PENGOLAHAN LIMBAH PLASTIK MENJADI BAHAN BAKAR ALTERNATIF DENGAN METODE DESTILASI

PROPOSAL METODE PENELITIAN

(HMKK 538)

Disusun Oleh:

NAMA : AZMI RIANUR

NIM : H1F114015

PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURATBANJARBARU

2016

TERIMAKASIH KEPADA

i

Rektor Universitas Lambung Mangkurat

Prof. Dr. H. Sutarto Hadi, M.Si., M.Sc

Wakil Rektor Bidang Perencanaan, Kerjasama dan Humas

Prof. Dr. Ir. H. Yudi Firmanul

Kepala Prodi Teknik Mesin

Achmad Kusairi S, ST,. MT., MM.

Mahasiswa

Azmi Rianur

Wakil Rektor Bidang Akademik

Dr. Ahmad Alim Bachri, SE., M.Si

Wakil Rektor Bidang Kemahasiswaan dan Alumni

Dr. Ir. Abrani Sulaiman, M,Sc

Wakil Rektor Bidang Umum dan Keuangan

Dr. Hj Aslamiah, M.Pd., Ph.d

Dosen Pengampuh

Prof. Dr. Qomariyatus Sholihah Amd. Hyp, ST, M.Kes.

Dekan Fakultas Teknik

Dr. Ing. Yulian Firmana Arifin, ST., MT

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, yang telah memberikan

rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Proposal

Metode Penelitian ini dengan judul PENGOLAHAN LIMBAH PLASTIK MENJADI

BAHAN BAKAR ALTERNATIF DENGAN METODE DESTILASI. Keberhasilan

dalam penyusunan Proposal Metode Penelitian ini tidak lepas dari bantuan dan

kerja sama, serta dukungan dari berbagai pihak. Ucapan terima kasih Penulis

haturkan kepada :

1. Bapak Ach. Kusairi S, MM., MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat

2. Ibu Prof. Dr. Qomariyatus Sholihah, Amd.hyp., ST., M.Kes. selaku Dosen

Pengampu 1

Proposal ini disusun untuk memenuhi persyaratan kelulusan mata kuliah

Metode Penelitian (HMKK 538) dan bisa menjadi pengetahuan serta pengenalan

bagi mahasiswa tentang dunia Konversi Energi.

Penulis menyadari bahwa dalam menyusun proposal ini masih terdapat

banyak kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan masukan-masukan dan

saran yang sifatnya membangun. Akhirnya penulis hanya bisa berharap nantinya

proposal ini bisa bermanfaat bagi semua pihak, terutama para mahasiswa dan

saya sendiri.

Banjarbaru, 26 Oktober

2016

Penulis

ii

DAFTAR ISI

Judul Halaman

UCAPAN TERIMAKASIH..................................................................... i

KATA PENGANTAR ............................................................................ ii

DAFTAR ISI ......................................................................................... iii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang.................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah............................................................ 4

1.3 Batasan Masalah ............................................................. 4

1.4 Tujuan Penelitian ............................................................. 4

1.5 Manfaat Penelitian ........................................................... 4

BAB II DASAR TEORI

2.1 Penelitian Terdahulu......................................................... 6

2.2 Plastik............................................................................... 10

2.3 Jenis-Jenis Plastik............................................................ 11

2.4 Limbah.............................................................................. 14

2.5 Destilasi............................................................................ 14

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Objek Penelitian .............................................................. 18

3.2 Alat dan Bahan ............................................................... 18

3.3 Teknik Pengumpulan Data................................................ 18

3.4 Diagram Alir Penelitian..................................................... 20

3.5 Jadwal Pelaksanaan Penelitian........................................ 21

iii

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................... 22

iv

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangKebutuhan masyarakat akan bahan bakar minyak (BBM) yang berasal

dari fosil semakin hari semakin meningkat, menyebabkan semakin menipisnya

cadangan minyak dan gas bumi. Menurut Dudley (2015), cadangan minyak dunia

pada akhir tahun 2014 adalah sebesar 1700,1 miliar barel, sedangkan di

Indonesia hanya memiliki cadangan memiliki cadangan minyak terbukti sebesar

3,7 miliar barel dan jumlah tersebut hanya 0,2% dari jumlah cadangan minyak di

dunia. Jumlah produksi minyak sebesar 852 ribu barel/hari dengan konsumsi

1,641 juta barel/hari. Dari data di atas, dapat dilihat bahwa terdapat ketimpangan

antara produksi dan konsumsi.

Sampah plastik merupakan sampah yang paling banyak dibuang oleh

manusia karena banyak orang yang menggunakan plastik untuk keperluannya

sehari-hari entah itu perorangan, toko, maupun perusahaan besar. Misalnya

pada saat kita berbelanja pasti akan membutuhkan plastik untuk membawa

barang belanjaan, jika plastik itu sudah tidak ter pakai apakah plastik itu akan

disimpan? Tentu tidak kan. Apa yang kita lakukan? membuang atau membakar

itulah yang kita lakukan. Pembuangan sampah-sampah plastik ke dalam air dan

tanah juga marak terjadi, hal tersebut semakin memicu kerusakan alam.

Mengapa demikian? Karena sampah plastik terbuat dari bahan anorganik.

Bahan-bahan anorganik tersebut sangat sulit dan tidak mungkin diuraikan oleh

bakteri pengurai. Apabila ditimbun di dalam tanah untuk menguraikannya butuh

waktu berjuta-juta tahun. Dan apabila dibakar hanya akan menjadi gumpalan dan

butuh waktu lama untuk menguraikannya. Jika sampah-sampah plastik itu

tertimbun di dalam tanah hingga menumpuk, maka akan mengakibatkan dampak

2

berupa pemanasan global bagi kehidupan manusia itu sendiri. Dan jika sampah-

sampah plastik ini terbawa ke sungai atau ke laut, maka akan mengakibatkan

kerusakan terhadap ekosistem di daerah tersebut.

Menurut Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan (KLHK) menilai

persoalan sampah sudah meresahkan. Indonesia bahkan masuk dalam

peringkat kedua di dunia sebagai penghasil sampah plastik ke Laut setelah

Tiongkok. Hal itu berkaitan dengan data dari KLHK yang menyebut plastik hasil

dari 100 toko atau anggota Asosiasi Pengusaha Ritel Indonesia (APRINDO)

dalam waktu satu tahun saja, sudah mencapai 10,95 juta lembar sampah

kantong plastik. Jumlah itu ternyata setara dengan luasan 65,7 hektare kantong

plastik atau sekitar 60 kali luas lapangan sepak bola. Padahal, KLHK

menargetkan pengurangan sampah plastik lebih dari 1,9 juta ton hingga 2019.

Dirjen Pengelolan Sampah, Limbah, dan B3 KLHK Tuti Hendrawati Mintarsih

menyebut total jumlah sampah Indonesia di 2019 akan mencapai 68 juta ton, dan

sampah plastik diperkirakan akan mencapai 9,52 juta ton atau 14 persen dari

total sampah yang ada.

Berdasarkan data Jambeck (2015), Indonesia berada di peringkat kedua

dunia penghasil sampah plastik ke laut yang mencapai sebesar 187,2 juta ton

setelah Cina yang mencapai 262,9 juta ton. Berada di urutan ketiga adalah

Filipina yang menghasilkan sampah plastik ke laut mencapai 83,4 juta ton, diikuti

Vietnam yang mencapai 55,9 juta ton, dan Sri Lanka yang mencapai 14,6 juta

ton per tahun.

Setiap tahun produksi plastik menghasilkan sekitar delapan persen hasil produksi

minyak dunia atau sekitar 12 juta barel minyak atau setara 14 juta pohon. Lebih

dari satu juta kantong plastik digunakan setiap menitnya, dan 50 persen dari

kantong plastik tersebut dipakai hanya sekali lalu langsung dibuang. Dari angka

tersebut, hanya lima persen yang benar-benar di daur ulang.

3

Menurut Valli, Gnanavel, dkk (2012) Limbah plastik dianggap sebagai

berpotensi sumber ekonomi bahan kimia dan energi. Banyak dari kita telah

menemukan berbagai produk yang menggunakan bahan plastik hari ini. Sebagai

hasil dari meningkatnya tingkat konsumsi swasta bahan-bahan plastik dalam

jumlah besar limbah yang dibuang ke lingkungan. catalytic cracking adalah

proses yang mengubah limbah plastik menjadi produk hidrokarbon cair berharga

yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi untuk berbagai keperluan

seperti mesin diesel, generator, kendaraan, dll gas produk sampingan yang

diperoleh dalam proses dapat digunakan untuk domestik gunakan dengan

mengisi dalam silinder dan juga untuk menjalankan turbin gas. Dengan demikian

proses retak dapat dianggap sebagai sumber energi non-konvensional lain.

Minyak mentah adalah sumber utama dari plastik dan sebagian besar bahan

kimia. Dari total 100 juta ton plastik diproduksi setiap tahun di seluruh dunia, 25

juta ton dibuang. Dengan membuang jumlah berat seperti limbah plastik, banyak

membuang energi dalam bentuk minyak mentah yang digunakan untuk membuat

plastik. Energi yang terbuang dapat dipulihkan kembali menggunakan proses

Pirolisis. Proses ini menghemat sumber energi konvensional kami yaitu minyak

mentah. Dalam skenario ini kertas kami bertujuan untuk memecahkan masalah

kembar pencemaran lingkungan karena plastik dan perlu untuk sumber bahan

bakar alternatif.

Berdasarkan uraian diatas, peneliti tertarik melakukan penelitian tentang

pengolahan limbah plastik dan mengambil judul “PENGOLAHAN LIMBAH

PLASTIK MENJADI BAHAN BAKAR ALTERNATIF DENGAN METODE

DESTILASI”. Dengan adanya pengolahan limbah plastik menjadi bahan bakar

alternatif ini, diharapkan dapat meminimalisir dampak yang diakibatkan dari

sampah-sampah plastik tersebut, sehingga dapat bermanfaat bagi kehidupan

4

kita. Selain itu bahan bakar alternatif juga bersifat ramah lingkungan sehingga

dapat mengurangi polusi udara agar terciptanya lingkungan yang sehat dan

bebas polusi udara.

1.2 Rumusan MasalahAdapun rumusan masalah pada proposal ini adalah sebagai berikut:

a. Apakah limbah plastik jenis polyethylene terephthalate dan Low-Density

Polyethylene.dapat diolah menjadi bahan bakar alternatif dengan kualitas

yang baik?

b. Bagaimanakah pengaruh bahan bakar alternatif hasil dari pengolahan

limbah plastik jenis polyethylene terephthalate dan Low-Density

Polyethylene terhadap performa mesin kendaraan bermotor?

1.3 Batasan MasalahAdapun batasan masalah pada proposal ini adalah sebagai berikut:

a. Bahan utama dari pengolahan bahan bakar alternatif ini adalah limbah

plastik jenis polyethylene terephthalate dan Low-Density Polyethylene.

b. Proses pengolahan bahan bakar alternatif ini dilakukan secara sederhana

dengan segala keterbatasan alat dan laboratorium.

1.4 Tujuan PenelitianTujuan yang ingin dicapai dalam proposal ini adalah:

a. Mengetahui bahwa limbah plastik jenis polyethylene terephthalate dan

Low-Density Polyethylene. ini dapat diolah menjadi bahan bakar alternatif

dengan metode distilasi.

b. Mengetahui pengaruh bahan bakar alternatif hasil pengolahan limbah

plastik jenis polyethylene terephthalate dan Low-Density Polyethylene

terhadap performa mesin kendaraan bermotor.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari proposal ini adalah sebagai berikut:

5

a. Bagi Peneliti, dengan adanya penelitian ini peneliti dapat menambah

wawasan khususnya dalam cara pengolahan limbah plastik menjadi

bahan bakar alternatif.

b. Bagi Universitas Lambung Mangkurat khususnya Fakultas Teknik

program studi Teknik Mesin, dengan adanya penelitian ini akan

meningkatkan akreditasi program studi Teknik Mesin serta program studi

Teknik mesin dapat lebih dikenal di masyarakat luas.

c. Bagi Masyarakat, dengan adanya penelitian ini penanganan limbah di

masyarakat khususnya limbah plastik menjadi lebih mudah serta polusi

asap oleh kendaraan bermotor bisa diminimalisir dengan adanya

pengolahan limbah plastik menjadi bahan bakar alternatif yang ramah

lingkungan bagi kendaraan bermotor.

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penelitian TerdahuluD. Mustofa K, Fuad Zainuri (2014), mengatakan dalam jurnal “PIROLISIS

SAMPAH PLASTIK HINGGA SUHU 900OC SEBAGAI UPAYA MENGHASILKAN

BAHAN BAKAR RAMAH LINGKUNGAN”, salah satu alternatif penanganan

sampah plastik yang saat ini banyak diteliti dan dikembangkan adalah mengubah

sampah plastik menjadi bahan bakar. Tujuan penelitian ini adalah melakukan

untuk memperoleh bahan bakar cair dari pirolisis sampah plastik yang aman bagi

manusia dan lingkungan, dengan nilai kalor dan mutu bahan bakar minyak yang

sesuai standar. Metode yang digunakan adalah pirolisis sampah plastik pada

suhu 900oC, lalu uap kalor yang dihasilkan dikondensasi melalui crossflow

kondensor. Metode ini menghasilkan bahan bakar cair dengan nilai kalor 46.848

J/g yang lebih besar dari pada pengolahan sampah plastik pada suhu 425oC

yang hanya 41.870 J/g, disamping itu sifat lebih aman dari pengolahan sampah

plastik pada suhu 425oC karena kadar senyawa yang berpotensi bersifat

karsinogenik (asam borat dan siklopentanon) berkurang presentasinya.

Menurut Kadir (2012), dalam jurnal “KAJIAN PEMANFAATAN SAMPAH

PLASTIK SEBAGAI SUMBER BAHAN BAKAR CAIR” mengatakan bahwa plastik

merupakan material yang secara luas dikembangkan dan digunakan sejak abad

ke-20 yang berkembang secara luar biasa penggunaannya dari hanya beberapa

ratus ton pada tahun 1930-an, menjadi 220 juta ton/tahun pada tahun 2005.

Plastik merupakan bahan kemasan utama saat ini. Salah satu jenis plastik

adalah polyethylene (PE). Polietilen dapat dibagi menurut massa jenisnya

menjadi dua jenis, yaitu Low Density Polyethylene (LDPE) dan High Density

Polyethylene (HDPE). LDPE mempunyai massa jenis antara 0,91-0,94 gmL-1,

7

separuhnya berupa kristalin (50-60%) dan memiliki titik leleh 115oC. Sedangkan

HDPE bermassa jenis lebih besar yaitu 0,95-0,97 gmL-1, dan berbentuk kristalin

(kritalinitasnya 90%) serta memiliki titik leleh di atas 127oC (beberapa macam

sekitar 135oC). Dalam mengolah limbah plastik menjadi BBM tidak diperlukan

perlakuan pre sortir dan tidak pula diperlakukan kondisi yang harus bersih dari

kotoran seperti pasir, abu, kaca, logam, tekstil, air, minyak bekas, dll. Setiap

satuan berat plastik, dapat menghasilkan:

a. 70% minyak

b. 16% gas

c. 6% karbon solid

d. 8% air

Pada Penelitian ini, untuk membakar kantong kresek (PP) 500 gram

membutuhkan bahan bakar sebesar 400 mili liter untuk menghasilkan bahan

bakar 450 mili liter dalam waktu 930 detik dengan temperatur nyala api 300oC.

Untuk membakar botol oli (HDPE) 500 gram membutuhkan bahan bakar sebesar

600 mili liter untuk bahan bakar sebesar 400 mili liter dalam waktu 1515 detik

dengan temperatur nyala api 415oC. Dan untuk membakar botol aqua (PET) 500

gram membutuhkan bahan bakar sebesar 500 mili liter untuk menghasilkan

bahan bakar sebesar 420 mili liter dalam waktu 1221 detik dengan temperatur

nyala api 400oC.

Menurut Ekky Wahyudi, Zultiniar, dkk. (2016), dalam jurnal

“PENGOLAHAN SAMPAH PLASTIK POLIPROPILENA (PP) MENJADI BAHAN

BAKAR MINYAK DENGAN METODE PERENGKAHAN KATALITIK

MENGGUNAKAN KATALIS SINTETIK”, sampah plastik memiliki dampak buruk

bagi lingkungan apabila tidak diolah lebih lanjut. Penelitian ini dilakukan untuk

mengkonversi sampah plastik menjadi bahan bakar minyak menggunakan katalis

sintesis yang disintesis dari abu terbang batubara yang selanjutnya

8

dikarakterisasi menggunakan XRD. Tujuan penelitian ini adalah untuk melihat

pengaruh variasi suhu dan rasio katalis/plastik. Sebanyak 100 gram plastik jenis

polipropilena direngkah di dalam reactor batch pada suhu 350oC, 400oC, dan

450oC selama 60 menit dengan variasi katalis/plastik 0,5; 1; 1,5 (% berat). Yield

(%) tertinggi adalah 76,09% yang diperoleh pada variasi suhu 450oC dan rasio

katalis/plastik 1,5%. Nilai kalor produk adalah 45,56 MJ/kg. hasil analisis GC-MS

menunjukkan % area produk mengandung bahan bakar seperti bensin (60,46%),

kerosin dan solar (7,48%).

Menurut Hendra Prasetyo, Rudhiyanto, dkk. dalam jurnal “MESIN

PENGOLAH LIMBAH SAMPAH PLASTIK MENJADI BAHAN BAKAR

ALTERNATIF” sampah plastik adalah isu lingkungan berskala global karena

sangat sulit untuk ditanggulangi. Menurut tim peneliti data UNNES tahun 2010,

jumlah volume sampah di daerah dan sekitarnya adalah 20 m3/hari, dan 3% dari

itu adalah plastik yang sangat sulit terurai. Solusi terhadap kasus sejauh ini

adalah dengan membakar. Sementara itu, hal itu dapat mengakibatkan polusi

yang dapat merusak lingkungan, seperti NOx, SOx, CO, dan lain-lain. Oleh

karena itu, kebutuhan solusi yang lebih menjanjikan adalah dengan mendaur

ulang sampah plastik menjadi bahan bakar alternatif. Metode yang kami gunakan

dalam program ini adalah mengidentifikasi masalah dan solusinya. Identifikasi

masalah yang kita simpulkan adalah merancang sebuah pabrik pengolahan

plastik menjadi bahan bakar alternatif. Kemudian kami memproduksi dan merakit

kesimpulan, setelah itu kami melakukan pengujian dan analisis dan menarik

kesimpulan. Mesin ini dibuat dengan kapasitas produksi 0,5 liter/30 menit,

dengan panjang 1 m, lebar 0,35 m, dan tinggi 1,35 m. keuntungan dari

keberadaan mesin ini adalah ramah lingkungan, aman, dan memiliki kapasitas

besar sehingga bisa mengurangi sampah plastik yang menyebabkan

pencemaran lingkungan dan sekitarnya Banaran TPS. Adapun hasil yang telah

9

dicapai setelah melalui pengujian adalah botol plastik seberat 1 kg menghasilkan

bahan bakar 0,5 liter dalam waktu 25 menit pada suhu 200oC dan plastik kresek

seberat 1 kg menghasilkan bahan bakar sebesar 0,5 liter dalam waktu 30 menit

pada suhu 300oC.

Menurut Rahyani Ermawati (2011), dalam jurnal “KONVERSI LIMBAH

PLASTIK SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF”, selama ini sumber energi

yang banyak digunakan dalam kehidupan masyarakat berasal dari fosil, baik itu

batubara maupun minyak bumi. Seperti yang telah diketahui, sumber energi ini

memiliki jumlah yang terbatas sehingga akan menipis jika dieksploitasi secara

terus-menerus demi kepentingan manusia. Maka dari itu para peneliti di seluruh

dunia telah mengembangkan berbagai penemuan mengenai sumber energi yang

dapat diperbaru sejak beberapa dekade lalu, salah satunya adalah dengan

mengkonversi limbah plastik menjadi bahan bakar alternatif. Seperti yang kita

ketahui, limbah plastik menjadi ancaman serius bagi lingkungan tempat kita

tinggal. Berbagai upaya telah dilakukan untuk meminimalisasi jumlah plastik yang

kian hari kian meningkat, salah satunya adalah dengan mengubah limbah plastik

menjadi sumber energi baru. Pada proses konversi limbah plastik menjadi

sumber energi, katalis memegang peranan penting dalam kualitas hidrokarbon

yang dihasilkan. Katalis digunakan untuk menurunkan energi yang terjadi pada

proses pembakaran, katalis juga berperan untuk menurunkan konsentrasi klorida

(Cl) yang ada pada cairan yang terbentuk sebagai hasil produk pembakaran.

Katalis yang digunakan pada umumnya adalah zeolite, polysilicate component,

pseudoboehmite component dan clay component. Dalam tabel terlihat bahwa

penggunaan katalis akan menurunkan konsentrasi klorida pada fraksi cair dan

menaikkan fase konsentrasi gas hidrokarbon C1-C4.

10

Tabel 2.1 Perbandingan distribusi hasil produk pembakaran limbah plastik

pada suhu pembakaran dan penggunaan katalis

Berdasarkan penelitian tersebut, ternyata silika-alumina efektif dalam

meningkatkan laju degradasi dan produksi minyak pelumas. Mereka juga

mempelajari pengaruh jenis katalis lainnya terhadap degradasi polimer, seperti

zeolite yang digunakan sebagai katalis pada proses degradasi PP dan PE yang

ternyata menghasilkan produk cair lebih rendah dibandingkan dengan gas.

Tamilkolundu dan Murugesan (2012), melakukan penelitian dengan mengubah

sampah plastik jenis PVC menjadi bahan bakar minyak. Bahan bakar minyak dari

plastik PVC ini mempunyai densitas 7% lebih tinggi dari solar. Demikian juga

11

dengan viskositasnya, lebih tinggi 300% dibanding solar. Selanjutnya bahan

bakar minyak yang berasal dari sampah plastik tersebut dicampur dengan solar.

Campuran bahan bakar ini diuji coba pada mesin diesel satu silinder. Unjuk kerja

yang diamati antara lain konsumsi bahan bakar, konsumsi bahan bakar spesifik

dan efisiensi termal. Hasil dari uji coba tersebut seperti tabel berikut:

Tabel 2.2 Perbandingan unjuk kerja campuran minyak dari plastik dan solar

Penelitian unjuk kerja mesin diesel berbahan bakar minyak dari sampah

plastik dan solar juga dilakukan oleh Narayana dan Mojeswararao, 2012.

Penelitian dilakukan dengan dua variasi campuran, yaitu dengan prosentase

minyak dari sampah plastik 20 % dan 40 % . Penelitian ini menggunakan mesin

diesel satu silinder.

2.2 Plastik

Plastik merupakan material yang baru secara luas dikembangkan dan

digunakan sejak abad ke-20 yang berkembang secara luar biasa

penggunaannya dari hanya beberapa ratus ton pada tahun 1930-an, menjadi 150

juta ton/tahun pada tahun 1990-an dan 220 juta ton/tahun pada tahun 2005. Saat

ini penggunaan material plastik di negara-negara Eropa Barat mencapai

60 kg/orang/tahun, di Amerika Serikat mencapai 80 kg/orang/tahun, sementara di

India hanya 2 kg/orang/tahun. Plastik adalah polimer rantai-panjang dari atom

yang mengikat satu sama lain. Rantai ini membentuk banyak unit molekul

12

berulang, atau "monomer". Terdapat dua macam polymer yang terdapat di

kehidupan yaitu polymer alami dan polymer buatan atau polymer sintesis.

a. Polimer Alami

Alam juga menyediakan berbagai macam polymer yang bisa

langsung digunakan oleh manusia sebagai bahan. Polymer tersebut

ialah : Kayu, kulit binatang, kapas, karet alam, rambut dan lain

sebagainya.

b. Polimer Sintetis

Semakin meningkatnya dan beragamnya kebutuhan manusia

menyebabkan manusia harus mencari jalan untuk mencukupinya dengan

cara membuat kebutuhannya tersebut. Termasuk juga polymer, manusia

membuat polymer melalui reaksi kimia (sintesis) yang tidak disediakan

oleh alam.

2.3 Jenis-Jenis Plastika. (Polyethylene terephthalate)

PETE atau PET (polyethylene terephthalate) biasa dipakai untuk

botol plastik yang jernih/transparan/tembus pandang seperti botol air mineral,

botol jus, dan hampir semua botol minuman lainnya. Botol jenis PET/PETE ini

direkomendasikan hanya sekali pakai. Kenapa? Bila terlalu sering dipakai,

apalagi digunakan untuk menyimpan air hangat apalagi panas, akan

mengakibatkan lapisan polimer pada botol tersebut akan meleleh dan

mengeluarkan zat karsinogenik (dapat menyebabkan kanker) dalam jangka

panjang. Jadi buat yang memakai botol bekas air mineral untuk didinginkan di

kulkas, sebaiknya ganti botol2 tersebut jadi botol yang terbuat dari kaca.

b. HDPE (High density polyethylene)

HDPE (high density polyethylene) memiliki sifat bahan yang lebih

kuat, keras, buram dan lebih tahan terhadap suhu tinggi. Kode 2 ini biasa

13

dipakai untuk botol susu yang berwarna putih susu, tupperware, galon air

minum dan lain-lain. HDPE merupakan salah satu bahan plastik yang aman

untuk digunakan karena kemampuan untuk mencegah reaksi kimia antara

kemasan plastik berbahan HDPE dengan makanan/minuman yang

dikemasnya. Walaupun begitu, kode 2 ini juga direkomendasikan hanya

sekali pakai. Kenapa? karena pelepasan senyawa antimoni trioksida terus

meningkat seiring waktu.

c. PVC (Polyvinyl chloride)

V atau PVC (polyvinyl chloride) adalah plastik yang paling sulit di

daur ulang. Plastik ini bisa ditemukan pada plastik pembungkus (cling wrap),

dan botol-botol. Kandungan dari PVC yaitu DEHA yang terdapat pada plastik

pembungkus dapat bocor dan masuk ke makanan berminyak bila

dipanaskan. Reaksi yang terjadi antara PVC dengan makanan yang dikemas

dengan plastik ini berpotensi berbahaya untuk ginjal, hati dan berat badan

d. LDPE (Low density polyethylene)

LDPE (low density polyethylene) biasa dipakai untuk tempat

makanan, plastik kemasan, dan botol-botol yang lembek. Barang-barang

dengan kode 4 dapat di daur ulang dan baik untuk barang-barang yang

memerlukan fleksibilitas tetapi kuat. Barang dengan kode 4 bisa dibilang tidak

dapat di hancurkan tetapi tetap baik untuk tempat makanan karena sulit

bereaksi secara kimiawi dengan makanan yang dikemas dengan bahan ini.

e. PP (Polypropylene)

PP (polypropylene) adalah pilihan terbaik untuk bahan plastik

terutama untuk yang berhubungan dengan makanan dan minuman seperti

tempat menyimpan makanan, botol minum dan terpenting botol minum untuk

bayi. Karakteristiknya adalah transparan, tidak jernih atau berawan, dan

cukup mengkilap. Polipropilen lebih kuat dan ringan dengan daya tembus uap

14

yang rendah, ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap suhu

tinggi.

f. PS (Polystyrene)

PS (polystyrene) biasa dipakai sebagai bahan tempat makan

styrofoam, tempat minum sekali pakai, dll. Bahan Polystyrene bisa

membocorkan bahan styrine ke dalam makanan ketika makanan tersebut

bersentuhan. Bahan Styrine berbahaya untuk kesehatan otak, mengganggu

hormon estrogen pada wanita yang berakibat pada masalah reproduksi, dan

sistem syaraf. Selain tempat makanan, styrine juga bisa didapatkan dari asap

rokok, asap kendaraan dan bahan konstruksi gedung. Bahan ini harus

dihindari dan banyak negara bagian di Amerika sudah melarang pemakaian

tempat makanan berbahan styrofoam termasuk negara China.

g. OTHER

Untuk jenis plastik 7 Other ini ada 4 jenis, yaitu SAN (styrene

acrylonitrile), ABS (acrylonitrile butadiene styrene), PC (polycarbonate) dan

Nylon.Other (biasanya polycarbonate) bisa didapatkan di tempat makanan

dan minuman seperti botol minum olahraga, suku cadang mobil, alat-alat

rumah tangga, komputer, alat-alat elektronik, dan plastik kemasan..

Polycarbonate bisa mengeluarkan bahan utamanya yaitu Bisphenol-A ke

dalam makanan dan minuman yang berpotensi merusak sistem hormon.

Hindari bahan plastik Polycarbonate. Berikut adalah tabel jenis-jenis plastik

dan penggunaannya:

15

Tabel 2.3 Jenis-jenis plastik dan penggunaannya

Plastik memiliki sifat termal, sifat termal ini sangat penting dalam proses

pembuatan dan daur ulang plastik. Sifat-sifat termal ini meliputi titik lebur

(Tm), Temperatur transisi (Tg), dan temperatur dekomposisi. Temperatur

transisi adalah temperatur di mana plastik mengalami perengganan struktur

sehingga terjadi perubahan dari kondisi kaku menjadi lebih fleksibel. Di atas

titik lebur, plastik mengalami pembesaran volume sehingga molekul bergerak

lebih bebas yang ditandai dengan peningkatan kelenturannya. Temperatur

lebur adalah temperatur di mana plastik mulai melunak dan berubah menjadi

cair. Temperatur dekomposisi merupakan batasan dari proses pencairan.

Jika suhu dinaikkan di atas temperatur lebur, plastik akan mudah mengalir

dan struktur akan mengalami dekomposisi. Dekomposisi terjadi karena energi

thermal melampaui energi yang mengikat rantai molekul. Secara umum

polimer akan mengalami dekomposisi pada suhu di atas 1,5 kali dari

temperatur transisinya. Data sifat termal pada proses daur ulang plastik ini

dapat dilihat pada tabel berikut:

16

Tabel 2.4 Temperatur transisi dan temperatur lebur plastik

Adapun perbandingan nilai kalor yang terkandung dalam plastik dengan

sumber-sumber kalor lainnya dapat dilihat pada tabel 2.4 berikut:

Tabel 2.5 Perbandingan nilai kalor plastik dengan bahan lainnya

b.4 LimbahLimbah merupakan buangan atau sisa yang dihasilkan dari suatu proses

atau kegiatan dari industri maupun domestik (rumah tangga). Menurut Peraturan

17

Pemerintah Nomor 101 tahun 2014, limbah adalah sisa suatu usaha dan/atau

kegiatan. Berdasarkan dari wujud limbah yang dihasilkan, limbah dibagi menjadi

tiga yaitu limbah padat, limbah cair dan gas dengan penjelasan sebagai berikut:

a. Limbah padat adalah limbah yang berwujud padat. Limbah padat bersifat

kering, tidak dapat berpindah kecuali ada yang memindahkannya. Limbah

padat ini misalnya, sisa makanan, sayuran, potongan kayu, sobekan

kertas, sampah plastik, dan logam.

b. Limbah cair adalah limbah yang berwujud cair. Limbah cair terlarut dalam

air, selalu berpindah, dan tidak pernah diam. Contoh limbah cair adalah

air bekas mencuci pakaian, air bekas pencelupan warna pakaian, dan

sebagainya.

c. Limbah gas adalah limbah zat (zat buangan) yang berwujud gas. Limbah

gas dapat dilihat dalam bentuk asap. Limbah gas selalu bergerak

sehingga penyebarannya sangat luas. Contoh limbah gas adalah gas

pembuangan kendaraan bermotor. Pembuatan bahan bakar minyakjuga

menghasilkan gas buangan yang berbahaya bagi lingkungan.

Sampah plastik sering digolongkan dalam sampah yang tidak dapat

didegradasi, karena sampah jenis ini membutuhkan waktu yang relative sangat

lama untuk dapat didegradasi oleh alam (Ofoma, 2006). Pemanfaatan sampah

plastik sebagai bahan bakar cair merupakan salah satu metode yang dapat

dilakukan untuk mengurangi masalah yang ditimbulkan oleh sampah plastik.

Metode yang digunakan untuk mengkonversi plastik menjadi bahan bakar cair

adalah melalui reaksi perengkahan plastik, baik perengkahan termal maupun

perengkahan katalitik (Junya, 2004).

b.5 Destilasi

Destilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia

berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas)

18

bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan

uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang

memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Ada beberapa

macam destilasi:

a. Distilasi Sederhana

Pada distilasi sederhana, dasar pemisahannya adalah perbedaan

titik didih yang jauh atau dengan salah satu komponen bersifat volatil. Jika

campuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan

menguap lebih dulu. Selain perbedaan titik didih, juga perbedaan kevolatilan,

yaitu kecenderungan sebuah substansi untuk menjadi gas. Distilasi ini

dilakukan pada tekanan atmosfer. Aplikasi distilasi sederhana digunakan

untuk memisahkan campuran air dan alkohol.

b. Distilasi Fraksionisasi

Fungsi 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 °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.

c. Distilasi Uap

Distilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa yang

memiliki titik didih mencapai 200 °C atau lebih. Distilasi uap dapat

19

menguapkan senyawa-senyawa ini dengan suhu mendekati 100 °C dalam

tekanan atmosfer dengan menggunakan uap atau air mendidih. Sifat yang

fundamental dari distilasi uap adalah dapat mendistilasi campuran senyawa

di bawah titik didih dari masing-masing senyawa campurannya. Selain itu

distilasi uap dapat digunakan untuk campuran yang tidak larut dalam air di

semua temperatur, tapi dapat didistilasi dengan air. Aplikasi dari distilasi uap

adalah untuk mengekstrak beberapa produk alam seperti minyak eucalyptus

dari eucalyptus, minyak sitrus dari lemon atau jeruk, dan untuk ekstraksi

minyak parfum dari tumbuhan. Campuran dipanaskan melalui uap air yang

dialirkan ke dalam campuran dan mungkin ditambah juga dengan

pemanasan. Uap dari campuran akan naik ke atas menuju ke kondensor dan

akhirnya masuk ke labu distilat.

d. Distilasi Vakum

Distilasi vakum biasanya digunakan jika senyawa yang ingin

didistilasi tidak stabil, dengan pengertian dapat terdekomposisi sebelum atau

mendekati titik didihnya atau campuran yang memiliki titik didih di atas 150 °C.

Metode distilasi ini tidak dapat digunakan pada pelarut dengan titik didih yang

rendah jika kondensornya menggunakan air dingin, karena komponen yang

menguap tidak dapat dikondensasi oleh air. Untuk mengurangi tekanan

digunakan pompa vakum atau aspirator. Aspirator berfungsi sebagai penurun

tekanan pada sistem distilasi ini. Berikut adalah susunan rangkaian alat destilasi

sederhana:

1. wadah air

2. labu distilasi

3. sambungan

4. termometer

5. kondensor

20

6. aliran masuk air dingin

7. aliran keluar air dingin

8. labu distilat

9. lubang udara

10. tempat keluarnya distilat

11. penangas

12. air penangas

13. larutan zat

14. wadah labu distilat

Gambar 2.1 Gambar rancangan destilasi sederhana

21

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Objek PenelitianObjek penelitian pada penelitian ini limbah plastik jenis polyethylene

terephthalate dan Low-Density Polyethylene yang diolah menjadi bahan

bakar alternatif dengan metode destilasi.

3.2 Alat dan Bahan

Alat dan bahan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

- Alat:

a. Pipa paralon dan sambungan

b. Tabung Gas Elpiji 3 kg

c. Kaleng Khong Guan bekas

d. Labu destilasi

- Bahannya adalah Plastik jenis polyethylene terephthalate dan Low-

Density Polyethylene

22

3.3 Teknik Pengumpulan Data

Teknik pengumpulan data pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Melakukan Studi Literatur

b. Mencari dan memilih bahan limbah plastik yang ingin digunakan, dalam

penelitian ini bahan plastik yang digunakan adalah jenis polyethylene

terephthalate dan Low-Density Polyethylene.

c. Bersihkan dan cuci bahan plastik, kemudian potong kecil-kecil, dan jemur

di bawah sinar matahari hingga mengering.

d. Rakit alat destilasi

e. Nyalakan kompor gas

f. Atur suhu pada 300oC, kemudian masukkan plastik jenis Low-Density

Polyethylene sebanyak 500 gram selama 15 menit

g. Proses ini berakhir dengan ditandai timbulnya gas dan air yang

bercampur dengan minyak.

h. Dari bahan plastik jenis Low-Density Polyethylene ini didapatkan bahan

bakar bakar sebanyak 484 mili liter.

i. Catat hasil penelitian.

j. Untuk bahan plastik jenis polyethylene terephthalate, langkah

penyulingannya sama seperti bahan plastik jenis Low-Density

Polyethylene, hanya saja plastik jenis polyethylene terephthalate

memerlukan waktu lebih lama yaitu 20 menit. Dan didapatkan hasil bahan

bakar sebanyak 447 mili liter.

k. Catat hasil penelitian dan matikan kompor.

23

3.4 Diagram Alir Penelitian

Mulai

Pemilihan bahan dan penentuan jumlah limbah

plastik

Studi Literatur

Perakitan alat Destilasi

Plastik jenis Polyethylene Terephthalate

Plastik jenis Low-Density

Polyethylene

Uji Coba Alat

24

Tidak Tidak

Ya

3.5 Jadwal Pelaksanaan Penelitian

Tempat dari penelitian ini adalah Workshop Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Lambung Mangkurat dan jadwal penelitian direncanakan sebagai

berikut:

Rencana KegiatanBulan

September Oktober November Desember Januari

Studi Literatur

Pengumpulan Data

Pengolahan Data

Menyusun Laporan

Seminar Proposal

Seminar Hasil

Sidang Akhir

Hasil Uji Coba

Selesai

Pengujian pada suhu 300oC dengan

waktu 20 menit

Pengujian pada suhu 300oC dengan

waktu 15 menit

25

Daftar pustaka

Aprian Ramadhan, Munawar, A., (2011), “Pengolahan Sampah Plastik Menjadi

Minyak Menggunakan Proses Pirolisis”, Universitas Pembangunan

Nasional “Veteran”. Jawa Timur.

Budiyantoro, C.,2010,”Thermoplastik dalam Industri”, Teknika Media, Surakarta

Das, S. dan Pande, S., 2007, Pyrolysis and Catalytic Cracking of Municipal

Plastic Waste for Recovery of Gasoline Range Hydrocarbons, Thesis, Chemical

Engineering Department National Institute of Technology Rourkela

Ekky Wahyudi, Zultiniar, dkk., 2015, “Pengolahan Sampah Plastik Polypropylene

(PP) menjadi Bahan Bakar Minyak Dengan Metode Perengkahan Katalitik

Menggunakan Katalis Zeolit X”, Volume 2 No.2, JOM FTEKNIK,

Pekanbaru

Ekky Wahyudi, Zultiniar, dkk.,2016, “Pengolahan Sampah Plastik Polipropilena

(PP) Menjadi Bahan Bakar Minyak dengan Metode Perengkahan Katalitik

Menggunakan Katalis Sintesis”, Vol.11 No.1 Hlm.17, Jurnal Rekayasa

Kimia dan Lingkungan , Pekanbaru

Hendra Prasetya, Rudhiyanto, dkk., “Mesin Pengolah Limbah Sampah Plastik

Menjadi Bahan Bakar Alternatif, Fakultas Teknik, Universitas Negeri

Semarang

Junya, Masaaki, dkk., 2004, ”Development Of Feedstock Recycling Process For

Converting Waste Plastics To Petrochemicals”, IHI Engineering Review ,

Vol. 37 No. 2

26

Kadir, Mei 2012, “Kajian Pemanfaatan Sampah Plastik Sebagai Sumber Bahan

Bakar Cair”, Vol.3 No.2, Dinamika Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, Kendari

Keane, MA., 2007, “Catalytic Conversion of Waste Plastic : Focus On Waste

PVC”, Journal Of Chemical Technology And Bioetechnology, Vol. 82, Hal. 787-

795

Melyna, E., 2013, “Perengkahan sampah plastik (HDPE, PP, PS) menjadi

precursor bahan bakar dengan variasi perbandingan bahan baku/katalis

H- zeolite”, Skripsi, Universitas Riau, Pekanbaru.

Mustofa K.D., Fuad Zainuri, 2014, “Pirolisis Sampah Plastik Hingga Suhu 900oC

Sebagai Upaya Menghasilkan Bahan Bakar Ramah Lingkungan”,

Simposium Nasional RAPI XIII, Jakarta

Mohana Jeya Valli, G.Gnanavel, dkk, 2012, “Alternate Fuel From Synthetic

Plastic Waste-Review”, Vol 1(3), International Journal Of Pharmaceutical And

Chemical Sciences, India

Narayana, V.I. dan Mojeswararao, D., 2012, “Experimental Study on The

Performance of C.I Diesel Engine Using Plastic Pyrolysis Oil Blends with

Pure Diesel”, International Journal of Engineering Research & Technology

(IJERT) Vol. 1 Issue 6, Andhrapradesh

Novita Andriani, Setyawan Porwo H.D., 2009, “Konversi Plastik Menjadi

Senyawa Faksi Bahan Bakar Cair Melalui Reaksi Perengkahan Katalitik

Dengan Katalis NI(II)/H5NZA”, Vol. 11, No. 2, hal 171-180, Saintifika,

Jember

Ofoma, I., 2006, “Catalytic Pirolysis Of Polyolefins”, Publicated, Thesis, Georgia

Institute Of Technology, Georgia

27

Panda, A.K., 2011, “Studies on Process Optimization for Production of Liquid

Fuels from Waste Plastics”, Thesis, Chemical Engineering Department

National Institute of Technology, Rourkela

Rahyani Ermawati, 2011, ”Konversi Limbah Plastik Sebagai Sumber Energi

Alternatif”, Vol.V No.3, Jurnal Riset Industri, Balai Besar Kimia dan

Kemasan, Kementerian Perindustrian

Sarker, M., Rashid, M. M. 2013, “Mixture of LDPE, PP and PS Waste Plastics

into Fuel by Thermolysis Process”, Vol. 1, No. 1, International Journal of

Engineering and Technology Research

Sibarani, K. L. (2012) Preparasi, karak-terisasi, dan uji aktifitas katalis Ni-Cr/zeolit

alam pada proses perengkahan limbah plastik menjadi fraksi bensin,

Skripsi, Universitas Indonesia, Depok.

Tamilkolundu, S. dan Murugesan, C., 2012, “The Evaluation of blend of Waste

Plastic Oil-Diesel fuel for use as alternate fuel for transportation”, 2nd

International Conference on Chemical, Ecology and Environmental

Sciences (ICCEES'2012) Singapore

Untoro Budi Surono, April 2013, “Berbagai Metode Konversi Sampah Plastik

Menjadi Bahan Bakar Minyak”, Vol.3 No.1, Jurnal Teknik, Yogyakarta

Dudley, B., “BP Statistical Review of World Energy”, 21 November 2016

http://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/Energy-economics/statistical-

review-2015/BP-statistical-review-of-world-energy-2015-full-report.pdf,

Enggar Taufan, “Arti Kode Kemasan Plastik: PET(E), HDPE, PVC, LDPE,

PP, PS”, 24 Oktober 2016

https://raggne.wordpress.com/2015/05/11/arti-kode-kemasan-plastik-pete-

hdpe- pvc-ldpe-pp-ps/

28

Kurniawan, A., 2012, ”Mengenal Kode Kemasan Plastik yang Aman dan Tidak”’

18 November 2016

http://ngeblogging.wordpress.

Muhammad Charis,”Bahan Plastik (Pengetahuan Bahan Teknik)”, 24 Oktober

2016.

http://charis7512.blogspot.co.id/2014/05/bahan-plastik-pengetahuan-

bahan- teknik.html

Rachmatul4212, “Teknik Pengumpulan Data Dalam Penelitian Kuantitatif Dan

Kualitatif, 25 Oktober 2016.

https://rachmatul4212.wordpress.com/2013/01/28/teknik-pengumpulan-

data- dalam-penelitian- kuantitatif-dan-kualitatif/