PEMANFAATAN LIMBAH PLASTIK SEBAGAI ENERGY ALTERNATIF

## Arif Setyo Nugroho
Fakultas Teknik, Program Studi Teknik Mesin Akademi Teknologi Warga Surakarta Email: arif.snug@yahoo.co.id

## Rahmad
Program Studi Teknik Elektro Akademi Teknologi Warga Surakarta Email: mangmamat@yahoo.com

## Suhartoyo
Program Studi Teknik Mesin Akademi Teknologi Warga Surakarta Email: mashartoyo@yahoo.com

## ABSTRAK
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengolah sampah plastik jenis Polypropelyn (PP), pengolahan dengan cara pyrolysis dengan variasi temperature reactor 300 o C, 350 o C dan 400 o C. reactor berbentuk tabung berdiameter 40 cm tinggi 60 cm tertutup rapat tanpa udara. Pemasan diluar reactor. Pendinginan menggunakan system kondensor. Pyrolisis pada suhu rendah plastik PP akan menghasilkan minyak sedikit. Plastik PP memiliki struktur ikatan kristal teratur, lebih sulit terdekomposisi jika dibandingkan dengan plastik PE yang memiliki struktur rantai yang panjang dan bercabang. Hasil pengujian didapat bahwa pada suhu 400 0 C jumlah minyak, gas, dan padatan  yang dihasilkan berturut-turut sebesar 52%, , 15% dan 33 %. Minyak yang dihasilkan lebih banyak dibandingkan dengan temperature reactor 200 O C. Hasil  pada suhu 200 0 C jumlah minyak, gas, dan padatan  yang dihasilkan berturut-turut sebesar 30%, 10%, dan 60 %. Rata- rata waktu penyalaan generator berbahan bakar gasolin adalah 9,25 menit dengan berbagai macam variasi pembebanan. Waktu terlama penyalaan generator adalah 11.09 menit dengan bahan bakar campuran gasolin + minyak pyrolisis (temperatur 300 o C) dan paling boros adalah 9.02 menit berbahan bakar 100 % minyak hasil pyrolisis.
Kata kunci: pyrolisis, temperatur, minyak, PP, generator.

## ABSTRACT
The aim research is to process Polypropelen (PP) type plastic waste, processing with pyrolysis with variation of temperature reactor 300 o C, 350 o C and 400 o C. tubular reactor with diameter 40 cm height 60 cm  tightly closed without air. Packaging outside reactor. Cooling using condenser system. Pyrolysis at low temperature PP plastic will produce a little oil. PP plastics have a regular crystal bond structure, more difficult to decompose when compared to PE plastics that have long and branched chain structures. Test results showed that at 4000C the amount of oil, gas, and solids produced respectively 52%, 15% and 33%. The oil produced is much higher than the reactor temperature of 300 O C. The results at 300 0 C of the amount of oil, gas, and solids produced respectively by 30%, 10%, and 60%. The average ignition time of a gasoline-fueled generator is 9.25 minutes with various loading variations. The longest time to start the generator is 11.09 minutes with fuel gasoline mix +  pyrolisis oil (temperature 300 o C) and the most wasteful is 9.02 minutes fueled 100% oil of pyrolisis.
Keywords: pyrolisis, temperature, oil, pp, generator.

## 1. PENDAHULUAN
Sampah plastik di lingkungan masyarakat banyak berasal dari bahan polypropilena (PP).  Plastik PP banyak  di  gunakan  sebagai  kantong  plastik.  Namun  dibalik  kelebihan  bahan  berbahan  plastik  terdapat masalah setelah barang tersebut tidak di  gunakan. Bahan plastik tidak dapat membusuk,dan tidak dapat diuraikan  oleh  tanah  sehingga  menimbulkan  masalah  baru.  Daur  ulang  limbah  plastik  merupakan  jalan satu-satunya untuk mengurangi jumlah limbah plastik. Namun hanya sedikit bahan plastik yang dapat di
daur  ulang,  dan  hasil  dari  daur  ulang  memiliki  kualitas  yang  rendah  sehingga  metode  ini  dirasa  tidak efektif.
Selama  ini  sumber  bahan  bakar  yang  banyak  digunakan  dalam  kehidupan  sehari-hari  berasal  dari fosil. Seperti yang kita ketahui sumber bahan bakar yang berasal dari fosil jika di gunakan terus menerus jumlahnya  akan  smakin  menipis.  Sebenarnya  limbah  plastik  berpotensi  memiliki  nilai  ekonomis  yang tinggi  jika  diolah  dengan  cara  yang  tepat,  limbah  plastik  dapat  dimanfaatkan  sebagai  bahan  bakar alternatif.
Seperti  yang  kita  ketahui,  limbah  plastik  menjadi  ancaman  yang  serius  untuk  lingkungan  tempat tinggal  kita,  maka  penulis  membuat  alat  untuk  mendaur  ulang  sampah  plastik  dengan  metode  Pirolisis yang   menghasilkan  minyak  bahan bakar alternative. Proses pirolisis adalah teknik pembakaran sampah tanpa  O 2 dan  dilakukan  pada  suhu  200˚C  sampai  500˚C.  Proses  ini  dapat  di  katakana  sebagai  metode ramah  lingkungan,  karena  proses  akhir  dari  metode  ini  adalah  minyak  setara  bahan  bakar  yang  berasal dari fosil.
Polypropylene (PP) merupakan  plastikpolimer  yang  mudah  dibentuk  ketika  panas,rumus  molekulnya adalah (-CHCH 3 -CH 2 )n.Yang lentur, keras dan resisten  terhadap lemak.  Plastik jenis PP dapat dijumpai pada  wadah  makanan,  botol  obat,  tutup  botol  ,  packing/pembungkus  makanan  kering/snack,  sedotan plastik,  kantong obat, penutup, cup plastik, tas, botol, dll [8], yang dipotong potong berbentuk cacahan. Dicuci bersih kemudian dikeringkan, dan siap untuk diproses selanjutnya.
Proses  perekahan  PP  merupakan  salah  satu  cara  untuk  menangani  limbah  plastik  dari  semua  jenis, jenis  perekahan  ada  3  macam  antara  lain  : hydrocracking yaitu  perekahan  menggunakan  hidrokgen, thermal  cracking yaitu  perekahan  menggunakan  temperatur  tinggi, catalyc  cracking perekahan menggunakan katalis [7].
Hasil pirolisis yang berupa minyak tersebut akan digunakan untuk menghidupkan generator, dengan catatan  harus  masih  menggunakan perbandingan antara bahan bakar premium dengan bahan bakar hasil proses pirolsis plastik PP tersebut.
Strategi yang dikembangkan dalam penelitian ini adalah bagaimana menghasilkan energy terbarukan yang  ramah  lingkungan,  bersumber  dari  limbah  yang  belum  maksimal  pengolahannya,  yaitu  sampah plastik diolah menjadi minyak dengan cara pyrolisis. Kelebihan dari proses pirolisis adalah dapat bekerja pada tekanan atmosfir.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1 Pyrolisis
Pyrolisis  adalah  dekomposisi  termokimia  bahan  organik  melalui  proses  pemanasan  tanpa  atau sedikit  oksigen  atau  pereaksi  kimia  lainnya,  di  mana  material  mentah  akan  mengalami  pemecahan struktur  kimia  menjadi  fase  gas  [2].  Variasi  temperature  untuk  pengujian  adalah  sebagai  beriku  : temperatur reaktor 300 o C, 350 o C dan 400 o C.

## 2.2 Alat Dan Urutan Pengujian
Reaktor berbentuk tabung diameter 40 cm dan tinggi total 60 cm seperti yang terlihat pada gambar 1, pendinginan  gas  menggunakan air  yang dilewatkan dalam pipa dan  menggunakan  sistem kondensasi. Energy panas berasal dari burner berbahan bakar  minyak. Temperatur reactor 300 o C, 350 o C dan 400 o C . Alat  ukur  panas  menggunakan thermoreader dan thermocouple. Selang  minyak  pirolisis  ini  berfungsi untuk  mengalirkan  gas  hasil  pirolisis  menuju  mesin  pendingin  untuk  dikondensasikan  dan  untuk menghubungkan sambungan antara unit pendingin dengan tempat minyak pirolisis.
Pendingin  ini  menggunakan  pipa  yang  terbuat  dari  tembaga  yang  dibentuk  sepiral  ke  bawah  dan dimasukkan  ke  sebuah  tong  plastik  yang  berisi  air  yang  dimodifikasi  sedemikian  rupa  dengan  lubang masukan  dan  lubang  keluaran  sebagai  jalur  gas  yang  ingin  dikondensasikan.  Setelah  dikondensasikan maka gas akan berubah menjadi cairan yang ditampung didalam botol penampung .  Pompa air berfungsi mensirkulasikan air dari bak penampung air menuju ke unit pendingin agar air yang terdapat didalam unit pendingin suhunya konstant.
Bahan  baku  limbah  plastik  dicuci,  kemudian  dipotong  potong  kemudian  dicuci  lagi  dan  kemudian dikeringkan.  Plastik  yang  telah  dikondisikan  tersebut  ditimbang  sebanyak  3  kg  kemudian  dimasukan dalam reactor, yang telah dipanasi awal.

## Gambar 1. Reaktor Pyrolysis

## 2.3 Alur Penelitian
Alur penelitian dapat dilihat di gambar 2,  gambar sebagai berikut adalah sebagai berikut :
Gambar 2. Alur Penelitian

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian pyrolysis dengan variasi temperature adalah temperatur reaktor 300 o C, 350 o C dan 400 o C Hasil pengujian lab mengenai minyak pyrolysis didapat data sebagai berikut :

## Gambar 3. Hasil Pyrolysis Plastik Jenis PP
Gambar 3 menjelaskan hasil produksi minyak Plastik PP dengan cara pirolisis, temperature reaktor 300 0 C,  350 0 C,  400 0 C,    didapatkan  hasil  sebagai  berikut  :  hasil  pyrolysis  plastik  PP  didapat  jumlah minyak  yang  diperoleh  pada  temperature  reactor  300 o C  paling  sedikit  berwarna  bening  jumlah  sisa padatan lebih banyak dibandingkan pada temperature reactor 400 oC jumlah minyak lebih banyak warna minyak  keruh jumlah  sisa padatan lebih sedikit Hasil pengujian lab  mengenai  minyak pyrolysis didapat data sebagai berikut : Pyrolisis pada suhu rendah plastik PP akan menghasilkan minyak sedikit. Plastik PP memiliki  struktur  ikatan  kristal  teratur,  lebih  sulit  terdekomposisi  jika  dibandingkan  dengan  plastik  PE yang  memiliki  struktur  rantai  yang  panjang  dan  bercabang.  Hasil  pengujian  didapat  bahwa  pada  suhu 4000C  jumlah  minyak,  gas,  dan  padatan    yang  dihasilkan  berturut-turut  sebesar  52%,  ,  15%  dan  33  %. Minyak yang dihasilkan lebih banyak dibandingkan dengan temperature reactor 200 OC. Hasil pada suhu 2000C  jumlah  minyak,  gas,  dan  padatan    yang  dihasilkan  berturut-turut  sebesar  30%,  10%,  dan  60  %. Semakin tinggi suhu reaktor dihasilkan minyak pyrolysis dengan kekentalan yang lebih tinggi, kekentalan minyak  pyrolysis  temperature  reaktor  400 o C  yaitu  sebesar  3,4  mm 2 /S.  Warna  minyak  hasil  pyrolysis temperature 400 o C lebih keruh dibandingkan temperature 300 o C dan 350 o C.
Tabel 1. Properties minyak pyrolisis plastic
No Properties Value 1 Density 74 Kg/ l 2 Viscosity 1,117 mm 2 /S 3 Flash Point 22 o C 4 Calorie 46,47 mJ/ kg
Tabel 1 adalah prertis minyak pirolisis plastik,  nilai kalor dari minyak pirolisis hampir sama dengan nilai  kalor  minyak  tanah  yaitu  sebesar  43  MJ/kg.  Sedangkan  kalor  tertinggi  dari  minyak  pirolisis  yaitu sebesar  46,47  MJ/kg  hampir  mendekati  nilai  kalor  dari  bensin  yang  memiliki  nilai  kalor  sebesar  47,3 MJ/kg (Warrington ,1994). Viscosity sebesar 1,117 mm 2 /S Flash point 22 o C. Pengujian minyak hasil dari pyrolysis plastic untuk bahan bakar generator didapat hasil seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.
Gambar  4  adalah  grafik  hasil  pengujian  bahan  bakar  minyak  hasil  pyrolysis  pada  temperature  300 o C. dengan variasi campuran bahan bakar gasoline + minyak pyrolysis sebesar 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %,  50  %,  100  %  dan  0%  (  gasoline  murni).  Hasil  pengujian  setiap  variasi  campuran  bahan  bakar menghasilkan  lama  nyala  generator  yang  berbeda  beda,  volume  bahan  bakar  sebesar  50  CC.  Konsumsi bahan bakar paling rendah pada beban 100 watt adalah campuran gasolin dan minyak hasil pyroisis  pada temperatur reaktor 300 oC sebanyak 25 % volume campuran waktu nyala 8.09 menit.
Gambar 5. Hasil Pengujian Beban Generator, Minyak Pyrolysis Temperature 350 O C
Gambar  5  adalah  grafik  hasil  pengujian  bahan  bakar  minyak  hasil  pyrolysis  pada  temperature  300 o C. dengan variasi campuran bahan bakar gasoline + minyak pyrolysis sebesar 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %,  50  %,  100  %  dan 0%  (  gasoline  murni).  Menjelaskan  grafik  lama  waktu  pembebanan,  waktu  paling pendek  pada  konsumsi  bahan  bakar  paling  rendah  pada  campuran  gasolin  dan  minyak  pyrolisis temperatur  reaktor  350  oC  sebanyak  20  %  volume  campuran  waktu  nyala  9,39  menit.  Pada  variasi campuran yang sama waktu paling lama 10.39 menit.
Gambar 6. Hasil Pengujian Beban Generator, Minyak Pyrolysis Temperature 400 O C
Gambar 6 menjelaskan grafik lama waktu pembebanan, waktu paling pendek pada Konsumsi bahan bakar  paling  rendah  pada  campuran  gasolin  dan  minyak  pyrolisis    temperatur  reaktor  400  oC  sebanyak 100 % volume campuran  waktu nyala 8,02 menit. Pada variasi campuran  yang sama  waktu paling lama 10.49  menit  .Rata-  rata  waktu  penyalaan  generator  berbahan  bakar  gasolin  adalah  9,35  menit  dengan berbagai macam variasi pembebanan.

## 4. KESIMPULAN
Pyrolisis  pada  suhu  rendah  plastik  PP  akan  menghasilkan  minyak  sedikit.  Plastik  PP  memiliki struktur  ikatan  kristal  teratur,  lebih  sulit  terdekomposisi  jika  dibandingkan  dengan  plastik  PE  yang memiliki  struktur  rantai  yang  panjang  dan  bercabang.  Hasil  pengujian  didapat  bahwa  pada  suhu  4000C jumlah minyak, gas, dan padatan   yang dihasilkan berturut-turut sebesar 52%, , 15% dan 33 %. Minyak yang dihasilkan lebih banyak dibandingkan dengan temperature reactor 200 OC. Hasil pada suhu 2000C jumlah minyak, gas, dan padatan  yang dihasilkan berturut-turut sebesar 30%, 10%, dan 60 %. Rata- rata
waktu  penyalaan  generator  berbahan  bakar  gasolin  adalah  9,25  menit  dengan  berbagai  macam  variasi pembebanan.  konsumsi  bahan  bakar  paling  rendah  pada  beban  100  watt  adalah  campuran  gasolin  dan minyak hasil pyroisis pada temperatur reaktor 300 oC sebanyak 25 % volume campuran waktu nyala 8.09 menit.  Pada  variasi  campuran  yang  sama  waktu  paling  lama  11.09  menit  .  Waktu  paling  pendek  pada konsumsi bahan bakar paling rendah pada campuran gasolin dan minyak pyrolisis  temperatur reaktor 350 oC sebanyak 20 % volume campuran  waktu nyala 9,39 menit. Pada variasi campuran  yang sama  waktu paling lama 10.39 menit  Waktu paling pendek pada Konsumsi bahan bakar paling rendah pada campuran gasolin dan minyak pyrolisis  temperatur reaktor 400 oC sebanyak 100 % volume campuran waktu nyala 8,02 menit. Pada variasi campuran yang sama waktu paling lama 10.49 menit .Rata- rata waktu penyalaan generator berbahan bakar gasolin adalah 9,35 menit dengan berbagai macam variasi pembebanan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih kepada Kementrian Ristek dikti, penelitian ini dibiayai lewat hibah penelitian terapan tahun  1  tahun  pelaksanaan  2017.  No  kontrak  :  161-2/A/Puslit/ATW/VII/2017  dan  kepada  LPPM  AT Warga Surakarta yang telah mendukung pelaksanaan penelitian hibah terapan 2017.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Arif Setyo Nugroho, Rahmad, 2017, Pemanfaatan Sampah Padat Kota Menjadi Energi Alternative,
Pr osiding SNATI F Ke - 4 , ISBN: 978-602-1180-50-1
[2] Endang  K,  Muhtar  G,Abed  Nego,FX  Angga  Sugiyana,2016,  Pengolahan  Sampah  Plastik  dengan Methoda  Pirolisis  Menjadi  Bahan  Bakar  Minyak,  Prosiding  seminar  Nasional  Teknik  Kimia  “ Kejuangan”, ISSN 1693-4393
[3] Guntur,  R.,  Kumar,  D.  dan  Reddy,  V.K.,2011,  Experimental  Evaluation  of  A  Diesel  Engine  with Blends of DieselPlastic Pyrolysis Oil, International Journal of Engineering Science and Technology (IJEST) Vol. 3 No. 6.
[4] Kadir  ,  2012,  Kajian  pemanfaatan  Sampah  Plastik  sebagai  Sumber  Bahan  Bakar  cair,  Dinamika, ISSN 2085-8817.
[5] Kumar  S,  Panda,  AK  dan  Sing  RK,  2011,  A  review  on  Tertiary  Recycling  of  High  –  Density polyethylene to Fuel, resources, Conservation and Recycling Vol 55 893-910.
[6] Mohamad  Syamsiro,Saptoadi,  Norsujianto,  Cheng  S,  Zainal,Yoshikawa.K,  2014,  Fuel  Oil Production  From  Municipal  Plastic  Waste  in  squential  Pyrolisis  and  catalytic  Reforming  reactors,
Energy Procedia 47, pp. 180-188.
[7] Panda  K  A  Sing,  Mishra,  2010, Thermolysis  of  waste  plastic  to  liquid  fuel  a  suitable  methode  for plastic  waste  management  and  manufacture  of  value  added  products-  A  World  Prospective, renewable and sustainable energy reviews 14, 233-248
[8] Suharto,  2010,  Rancangan  Produk  Bahan  Plastik  Daur  Ulang  sebagai  Upaya  Peningkatan  Industri Kreatif. Jurnal Politeknik Negri Semarang. Jawa Tengah.
[9] Untoro Budi Sarono,2013, Berbagai Metode Konversi sampah Plastik menjadi bahan bakar Minyak, Jurnal teknik  ISSN 20088-3676 Vol 3 No1.
[10] Paradela  Filipe,  et  al,  2009.  Journal  of  Analytical  and  Applied  Pyrolysis.  Estrada  do  Panco  do Luminar. Lisboa. Portugal
[11] Warrington,  1994,  Analysis  Project  Department  of  the  Environment,  National  Household  Waste, UK