PIROPLAST: PEMANFAATAN LIMBAH PLASTIK JENIS POLIETHILEN MENJADI BAHAN BAKAR MELALUI PROSES PIROLISIS KATALITIK SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF SERTA UPAYA MENGATASI PENCEMARAN LINGKUNGAN

Peningkatan jumlah produksi plastik berbanding lurus dengan meningkatnya jumlah sampah plastik. Permasalahan utama dari sampah plastik adalah sulitnya terurai di lingkungan karena plastik merupakan turunan minyak bumi sehingga akan mencemari lingkungan. Sampah plastik yang sering dijumpai yaitu berasal dari bahan poliethilen. Poliethilen merupakan thermoplastic yang mudah meleleh pada suhu tinggi dan mudah memadat pada saat didinginkan. Salah satu upaya penanggulangan permasalahan tersebut yaitu dengan pirolisis katalitik dimana sampah plastik dikonversi menjadi molekul kecil dalam bentuk cairan atau gas sebagai bahan bakar atau zat kimia dengan bantuin katalis. Katalis yang digunakan adalah zeolit alam. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengolah sampah plastik jenis poliethilen melalui proses pirolisis katalitik dengan variasi temperatur reaktor 350oC, 400oC dan 450oC reaktor berbentuk tabung berdiameter 40 cm tinggi 60 cm tertutup rapat tanpa oksigen. Hasil pengujian didapat bahwa pada suhu reaktor 450oC jumlah minyak, gas, dan padatan yang dihasilkan berturut-turut sebesar 71,5%, 27% dan 1,5%. Minyak yang dihasilkan lebih banyak dibandingkan dengan temperatur reaktor 400oC dan 350oC. Hasil pirolisis pada suhu 400oC jumlah minyak, gas, dan padatan yang dihasilkan berturut-turut sebesar 62.4%, 31.7%, dan 5.9%. Semakin tinggi suhu, maka rata-rata lama waktu penyalaan generator akan semakin meningkat.

Indonesia merupakan salah satu negara dengan penduduk terbanyak di dunia. Oleh sebab itu, kebutuhan rumah tangga maupun industri tidak akan terlepas dari plastik. Dikarenakan plastik memiliki sifat yang kuat, ringan, dan praktis sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan pengemas baik makanan ataupun lainnya. Namun, terdapat permasalahan sampah plastik yaitu plastik memerlukan waktu yang sangat lama untuk terdegradasi secara sempurna. Plastik baru dapat terdegradasi dalam waktu 100-1000 tahun (Rustagi dkk., 2011). Berdasarkan data Kementerian Lingkungan Hidup pada tahun 2012, menunjukkan bahwa jumlah sampah plastik yang terbuang di Indonesia mencapai 26.500 ton per hari dan akan terus meningkat setiap tahunnya (Hendrawan, 2012). Menurut data statistik persampahan domestik Indonesia, jenis sampah plastik menduduki peringkat kedua sebesar 5,4 juta ton per tahun atau 14% dari total produksi sampah. Sampah plastik ini dapat menimbulkan berbagai masalah lingkungan seperti meracuni air dan tanah, membunuh organisme, menyumbat aliran air, dan lain-lain. Selain itu, plastik yang biasa digunakan merupakan olahan dari minyak bumi. Sehingga, dalam produksi plastik tentu dapat bersifat sulit didegradasi oleh tanah.

Sampah plastik yang mudah ditemukan di lingkungan masyarakat cukup banyak berasal dari bahan poliethilen (PE) yang ditemukan dalam bentuk kantong plastik ataupun botol minuman. Solusi tepat untuk menjawab tantangan diatas, salah satunya yaitu dengan mengkonversi limbah plastik jenis poliethilen menjadi bahan bakar. Konversi pastik menjadi bahan kimia atau bahan bakar disebut dengan pirolisis. Pirolisis menjadi suatu metode dengan prinsip pemanasan pada temperature tinggi untuk memecah rantai dan cabang pada ikatan polimer atau plastik. Namun, pirolisis masih memiliki kelemahan, yaitu memerlukan energi yang cukup besar untuk meningkatkan temperatur reaktor. Oleh karena itu, dalam penelitian ini dilakukan pirolisis dengan bantuin katalis dengan cara menurunkan waktu reaksi inisiasi, dan memperbaiki kualitas dan kuantitas produk yang dihasilkan, serta meningkatkan selektifitas produk akhir yang diinginkan. Katalis yang digunakan dalam penelitian ini adalah zeolit alam yang diperoleh dari Klaten. Zeolit adalah suatu kristalin Aluminosilikat terhidrat dengan stuktur terbuka secara tiga dimensi yang dapat dipreparasi terlebih dahulu untuk meningkatkan aktivitasnya (Barthomeuf et.al., 1985).

Ada banyak cara dalam mengatasi permasalahan sampah di lingkungan dengan cara didaur ulang. Menurut Al-Salem dkk. (2009) terdapat tiga metode dalam mendaur-ulang sampah plastik yaitu mechanical recycling, feedstock recycling dan energy recovery. Dari ketiga metode tersebut, Feedstock atau chemical recycling merupakan teknologi yang lebih maju karena sampah plastik dikonversi menjadi molekul kecil dalam bentuk cairan atau gas sebagai bahan bakar maupun zat kimia.

Pada saat pirolisis berlangsung, rantai panjang hidrokarbon akan terpotong menjadi rantai pendek sehingga lelehan plastik pada suhu tinggi akan menjadi gas. Dan kemudian proses gas tersebut mengalami kondensasi pada suhu dingin dan membentuk cairan atau bahan bakar. Namun, kelemahan terbesar dari pirolisis adalah butuhnya bahan bakar atau energi yang besar untuk membuat suhu uperasi tinggi sehingga akan meningkatkan biaya produksi konversi sampah plastik menjadi bahan bakar. Oleh karena itu, pirolisis dengan menggunakan katalis dapat digunakan untuk meminimalisir permasalahan di tersebut dengan cara menurunkan temperatur reaksi, mempercepat reaksi dekomposisi dan memperbaiki kualitas produk.

Pirolisis menggunakan katalis disebut sebagai pirolisis katalitik atau catalytic cracking. Beberapa peneliti sudah mencoba dengan katalis zeolit yang berbeda, diantaranya menggunakan ZSM-5 (Ukei dkk, 2000) namun yield yang dihasilkan masih kecil. Pada penelitian ini dicoba menggunakan katalis zeolit alam, dengan harapan menaikkan konversi dan yield yang diperoleh.

Keberadaan katalis memiliki peranan yang sangat penting di dalam proses pirolisis karena katalis bekerja dengan menurunkan kebutuhan energinya jika dibandingkan dengan pirolisis tanpa menggunakan katalis, dan katalis mampu membentuk banyak hidrokarbon bercabang. Katalis juga berperan dalam menurunkan waktu reaksi inisiasi, dan memperbaiki kualitas dan kuantitas produk yang dihasilkan, serta meningkatkan selektifitas produk akhir yang diinginkan. Katalis yang digunakan dalam penelitian ini adalah zeolit alam yang diperoleh dari Klaten. Zeolit adalah suatu kristalin Aluminosilikat terhidrat dengan stuktur terbuka secara tiga dimensi yang dapat dipreparasi terlebih dahulu untuk meningkatkan aktivitasnya (Barthomeuf et.al., 1985).

Sifat zeolit sebagai katalis yaitu ada pada fisik permukaannya. Kation yang menetralkan muatan negatif dalam zeolit dapat disubstitusi dengan kation lain dan melalui proses thermal akan terbentuk tapak asam bronsted yang merupakan donor proton. Sehingga dapat meningkatkan aktivitas katalis zeolit. Struktur zeolit yang mikroporous mampu menyediakan tempat yang besar untuk terjadinya reaksi pada tekanan renda maupun yang lebih tinggi. Tentunya sebelum dapat digunaan, zeolit alam perlu dipreparasi terlebih dahulu agar mampu bekerja secara optmal. Zeolit mula-mula digerus lalu diayak dengan menggunakan pengayak 250 mest. Zeolit hasil ayakan dicuci menggunakan hasil suling kemudian dikeringkan pada temperatur 120°C.

Nama : PIRO-PLAST
Alamat : Dk. Dukuh RT 09 RW 05, Randulanang, Jatinom, Klaten
No. Telepon : 082225242659