Abstrak — Pada  tahun  2012,  sampah  yang  dihasilkan  sebesar 1200  ton/hari.  Jika  permasalahan  sampah  di  Kota  Surabaya tidak ditangani dengan baik maka akan menimbulkan beberapa masalah  antara  lain:  masalah  kesehatan  dan  masalah kebersihan.  Oleh  karena  itu,  diperlukan  metode  yang  dapat mengolah  sampah  namun  tidak  menimbulkan  masalah  baru lainnya.  Salah  satu  metode  pengolahan  sampah  yang  telah dikembangkan,  yaitu  metode  pirolisis.  Penelitian  ini  bertujuan untuk  menentukan  pengaruh  jenis  plastik  dan  komposisi terhadap  produk  hasil  pirolisis.  Pada  penelitian  ini  digunakan reaktor  dengan  kapasitas  500  g  yang  berbahan stainless  steel. Variabel  yang  digunakan  yaitu  jenis  sampah  plastik  dan komposisi  sampah.  Jenis  sampah  yang  digunakan  yaitu  sampah plastik  HDPE  ( High  Density  Polyethylene), PET  ( Poly  Ethylene Terephthalate) ,  dan  PS  ( Poly  Styrene ).  Komposisi  sampah  yang digunakan antara lain: 100:0, 75:25, dan 50:50. Temperatur yang digunakan  pada  reaktor  yaitu  500°C  dengan  waktu  30  menit. Penelitian  dimulai  dari  persiapan  bahan  uji,  persiapan  reaktor, percobaan pendahuluan, dan penelitian dengan reaktor pirolisis. Selanjutnya  dilakukan  analisis  untuk  masing-masing  hasil produk.  Penelitian  ini  jenis  sampah  plastik  yang  menghasilkan gas  tertinggi  yaitu  jenis  plastik  PET  sebesar  45,40%  dan  jenis plastik  yang  menghasilkan wax tertinggi  yaitu  jenis  plastik HDPE sebesar 69,91%. Sedangkan komposisi yang menghasilkan gas tertinggi yaitu komposisi dengan ranting 25% dan PET 75% sebesar 71,24% dan  komposisi yang  menghasilkan wax tertinggi yaitu  komposisi  dengan  ranting  25%  dan  PS  75%  sebesar 61,36%.
Kata Kunci —gas, komposisi, minyak, padatan, pirolisis, plastik.

## I. PENDAHULUAN
enurut  Status  Lingkungan  Hidup  Daerah  (SLHD)  Kota Surabaya  (2013),  volume  sampah  yang  masuk  ke  TPA sebesar  10.000  m 3 /hari.  Timbulan  sampah  kota  Surabaya tahun  2011  dengan  jumlah  rumah  tangga  806.794  yaitu  1200 ton/hari.  Komposisi  sampah  di  Surabaya  antara  lain:  sampah organik 79,19%, sampah  kertas 8,6%, sampah plastik 1,64 % logam 1,11% kayu dan 9,46% lain-lain [1].
Berdasarkan  data  tersebut,  sampah  yang  dihasilkan  bukan dalam  jumlah  yang  sedikit.  Sampah  tersebut  harus  dapat ditangani  dengan  baik  dan  benar.  Sampah  merupakan  salah satu sumber penyakit. Secara langsung/terbuka sampah adalah tempat  bersarangnya  parasit,  bakteri,  dan  patogen.  Secara tidak  langsung  sampah  merupakan  tempat  vektor  pembawa
penyakit seperti kecoa, nyamuk, dan lalat. Penyakit yang dapat ditimbulkan  antara  lain:  diare,  disentri,  cacing,  dan  demam berdarah.
Salah  satu  metode  pengolahan  sampah  yang  dapat digunakan  untuk  mereduksi  sampah  adalah  metode  pirolisis. Metode  pirolisis  dapat  digunakan  untuk  mengolah  sampah yang berasal dari rumah tangga, seperti: sampah campuran/makanan,  sampah  buah  dan  sayur,  sampah  kertas, sampah  plastik,  dan  sampah  tekstil.  Pengolahan  sampah dengan  pirolisis  rata-rata  menghasilkan  52,2% wax ,  25,2% char/residu,  22,6%  gas.  Penelitian  tersebut  menyebutkan bahwa metode pirolisis dapat merubah sampah menjadi bahan bakar  [2].  Cairan  yang  dihasilkan  dari  proses  pirolisis merupakan  campuran  kompleks  senyawa  organik  antara  lain stirena,  etil-benzena,  toluena,  dan  lain-lain.  Proses  pirolisis menghasilkan  padatan  yang  mengandung  char/residu  dan bahan  anorganik  yang  terkandung  dalam  bahan  baku.  Selain itu,  pirolisis  menghasilkan  gas  yang  terdiri  dari  hidrokarbon, CO dan CO 2 yang memiliki nilai kalor yang tinggi [3].
Pirolisis  merupakan  salah  satu  pengolahan  sampah  yang dapat  mengurangi  berat  dan  volume  sampah,  serta menghasilkan  produk  yang  lain,  antara  lain:  (I)  gas  yang mengandung  nilai  kalori  rendah  hingga  sedang,  sehingga dapat digunakan  untuk bahan bakar alternatif; (II) char/residu hasil  pembakaran  sampah  yang  mengandung  nilai  kalori tinggi,  dapat  digunakan  sebagai  bahan  bakar  alternatif;  (III) wax yang dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif dan merupakan  sumber  dari  bahan  kimia,  selain  itu  juga  proses tersebut  akan  menghasilkan  air  yang  mengandung  bahan- bahan organik [4].

## II. URAIAN PENELITIAN

## A. Analisis Karakteristik Awal
Pada penelitian pendahuluan dilakukan analisis karakteristik sampah  awal  yaitu  dengan  analisis proximate. Analisis proximate dilakukan  dengan  menghitung  kadar  air,  abu, volatile  solid dengan  metode  gravimetri.  Analisis proximate dilakukan  di  Laboratorium  Pemulihan  Air  Jurusan  Teknik Lingkungan, ITS.

## Pengolahan Sampah secara Pirolisis dengan Variasi Rasio Komposisi Sampah dan Jenis Plastik
Qonita Rachmawati dan Welly Herumurti
Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail :  herumurti@enviro.its.ac.id
M
Tabel 1 Karakteristik Sampah Awal Jenis Analisis Jenis Sampah Parameter Satuan (w/w) Nilai Proximate Analysis HDPE Kadar Air % 0,52 Volatile Solid % 82,22 Kadar Abu % 17,78 Nilai Kalor kal/g 9.192 PET Kadar Air % 0,35 Volatile Solid % 99,93 Kadar Abu % 0,07 Nilai Kalor kal/g 5.399 PS Kadar Air % 0,47 Volatile Solid % 96,99 Kadar Abu % 3,01 Nilai Kalor kal/g 10.847 Ranting Kadar Air % 9,95 Volatile Solid % 95,50 Kadar Abu % 4,50

## B. Tahap Persiapan Bahan Uji
Pada  penelitian  ini  ukuran  partikel  sampah  yang  akan digunakan  sekitar  2-5  mm,  dengan  kadar  air  <10%. Pengurangan kadar air terhadap bahan baku sampah yang akan digunakan  dapat  dilakukan  dengan  cara  pengeringan menggunakan sinar matahari dan oven. Selanjutnya dilakukan uji  kadar  air  menggunakan  analisis proximate .  Berat  sampah yang digunakan pada penelitian ini sebesar 500 g.

## C. Penelitian Pirolisis Jenis Plastik
Dalam  penelitian  ini  akan  digunakan  variabel  yaitu  jenis sampah  plastik  dan  sampah  ranting  yang  akan  digunakan, yaitu:
a.
Sampah plastik HDPE ( High Density Polyethylene), PET ( Poly Ethylene Terepthalate), PS ( Poly Styrene ). b. Sampah kebun yang digunakan berupa sampah ranting. Sampah  plastik  yang  digunakan  memiliki  kandungan hemiselulosa  dan  selulosa  yang  dapat  terdekomposisi  pada temperatur  atara  300°C-500°C.  Pada  perbandingan  100:0 sampah plastik yang digunakan sebesar  30 g dan 500 g. Pada tahap ini akan dilakukan pirolisis pada jenis plastik.

## D. Analisis Karakteristik Akhir Sampah
Pada  penelitian  ini,  dilakukan  karakteristik  sampah  akhir menggunakan analisis proximate . Analisis proximate dilakukan  dengan  menghitung  kadar  air,  abu, volatile  solid dengan  metode  gravimetri.  Analisis proximate dilakukan  di Laboratorium  Pemulihan  Air  Jurusan  Teknik  Lingkungan, ITS.

## III. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

## A. Penelitian Pirolisis Bahan Plastik
Pada  penelitian  ini  dilakukan  perhitungan  terhadap  hasil pirolisis  dengan  beberapa  variasi  sampel  plastik.  Perhitungan massa  masing-masing  sampel  dilakukan  di  awal  untuk menentukan  massa  yang  dilakukan  pirolisis  dan  perhitungan dilakukan di akhir untuk menentukan jumlah produk samping yang  dihasilkan  dari  masing-masing  jenis  plastik.  Pirolisis dilakukan pada temperatur 500°C karena masing-masing jenis plastik  HDPE,  PET,  dan  PS  dapat  terdekomposisi  yaitu 495°C, 480°C, dan 420°C [5].

## B. Hasil Pirolisis Char dan Wax
Plastik  HDPE  memiliki  titik  leleh  200°C-280°C  dan  dapat terdekomposisi pada suhu 495°C. Sampel plastik HDPE yang telah  dipirolisis  menghasilkan char yang  mengandung paraffins dan 1-olefins. Paraffins mengandung  hidrokarbon rantai  panjang  yang  biasanya  terdapat  pada  bahan  bakar. Paraffins berbentuk  seperti  lilin  yang  berwujud  pada temperatur  ruangan  dan  memiliki  titik  leleh  >370°C.  Padatan hasil  HDPE  apabila  dilakukan  pengolahan  lanjutan  dapat digunakan  sebagai bahan bakar padat alternatif [6]. Pada fase cair/ wax ,  kandungan  zat  kimia  terdiri  dari  benzena,  toluena, naphthalena,  dan  zat  aromatik  lainnya  (Jung  dkk,  2006). Penelitian pirolisis menggunakan massa 500 gram menghasilkan  gas  14,60%; wax 69,91%;  dan char 15,49%. Literatur  menyebutkan  pirolisis  dengan  bahan  HDPE  yang dilakukan  pada  suhu  500°C  menghasilkan  gas  0,9%; wax 97,7%; dan char 0,8% [6].
Plastik  PET  memiliki  titik  leleh  pada  temperatur  250°C- 260°C dan terdekomposisi pada termperatur 480°C. Penelitian pirolisis  yang  dilakukan  tidak  menghasilkan  gas  yang terkondensasi  karena  PET  memiliki  sifat  dasar  mudah menyublim.  Produk char hasil  pirolisis  PET  mengandung karbon  sekitar  84,9%.  Penelitian  ini  dengan  massa  500  g menghasilkan  gas  45,40%; wax 36,42%;  dan char 18,18%. Berdasarkan  penelitian  sebelumnya,  pirolisis  dengan  plastik PET  menghasilkan  gas  49,1%; wax 39,4% ; dan char 12,8%. Pirolisis  dengan  bahan  PET  didominasi  hasil  gas  karena  sifat dasar kimia PET yang mudah menyublim.
PS memiliki titik leleh pada suhu 180°C – 260°C dan dapat terdekomposisi  pada  temperatur  420°C.  Sampel  plastik  PS pada kandungan bahan bakunya didominasi oleh stirena. Pada penelitian  pirolisis  ini  dengan  massa  500  g  menghasilkan  gas 16,20%; wax 52,27%; dan char 31,53%. Pad penelitian ini, PS menghasilkan  nilai wax yang  tinggi  sesuai  dengan  literatur. Pada  penelitian  sebelumnya  pirolisis  dengan  bahan  baku  PS menghasilkan gas 0,02%; wax 99%; dan char 18,5% [6]. Oleh karena itu, pirolisis dengan bahan baku PS menghasilkan nilai wax tinggi yang dapat diolah menjadi bahan bakar alternatif.

## C. Hasil Pirolisis Gas dan Gas Terkondensasi
Jenis  plastik  HDPE  menghasilkan  gas  tinggi  pada  saat temperatur  tinggi  dan  menghasilkan wax tinggi  apabila temperatur  rendah.  Komposisi  gas  yang  terbentuk  yaitu metana,  etilen,  etana,  dan  propana.  Pada  temperatur  tinggi kandungan propana akan menurun dan gas metana serta etilen akan  meningkat.  Gas  metana  tertinggi  terbentuk  pada
temperatur 650°C dan 790°C sekitar 45%-55%. Pada fase cair, kandungan  zat  kimia  terdiri  dari  benzena,  toluena, naphthalena, dan zat aromatik lainnya.
Sampel plastik PET pada temperatur rendah didominasi oleh TPA (Terephthalic Acid), pada kondisi temperatur tinggi TPA akan terdekomposisi menjadi benzene, CO 2 , dan benzoic acid. TPA merupakan molekul yang terdiri dari benzene (C 6 H 6 ) dan gugus  karboksilat  (COOH).  Oleh  karena  itu,  kandungan  gas PET  terdiri  dari  zat  tersebut  Berdasarkan  penelitian  tersebut, TPA  yang  terkandung  dari  PET  bersifat  menyublim,  artinya molekul TPA secara cepat akan membentuk gas CO 2, CO, dan CH 4 (Scheirs, 2006). Penelitian Jung dkk (2006), menyebutkan  bahwa  pirolisis  dengan  bahan  PET  pada temperatur 550°C menghasilkan gas H 2 2,1%; CH 4 1,8%; CO 2 37,8%; CO 52,6%.
Dekomposisi  PS  menghasilkan  gas  terkondensasi  cukup tinggi  dan  mengandung  stirena,  benzena,  toluena,  dan trimethylbenzena.  Produk  bahan  bakar  yang  berasal  dari  PS mengandung  zat  aromatik  tinggi  dan  nilai  kalori  tinggi  [6]. Pada  suhu  pirolisis  >700°C  PS  akan  menghasilkan  gas tinggi dibandingkan  dengan  hasil wax .  Pada  hasil  gas  mengandung monomer, dimers, dan trimers stirena.
Gambar 1.  Skema Pirolisis Plastik HDPE
Gambar 2.  Skema Pirolisis Plastik PET
Gambar 3.  Skema Pirolisis Plastik PS

## IV. KESIMPULAN/RINGKASAN
Kesimpulan  dari  penelitian  ini,  yaitu  Jenis  sampah  plastik yang  menghasilkan  gas  tertinggi  yaitu  jenis  plastik  PET sebesar  45,40%  dan  jenis  plastik  yang  menghasilkan wax tertinggi yaitu jenis plastik HDPE sebesar 69,91%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Pemerintah Republik Indonesia. Status Lingkungan Hidup Kota Surabaya Tahun 2012.
[2] Ojolo,  S.  J.,  Bamgboye,  A.  I.  2005.  Agricultural  Engineering International  :  the  CIGR  E  Journal  Fuel  and  Reduce  Waste. Conversion  of  Municipal  Solid  Waste  to  Produce  Fuel  and Reduce Waste 7.
[3] López,  A.,  Marco,  I.,  Caballero,  B.  M.,  Laresgoiti,  M.  F., Adrados, A. 2010. Waste Management. Pyrolysisi of Municipal Plastic  Waste:  Influence  of  Raw Material  Composition 30:620- 627.
[4] Bridgwater,  A.  V.  1980.  Resource  Recovery  and  Conservation. Waste Inceneration and Pyrolysis . 5(1):99-115.
[5] Caglar, A., Aydinli, B. 2009. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 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.
[6] Scheirs.  2006.  Pyrolysis  of  Plastic  Waste: Engineering Principles And Issues . McGraw Hill International Editions.