basis m cl = persentase massa klor pada dry basis m s = persentase massa sulfur pada dry basis
Tabel 10. Jumlah PP terhadap temperatur insinerator Variasi Jumlah PP (%) Temperatur (°C) 1 50,00% 1105,553 2 50,00% 1103,832 3 60,00% 1110,627 4 60,00% 1109,358 5 70,00% 1114,893 6 70,00% 1114,011 7 80,00% 1118,53 8 80,00% 1122,982 Tabel 11. jumlah PP terhadap emisi gas buang insinerator Variasi Jumlah PP (%) SO 3 (ppm) Cl 2 (ppm) var 1 50,00% 27,895 63,137 var 2 50,00% 29,131 65,934 var 3 60,00% 28,601 64,736 var 4 60,00% 30,367 68,732 var 5 70,00% 29,641 67,089 var 6 70,00% 31,367 70,996 var 7 80,00% 31,465 71,218 var 8 80,00% 32,564 73,704 Tabel 12. Kadar air terhadap temperatur insinerator Variasi Kadar Air Sampah (%) Temperatur (°C) 1 7,58 1105,553 2 5,13 1103,832 3 6,096 1110,627 4 4,136 1109,358 5 4,612 1114,893 6 3,142 1114,011 7 3,128 1118,53 8 2,148 1122,982 Tabel 13. Kadar air terhadap emisi gas buang insinerator Variasi Kadar Air Sampah (%) SO 3 (ppm) Cl 2 (ppm) 1 7,58 27,895 63,137 2 5,13 29,131 65,934 3 6,096 28,601 64,736 4 4,136 30,367 68,732 5 4,612 29,641 67,089 6 3,142 31,367 70,996 7 3,128 31,465 71,218 8 2,148 32,564 73,704
Gambar  1.  Grafik  pengaruh  variasi  jumlah  PP  dan  kadar  air  sampah terhadap DRE.
Gambar 2. Grafik pengaruh jumlah PP terhadap temperatur incinerator.
96,00 94,90 95,91 95,03 95,82 95,16 95,73 95,29 94,00 95,00 96,00 97,00 var 1 var 2 var 3 var 4 var 5 var 6 var 7 var 8 DR E (%) Variasi Sampah Variasi Sampah terhadap DRE
Langkah  kelima  adalah  estimasi  awal  temperatur  kerja rata-rata insinerator dengan persamaan:
T  = 60 + (NHV/0,3) / [1 + (1+EA)(7,5 x 10 -4 ) (NHV)] = 1199,76 °C                                    (6)
Keterangan: EA    = Excess Air pada data awal NHV  = Net Heating Value dari tahap 4
Langkah keenam adalah menghitung konstanta kesetimbangan reaksi kimia menggunakan persamaan Untuk HCl/Cl 2: 2HCl + 0,5 O 2 → H 2 O + Cl 2 (7)
K 1 = (7048,7/T) + (0,0151 ln T) – (9,06 * 10 -5 T) – (2,714 * 10 4 T -2 ) – 8,09 = 0,035 atm                        (8) Untuk SO 2 /SO 3: SO 2 + 0,5 O 2 → SO 3 (9) K 2 = (11996/T) – (0,362 Ln T) + (9,36 x 10 -4 T) – (2,969 x 10 5 T) – 9,88  = 0,043 atm                       (10)
Langkah  ketujuh  adalah  menghitung  tekanan  parsial  gas buang dengan persamaan:
K 1 = P (Cl 2 )P (H 2 O) P (HCl) 2 P(O 2 )^0,5 (11) K 2 = P (SO 3 ) P (SO 2 )P(O 2 )^0,5 (12)
Sehingga didapatkan tekanan parsial gas buang pada Tabel 5.
Langkah  kedelapan  adalah  menentukan  komposisi  gas buang awal yang didapatkan berdasarkan tekanan parsial dan koefisien  pada  persamaan  stoikiometrik  reaksi  yang  dapat dilihat pada Tabel 6.
Langkah  kesembilan  adalah  menghitung  suhu  kerja insinerator sebenarnya dengan persamaan:
NHV(kal.g)  +  Δa  (T-298)  +  (Δb/2)(T 2 -298 2 )  –  Δc  [(1/T)  – (1/298)] = 0                                       (13)
Kapasitas panas tiap komponen dapat dilihat pada Tabel 7. Langkah kesepuluh adalah menghitung hasil akhir yaitu gas buang yang terdiri dari  konsentrasi sulfur dioksida (SO 3 ), dan konsentrasi Cl 2 yang dapat dilihat pada Tabel 8.
Selanjutnya  menghitung  DRE  tiap  variasi  dengan menggunakan persamaan :
𝐷𝑅𝐸 9%) 𝐵𝑜𝑏𝑜𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑎ℎ 𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘−𝑏𝑜𝑏𝑜𝑡 𝑠𝑖𝑠𝑎 𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑘𝑎𝑟𝑎𝑛
𝐵𝑜𝑏𝑜𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑎ℎ 𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘 𝑥 100%
(14)
Perhitungan  DRE  dapat  dilihat  pada  Tabel  9.  Grafik pengaruh  variasi  jumlah  PP  dan  kadar  air  sampah  terhadap DRE  ada  pada  gambar  1.  Grafik  pada  Gambar  1  diatas menunjukkan  DRE  yang  berbeda-beda  dari  tiap  variasi sampah.  Variasi  antara  jumlah  PP  dan  kadar  air  sampah memperikan  pengaruh  terhadap  hasil  pembakaran  sampah. Nilai DRE tertinggi ada pada variasi 1 dengan nilai 96% yang sampahnya terdiri dari 5 kg PP, 2,5 kg kain, 2,5 kg kayu, dan 0  kg  kertas  dan  kardus.  Variasi  1  menghasilkan  nilai  DRE paling tinggi dikarenakan berat abu setelah pembakaran pada variasi 1 ini paling kecil yaitu  0,4 kg. Sedangkan nilai DRE terendah  adalah  variasi  2  yaitu  94,90%  yang  komposisi sampahnya adalah 5 kg PP, 2,5 kg kain, 0 kg kayu, dan 2,5 kg  kertas  dan  kardus.  Hal  ini  terjadi  karena  berat  abu  hasil pembakaran pada sampah variasi 2 paling banyak yaitu  0,51 kg.    Grafik  pengaruh  jumlah  PP  terhadap  temperatur insinerator  ada  pada  Tabel  10  dan  Gambar  2.    Grafik  pada Gambar  2  diatas  menunjukkan  perbandingan temperatur pembakaran sampah dengan variasi jumlah sampah PP 50%, 60%, 70%, dan 80%. Temperatur pembakaran paling rendah dihasilkan  dari  variasi  2  dengan  presentase  jumlah  PP sebanyak  50%  yaitu  sebesar  1103,832  °C  dan  temperatur pembakaran  paling  tinggi  dihasilkan  dari  variasi  8  dengan presentase jumlah PP sebanyak 80% yaitu sebesar 1122,982 °C. Dari grafik diatas diketahui bahwa semakin tinggi jumlah
plastik  PP,  maka  semakin  tinggi  suhu  ruang  bakar insinerator. Hal ini terjadi karena PP memiliki kadar volatil yang  cukup  tinggi  yaitu  93,77%  (Hakeem,2018)  yang menjadikan  nilai  kalor  pembakaran  menjadi  sangat  tinggi pula yaitu 46 MJ/kg sehingga mampu menaikkan temperatur pada ruang bakar insinerator.
Grafik  pengaruh  jumlah  PP  terhadap  emisi  gas  buang insinerator  ada  pada  Tabel  11  dan  Gambar  3.  Gambar  3 menunjukkan  konsentrasi  SO 3 dan  Cl 2 paling  rendah dihasilkan oleh variasi 1 dengan presentase jumlah PP 50% dengan  nilai  27,895  ppm  untuk  SO 3 dan  63,137  ppm  untuk
Gambar 3. Grafik pengaruh jumlah PP terhadap konsentrasi SO3 dan Cl2.
var 1 var 2 var 3 var 4 var 5 var 6 var 7 var 8 50,00% 50,00% 60,00% 60,00% 70,00% 70,00% 80,00% 80,00% SO₃ 27,895 29,131 28,601 30,367 29,641 31,367 31,465 32,564 Cl₂ 63,137 65,934 64,736 68,732 67,089 70,996 71,218 73,704 27,895 29,131 28,601 30,367 29,641 31,367 31,465 32,564 63,137 65,934 64,736 68,732 67,089 70,996 71,218 73,704
0,000 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 80,000 Konsen tra si Emisi (pp m) Prosentase Jumlah PP pada Sampah (%) Pengaruh Variasi Jumlah PP terhadap Emisi Gas Buang Insinerator
Cl 2 .  Sedangkan  konsentrasi  paling  tinggi  dihasilkan  oleh variasi  8  dengan  presentase  jumlah  PP  80%  dengan  nilai 2,564 ppm untuk SO 3 dan 73,704 ppm untuk Cl 2 . Dari grafik diatas  diketahui  bahwa  semakin  tinggi  jumlah  plastik  PP, maka semakin tinggi konsentrasi SO 3 dan Cl 2 . Hal ini terjadi karena  kandungan  volatil  PP  yang  tinggi  membuat  waktu kerja  insinerator  menjadi  semakin  lama  sehingga  dapat meningkatkan konsentrasi gas buang insinerator.
Grafik pengaruh kadar air terhadap temperatur insinerator ada  pada  Tabel  12  dan  Gambar  4.  Gambar  4  menunjukkan bahwa  variasi  8  dengan  kadar  air  sampah  2,148% menghasilkan temperatur kerja insinerator paling tinggi yaitu 1122,982  °C dan  variasi  2  dengan  kadar  air  sampah  5,13% menghasilkan  temperatur  kerja  paling  rendah  yaitu  1103,8 °C. Dari grafik diatas diketahui bahwa semakin tinggi kadar air  sampah,  maka  terjadi  kecenderungan  penurunan temperatur  pada  ruang  bakar  insinerator  walaupun  hasil temperatur  pembakaran  tidak  selalu  turun  .  Karena  pada teorinya,  hal  ini  terjadi  karena  energi  panas  pembakaran terlebih  dahulu  menguapkan  kandungan  air  pada  sampah yang  menyebabkan  proses  pembakaran  menjadi  kurang maksimal sehingga kelembapan sampah yang tinggi ini dapat mengurangi  nilai  pemanasan  dan  berakibat  mengurangi efisiensi  konversi  dan  kerja  insinerator,  karena  sejumlah besar  energi  panas  akan  digunakan  untuk  penguapan sehingga dapat mencegah keberlanjutan pembakaran.
Grafik  pengaruh  kadar  air  terhadap  emisi  gas  buang insinerator  ada  pada  Tabel  13  dan  Gambar  5.  Gambar  5. menunjukkan emisi SO 3 dan Cl 2 paling tinggi dihasilkan dari pembakaran sampah variasi 8 dengan kadar air sampah paling rendah yaitu 2,148% dengan nilai 32,564 ppm untuk SO 3 dan 73,704  ppm  untuk  Cl 2 .  Sedangkan  emisi  paling  rendah dihasilkan  dari  pembakaran  sampah  variasi  1  dengan  kadar air  sampah  paling  tinggi  yaitu  7,58%  dengan  nilai  27,895 ppm untuk SO 3 dan 63,137 ppm untuk Cl 2 . Dari grafik diatas diketahui  bahwa  semakin  tinggi  kadar  air  sampah,  maka semakin  rendah  konsentrasi  SO 3 dan  Cl 2 pada  ruang  bakar insinerator.  Hal  ini  terjadi  karena  kenaikan  kadar  air membatasi  keluarnya  gas-gas  hitam  berbahaya  dari insinerator.  Semakin  tinggi  kandungan  air  sampah,  maka semakin  sulit  dan  lama  terjadinya  reaksi  pembakaran  dan semakin tinggi kandungan air, maka semakin tidak sempurna reaksi pembakaran yang terbentuk.
V. KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian yang telah dilakukan  adalah  Variasi  Jumlah  PP  dari  50%  hingga  80% dan kadar air sampah dari 2,148% hingga 7,58% berpengaruh pada  perubahan  temperatur  pembakaran  insinerator  yang dihasilkan. Temperatur paling rendah dihasilkan oleh jumlah PP  50%  dan  kadar  air  5,13%  yaitu  sebesar  1103,832  °C sedangkan  temperatur  paling  tinggi  dihasilkan  oleh  jumlah PP  80%  dan  kadar  air  2,148%  yaitu  sebesar  1122,98  °C. Peningkatan jumlah PP mengakibatkan temperatur pembakaran  juga  meningkat.  Semakin  tinggi  kandungan kadar  air  sampah,  temperatur  pembakaran  akan  semakin menurun.
Variasi  Jumlah  PP  dari  50%  hingga  80%  dan  kadar  air sampah  dari  2,148%  hingga  7,58%  berpengaruh  pada perubahan  konsentrasi  emisi  gas  buang  insinerator. Konsentrasi  paling  rendah  dihasilkan  oleh  jumlah  PP  50% dan  kadar  air  7,58%  yaitu  sebesar  27,895  ppm  SO 3 dan 63,137  ppm  Cl 2 sedangkan  konsentrasi  paling  tinggi dihasilkan oleh jumlah PP 80% dan kadar air 2,148% yaitu sebesar  32,564  ppm  SO 3 dan  73,704  ppm  Cl 2. Peningkatan jumlah  PP  mengakibatkan  emisi  gas  buang  SO 3 dan  Cl 2 meningkat. Semakin tinggi kadar air sampah, emisi gas buang akan semakin menurun.
Destruction  Removal  Efficiency (DRE)  dari  masing- masing  variasi  sampah  yang  dibakar  pada  insinerator berbeda-beda,  dengan  DRE  paling  tinggi  adalah  variasi  1 yaitu 96% dengan presentase jumlah sampah 50% PP, 25% kain, dan 25% kayu. dan DRE paling rendah adalah variasi 2 yaitu 94,9% dengan presentase jumlah sampah 50% PP, 25% kain, dan 25% kardus dan kertas.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Y.  F.  Chang,  C.  J.  Lin,  J.  M.  Chyan,  I.  M.  Chen,  and  J.  E.  Chang, “Multiple regression models for the lower heating value of municipal solid waste in Taiwan,” J. Environ. Manage. , vol. 85, no. 4, pp. 891– 899, 2007, doi: 10.1016/j.jenvman.2006.10.025.
[2]  S.  Naryono,  E.,  Atikah.,  Rachmansyah,  A.,  “Simulasi  dan  evaluasi insinerasi  sampah  organik  rumah  tangga  pada  reaktor  unggun  tetap (fixed bed),” Indones. Green Technol. J. , vol. 4, no. 2, pp. 28–35, 2015.
[3]  M.  Syamsiro,  A.  N.  Hadiyanto,  and  Z.  Mufrodi,  “Rancang  bangun
Gambar  5.  Grafik  pengaruh  kadar  air  terhadap  emisi  gas  buang incinerator.
Gambar 4. Grafik pengaruh kadar air terhadap temperatur incinerator.
mesin  pencacah  plastik  sebagai  bahan  baku  mesin  pirolisis  skala komunal,” J. Mek. dan Sist. Termal , vol. 1, no. 2, pp. 43–48, 2016.
[4]  World Economic Forum, “If you recycled all the plastic waste on the planet,  you  would  be  the  world’s  richest  person,” World  Economic
Forum,  91-93  Route  de  la  Capite,  CH-1223  Cologny/Geneve, Switzerland , 2018. .
[5]  H. A. Maddah, “Polypropylene as a promising plastic: a review,” Am. J. Polym. Sci. , vol. 6, no. 1, pp. 1–11, 2016.
[6]  A.  M.  Globesnewswire,Howard,  B.  C.,  Abdelrahman,  “Exactly  what every  plastic  recycling  symbol  actually  means,” The  Good
Housekeeping offices and Good Housekeeping Institute, 300  W. 57th Street, New York City , 2020. .
[7]  G. Tchobanoglous, H. Theisen, and V. Samuel, Integrated Solid Waste Management :  Engineering  Principles  and  Management  Issues  / George Tchobanoglous, Hilary Theisen, Samuel Vigil , vol. 41, no. 3. 1993.
[8]  P.  G.  Nidoni,  “Incineration  process  for  solid  waste  management  and effective utilization of byproducts,” Int. Res. J. Eng. Technol. , vol. 4, no. 12, pp. 378–382, 2017.
[9]  M.  M.  Rhohman,  F.,  Ilham,  “Analisa  dan  evaluasi  rancang  bangun insinerator  sederhana  dalam  mengelola  sampah  rumah  tangga,” J. Mesin Nusant. , vol. 2, no. 1, pp. 52–60, 2019.
[10]  L.  Skubal,  “Environmental  sampling  and  analysis:  lab  manual,”
Environ. Prog. , vol. 18, no. 1, 1999, doi: 10.1002/ep.670180110.
.