Alat Pengolahan Limbah Polimer Pertanian
Alat pengolahan limbah polimer pertanian ini adalah alat destilasi limbah polimer tipe sederhana, karena alat ini dapat memisahkan dua atau lebih cairan berdasarkan titik didihnya. Bagian dari alat pengolahan limbah polimer pertanian ini sendiri terdiri dari tiga komponen utama, yaitu :
1. Ruang pembakaran 2. Ruang pemanasan 3. Kondensor
Ruang pembakaran terbuat dari stainless steel memiliki dimensi dengan panjang 50 cm, lebar 50 cm, dan tinggi 50 cm. Ruang pembakaran berfungsi sebagai tempat pembakaran cangkang sawit sebagai sumber energi panas. Pada ruang pembakaran dilengkapi dengan alat pengukur suhu (termometer) yang digunakan untuk mengukur dan mengetahui suhu di dalam ruang pembakaran agar suhu dapat dipertahankan pada suhu lebih dari 400˚C.
Ruang pemanasan terbuat dari stainless steel memiliki dimensi dengan panjang 50 cm, lebar 50 cm, dan tinggi 40 cm. Ruang pemanasan berfungsi sebagai tempat memanaskan polimer agar polimer berubah bentuk dari padat menjadi uap. Pada ruang pemanasan juga dilengkapi dengan alat pengukur suhu (termometer) yang digunakan untuk mengukur dan mengetahui suhu di dalam ruang pemanasan agar suhu dapat dipertahankan pada suhu lebih dari 400˚C.
Ruang pemanasan dihubungkan dengan kondensor dengan menggunakan pipa stainless steel, pipa tersebut berfungsi sebagai media/saluran yang
mengalirkan uap yang dihasilkan dari ruang pemanasan menuju kondensor untuk diproses lebih lanjut.
Kondensor berbentuk tabung terbuat dari aluminium memiliki dimensi dengan panjang 100 cm dan diameter lingkaran 10 cm. Tabung destilasi berisi pipa destilasi yang terbuat dari stainless steel yang berfungsi untuk mengubah uap polimer menjadi cairan berupa minyak.
Prinsip Kerja Alat
Berdasarkan prinsip kerja alat, alat pengolahan limbah polimer ini mendestilasikan limbah polimer dengan cara memisahkannya berdasarkan titik didih dari bahan yang dipanaskan. Dengan adanya perbedaan komposisi antara fase cair dan fase uap, maka limbah polimer dapat didestilasi karena hal tersebut merupakan syarat utama agar destilasi dapat dilakukan. Metode ini termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Minyak pada limbah polimer ini pada suhu diatas 400˚C akan menguap,
setelah itu uap minyak akan didinginkan dengan kondensor sehingga uap minyak akan berubah menjadi minyak tanah.
Proses Pendestilasian
Dalam penelitian ini, untuk satu kali proses destilasi selama 2,139 jam diperlukan bahan bakar (cangkang kelapa sawit) sebanyak 15 kg, plastik polipropilen sebanyak 1 kg dan air yang diperlukan untuk keperluan untuk kondensasi sebanyak 10 L.
Kapasitas limbah plastik yang dapat ditampung pada ruang pemanasan mencapai 5 kg. Akan tetapi pada penelitian ini limbah plastik yang diisi hanya mencapai 1 kg saja, namun bisa juga diisi sampai 4,5 kg. Hal ini bertujuan untuk memaksimalkan jalannya penguapan yang terjadi pada ruang pemanasan. Hal ini dilakukan karena bahwa bahan yang akan didestilasikan tidak boleh penuh, melainkan harus menyediakan ruang kosong dari kapasitas penuh ruang pemanasan tersebut.
Pada ruang pemanasan dipasangkan thermometer dengan tujuan agar suhu untuk memanaskan bahan yang akan didestilasikan ini dapat dijaga. Pada penelitian ini suhu yang dijaga adalah lebih besar dari 400˚C.
Bahan tambahan seperti asbes digunakan untuk mencegah kebocoran pada ruang pembakaran dan ruang pemanasan.
Kapasitas Efektif Alat Tabel 1. Hasil destilasi
Bahan Volume (ml) Lama pendestilasian (jam)
I 120 2,25
II 107 2
III 115 2,16
Rataan 114 2,139
Kapasitas efektif suatu alat menunjukkan produktifitas alat selama pengoperasian tiap waktu. Dalam hal ini kapasitas efektif alat diukur dengan membagi banyaknya volume minyak hasil penyulingan terhadap waktu yang dibutuhkan selama pengoperasian alat.
Pendestilasian minyak dengan bahan baku plastik polipropilen yang dilakukan pada penelitian ini memakan waktu selama 2,139 jam. Minyak hasil
pendestilasian mulai menetes pada saat bahan telah dimasak selama 1,5 jam dengan mulai menetes secara perlahan dan konstan hingga 2 jam. Pendestilasian ini selesai setelah hasil pendestilasian tidak lagi menetes pada wadah penampungan.
Pada pendestilasian minyak yang telah dilakukan kini diperoleh hasil pada bahan I sebanyak 120 ml, bahan II sebanyak 107 ml, dan bahan III sebanyak 115 ml.
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, diperoleh kapasitas efektif alat pengolahan limbah plastik pertanian dengan menggunakan bahan baku sampah plastik polipropilen ini adalah sebesar 53,3 ml/jam, yang berarti alat destilasi ini mampu menghasilkan 53,3 ml minyak setiap satu jam waktu destilasi.
Analisis Ekonomi
Analisis ekonomi digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan untuk memproduksi tiap unit satuan produksi. Dengan analisis ekonomi dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat diperhitungkan.
Dari analisis ekonomi yang dilakukan pada Lampiran 3, diperoleh biaya untuk produksi minyak sebesar Rp. 109.092,03/L, artinya untuk memproduksi minyak sebanyak 1 L dibutuhkan biaya sebesar Rp. 109.092,03.
Break Even Point
Menurut Waldiono (2008) analisis titik impas umumnya berhubungan dengan proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang dilakukan dapat membiayai sendiri dan selanjutnya dapat berkembang
sendiri. Dalam analisis ini keuntungan awal dianggap nol. Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan (Lampiran 3), alat pengolah limbah polimer pertanian ini akan mencapai titik impas (Break even point) pada nilai 60.115,6 ml. Hal ini berarti alat ini akan mencapai titik impas apabila telah memproduksi minyak sebanyak 60.115,6 ml.
Net Present Value
Dari perhitungan yang telah dilakukan (Lampiran 3) diperoleh nilai NPV 15% adalah Rp 258.504.679,7 dan NPV 20% adalah Rp 302.518.673,9. Karena bernilai lebih besar dari nol, maka NPV tersebut masuk kedalam kriteria NPV ≥ 0,
yang artinya usaha layak untuk dilaksanakan dan dikembangkan.
Internal Rate of Return
Internal rate of Return (IRR) digunakan untuk memperkirakan kelayakan lama (umur) pemilikan suatu alat atau mesin pada tingkat keuntungan tertentu. Untuk nilai IRR ini diperoleh sebesar 27, 1% (Lampiran 3). Artinya kita dapat menaikkan bunga sampai pada tingkat keuntungan 27, 1%, jika lebih dari itu maka akan mengalami kerugian.