Nama : Aurell Noreen Citrawilkia NPM : 2410631230023
Kelas : A Kelompok : 2
Mata Kuliah : Bahasa Indonesia Dosen : Vera Pangni Fahriani
REVIEW JURNAL Journal of Chemical Process Engineering
Judul Artikel Produksi Bahan Bakar Cair Dari Limbah Plastik Polypropylene (PP) Metode Pirolisis
Identitas Artikel Judul Jurnal : Produksi Bahan Bakar Cair Dari Limbah Plastik Polypropylene (PP) Metode Pirolisis
Penulis : Hijrah Amaliah Azis, Hanizah Batu Rante
Nomor Jurnal : Volume 6 Nomor 1 (2021)
ISSN : 2655 2967
Jumlah Halaman : 6 Halaman
Alamat halaman :
https://jurnal.teknologiindustriumi.ac.id/index.php/JCPE/index
Abstrak
The increasing production and consumption of plastic, particularly polypropylene (PP), presents significant environmental challenges. This study aimed to optimize the pyrolysis process of plastic glass packaging to produce liquid fuel. Through temperature variations ranging from 200°C to 450°C, it was found that the optimal temperature for achieving the highest yield was 400°C, resulting in a yield of 79.85%. Additionally, the optimal residence time was determined to be 25 minutes, yielding 72.19%. Testing results indicated that the density of the produced liquid fuel was 0.7542 g/ml, with a calorific value of 11,621.4 cal/g. GC-MS analysis revealed a hydrocarbon content of 2,4-dimethyl-1-heptene (C9H18) at an area percentage of 29.91%. Thus, pyrolysis of PP plastic waste proves to be an effective method for producing liquid fuel comparable to gasoline, providing a solution for waste management and an alternative energy source.
Pendahuluan
Eksperimen lebih lanjut juga dilakukan pada jenis limbah plastik lainnya seperti LDPE, dengan hasil optimal pada suhu 300°C untuk LDPE dan 400°C untuk PP, di mana pengujian densitas dan viskositas menunjukkan bahwa minyak pirolisis mendekati karakteristik kerosin dan solar . Oleh karena itu, penelitian ini menekankan pentingnya penentuan suhu dan waktu proses yang tepat untuk memaksimalkan hasil minyak bakar dari limbah plastik. Keberhasilan sistem pendingin yang efisien juga sangat krusial dalam desain alat pirolisis untuk memastikan kondensasi gas
menjadi minyak secara optimal.
Jenis Jurnal Jurnal Artikel
Tahun 2021
Halaman 6 Halaman
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan bahan bakar alternatif dari limbah plastik, khususnya polipropilena (PP), melalui proses pirolisis dengan mempelajari pengaruh temperatur dan waktu tinggal.
Variasi suhu yang digunakan berkisar antara 200°C hingga 450°C, dan yield tertinggi yang diperoleh dari setiap suhu akan diuji kembali untuk menentukan waktu optimum dengan variasi 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 menit. Hasil menunjukkan bahwa semakin tinggi temperatur, semakin banyak minyak yang dihasilkan, dengan yield maksimum mencapai 79,85% pada suhu 400°C dan waktu 25 menit. Pentingnya sistem pendingin yang efisien dalam desain alat pirolisis juga ditekankan untuk mengoptimalkan konversi gas menjadi minyak. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan solusi terhadap masalah limbah plastik dan kebutuhan energi yang berkelanjutan.
Hipotesis Penelitian Hipotesis penelitian ini berfokus pada pengembangan bahan bakar alternatif dari limbah plastik, khususnya polipropilena (PP), melalui proses pirolisis dengan mempertimbangkan pengaruh temperatur dan waktu tinggal. Diharapkan bahwa peningkatan temperatur pirolisis akan sejalan dengan peningkatan yield minyak yang dihasilkan, sehingga semakin tinggi suhu yang diterapkan, semakin banyak minyak yang dapat diproduksi. Selain itu, diharapkan bahwa waktu tinggal yang lebih lama dalam proses pirolisis akan meningkatkan yield minyak, dengan adanya waktu optimum di mana hasil maksimum dapat dicapai sebelum terjadi penurunan yield akibat dekomposisi lebih lanjut. Penerapan sistem pendingin yang efisien dalam desain alat pirolisis juga diharapkan dapat mengoptimalkan konversi gas menjadi minyak, sehingga meningkatkan total yield dari proses ini. Akhirnya, produk hasil pirolisis diharapkan memiliki karakteristik fisik yang mendekati bahan bakar konvensional, seperti densitas dan nilai kalor, menjadikannya sebagai alternatif energi yang layak.
Kerangka Kerja Penelitian
1. Pendahuluan
Latar Belakang: Masalah keterbatasan energi dan dampak lingkungan akibat limbah plastik. Indonesia sebagai negara dengan konsumsi bahan bakar fosil tinggi dan peningkatan limbah plastik.
Tujuan Penelitian: Mengolah limbah plastik menjadi bahan bakar minyak (BBM) melalui proses pirolisis.
2. Tinjauan Pustaka
Definisi dan Proses Pirolisis: Penjelasan mengenai pirolisis sebagai metode dekomposisi plastik pada suhu tinggi tanpa oksigen, menghasilkan produk berupa minyak, gas, dan residu padat.
Jenis Plastik yang Digunakan: Fokus pada plastik Polypropylene (PP) dan Low-Density Polyethylene (LDPE) sebagai bahan baku.
3. Metodologi Penelitian Alat dan Bahan
Bahan dasar: Limbah plastik kemasan gelas (PP).
Alat: Reaktor pirolisis, pemanas listrik, kondensor, alat pengukur densitas, dan bom kalorimeter.
Prosedur Penelitian
Persiapan Bahan: Pembersihan, pengeringan, dan pencacahan limbah plastik.
Proses Pirolisis:
Memasukkan 50 gram sampel PP ke dalam reaktor.
Variasi suhu pemanasan: 200°C hingga 450°C.
Pengamatan yield minyak hasil pirolisis pada setiap suhu.
Analisis Hasil:
Pengujian densitas menggunakan piknometer.
Pengujian nilai kalor dengan bom kalorimeter.
Analisis komposisi kimia menggunakan Gas Chromatography- Mass Spectrometry (GC-MS).
4. Hasil dan Pembahasan
Yield Minyak Hasil Pirolisis: Presentase minyak yang diperoleh pada berbagai suhu.
Karakteristik Fisik dan Kimia Minyak:
a. Densitas dan nilai kalor dibandingkan dengan BBM konvensional.
b. Komponen hidrokarbon yang dihasilkan dari analisis GC- MS.
5. Kesimpulan
Pengaturan suhu yang tepat dalam proses pirolisis sangat krusial untuk meningkatkan efisiensi konversi limbah plastik menjadi minyak. Minyak yang dihasilkan memiliki densitas dan nilai kalor yang sebanding dengan bahan bakar konvensional, menjadikannya alternatif yang layak sebagai sumber energi. Selain itu, analisis menunjukkan bahwa komposisi hidrokarbon dalam minyak mendekati karakteristik minyak diesel, sehingga dapat berfungsi sebagai substitusi bahan bakar yang efektif dan berkelanjutan.
Literatur Review Masalah keterbatasan energi dan dampak lingkungan yang dihadapi saat ini menjadi perhatian global, terutama di negara-negara yang masih bergantung pada bahan bakar fosil, seperti Indonesia. Penggunaan bahan bakar fosil yang tinggi berkontribusi pada peningkatan limbah plastik, yang sebagian besar terbuat dari nafta, hasil turunan minyak bumi.
Limbah plastik ini sulit terurai dan menimbulkan masalah lingkungan yang serius. Dalam konteks ini, plastik termoset seperti Phenol formaldehyde, Urea Formaldehyde, dan Melamine Formaldehyde tidak dapat didaur ulang, sedangkan plastik termoplastik seperti Polypropylene (PP) dapat diproses kembali pada temperatur tinggi. PP merupakan polimer hidrokarbon yang dihasilkan dari monomer propilen melalui proses penyulingan minyak bumi.
Proses pirolisis telah diidentifikasi sebagai metode yang efektif untuk mengkonversi limbah plastik menjadi bahan bakar minyak (BBM).
Pirolisis adalah dekomposisi termal material organik pada temperatur tinggi tanpa kehadiran oksigen, yang menghasilkan produk dalam
bentuk minyak bakar, residu padat, dan gas. Penelitian oleh Bow et al.
(2018) menunjukkan bahwa penggunaan plastik PP dalam proses pirolisis dapat menghasilkan minyak dengan yield yang signifikan.
Mereka menemukan bahwa suhu pemanasan yang optimal untuk menghasilkan volume produk tertinggi terjadi pada 350°C dengan yield mencapai 6,98% dari limbah PP. Selain itu, penelitian oleh Arini (2022) menegaskan bahwa waktu pirolisis juga mempengaruhi hasil; dengan waktu pemanasan yang lebih lama, yield minyak meningkat secara signifikan hingga mencapai 1145 ml setelah 3 jam pemrosesan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakteristik fisik dari minyak hasil pirolisis, seperti densitas dan nilai kalor, memenuhi standar untuk bahan bakar minyak. Misalnya, penelitian oleh Pramudya (2022) mengungkapkan bahwa nilai kalor dari minyak hasil pirolisis PP mencapai 59,3% pada suhu 450°C. Hal ini menunjukkan bahwa pengolahan limbah plastik melalui pirolisis tidak hanya menawarkan solusi untuk mengurangi limbah tetapi juga memberikan alternatif sumber energi yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan. Selain itu, penggunaan teknologi pirolisis sederhana dan biaya efektif juga telah dibahas dalam beberapa studi untuk meningkatkan aksesibilitas proses ini bagi industri kecil dan menengah di Indonesia.
Metode Penelitian
Metode penelitian ini berfokus pada konversi limbah plastik bekas kemasan gelas mineral, yang merupakan jenis plastik Polypropylene (PP), menjadi bahan bakar cair melalui teknik pirolisis. Alat pirolisis yang digunakan terdiri dari pemanas listrik, pengontrol temperatur, kondensor, dan penampung hasil produk minyak.
Pengujian dilakukan untuk mengukur nilai kalor menggunakan bom kalorimeter, menentukan densitas dengan piknometer, dan menganalisis komponen senyawa kimia menggunakan alat Gas Chromatography- Mass Spectrometry (GC-MS). Penelitian ini dilaksanakan di
Laboratorium Riset FTI UMI Makassar dan terdiri dari beberapa tahap utama. Tahap pertama (Persiapan Awal) meliputi pembersihan,
pengeringan, dan pencacahan limbah plastik PP.
Selanjutnya, pada Tahap Kedua (Proses Pirolisis), sebanyak 50 gram sampel plastik PP yang telah dicacah dimasukkan ke dalam reaktor pirolisis. Variabel suhu pemanasan yang dilakukan adalah 200°C, 250°C, 300°C, 350°C, 400°C, dan 450°C. Yield terbanyak dari proses pirolisis tersebut kemudian dipilih untuk menentukan suhu optimum.
Kemudian, proses pirolisis ulang dilakukan dengan variasi waktu 5 menit, 10 menit, 15 menit, 20 menit, 25 menit, dan 30 menit untuk menentukan waktu tinggal optimum. Hasil pirolisis berupa minyak ditampung sebagai bahan bakar minyak. Pada Tahap Ketiga (Analisis Minyak Hasil Pirolisis), analisis densitas, nilai kalor, dan komposisi senyawa kimia dilakukan menggunakan piknometer, bom kalorimeter, serta alat GC-MS untuk mendapatkan informasi detail tentang
karakteristik bahan bakar yang dihasilkan.
Hasil/Pembahasan Analisis dilakukan untuk mengevaluasi enam variasi suhu dalam proses pirolisis guna menentukan suhu optimum yang menghasilkan yield tertinggi dari plastik Polypropylene (PP). Dari data yang ditampilkan dalam Tabel 2, terlihat bahwa yield meningkat seiring dengan kenaikan suhu. Gambar 2 menunjukkan hasil yield minyak pada berbagai suhu dengan waktu pirolisis sekitar dua jam, di mana yield maksimum tercatat sebesar 79,85% pada suhu optimum 400°C. Peningkatan yield ini terjadi karena suhu yang lebih tinggi mempercepat proses pemecahan molekul plastik, namun setelah mencapai titik tertentu, yaitu pada suhu 450°C, yield mengalami penurunan menjadi 68,02%. Penurunan ini disebabkan oleh peningkatan proporsi gas yang dihasilkan dibandingkan dengan cairan, sehingga mengindikasikan bahwa pemanasan lebih lanjut tidak lagi ekonomis dan efektif.
Selanjutnya, untuk menentukan waktu tinggal optimum dalam proses pirolisis, dilakukan pemanasan pada hasil yield tertinggi yang diperoleh sebelumnya, yaitu pada suhu 400°C. Tabel menunjukkan bahwa terdapat peningkatan yield seiring bertambahnya waktu pirolisis. Gambar 3 memperlihatkan bahwa yield tertinggi dari pirolisis limbah plastik PP dicapai sebesar 72,19% pada waktu tinggal selama 25 menit. Hal ini menunjukkan bahwa hampir semua fraksi plastik telah terurai secara sempurna dalam rentang waktu tersebut. Namun, jika waktu tinggal melebihi 25 menit, hasil yield akan menurun dan menjadi tidak ekonomis karena sebagian besar fraksi sudah terpirolisis.
Pengujian sifat fisika dari produk hasil pirolisis meliputi analisis densitas dan nilai kalor. Densitas minyak hasil pirolisis yang diperoleh pada suhu optimum 400°C selama 25 menit adalah 0,7542 gram/ml, yang berada dalam rentang standar untuk bahan bakar minyak (BBM) jenis bensin (0,715 – 0,780 gram/ml). Selain itu, nilai kalor yang dihasilkan mencapai 11.621,4 kal/gram atau 48,656 J/gram, melebihi standar minimum BBM yang seharusnya di atas 10.000 kal/gram. Hasil ini menunjukkan bahwa kualitas minyak dari proses pirolisis lebih baik dibandingkan dengan solar dalam hal berat jenis dan performa pemanasan. Analisis lebih lanjut menggunakan GC-MS mengungkapkan bahwa senyawa hidrokarbon utama yang terdeteksi adalah 2,4-dimethyl-1-heptene dengan persentase area sebesar 29,91%, menandakan potensi produk ini sebagai bahan bakar alternatif yang efisien dan ramah lingkungan.
Kelebihan 1. Proses ini mengubah limbah plastik yang sulit terurai menjadi bahan bakar cair, membantu mengurangi akumulasi sampah plastik di lingkungan.
2. Penelitian menunjukkan bahwa dengan suhu optimum 400°C, yield minyak dapat mencapai hingga 79,85% dan waktu tinggal 25 menit menghasilkan yield 72,19%.
3. Hasil pengujian menunjukkan nilai kalor minyak hasil pirolisis mencapai 11.621,4 kal/gram, yang memenuhi standar bahan bakar minyak (BBM) di pasaran.
4. Densitas minyak hasil pirolisis adalah 0,7542 gram/ml, yang sebanding dengan densitas bensin (0,715 – 0,780 gram/ml), sehingga dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif
5. Pengujian menggunakan GC-MS menunjukkan keberadaan senyawa hidrokarbon yang dapat digunakan sebagai bahan bakar premium, seperti 2,4-dimethyl-1-heptene.
Kekurangan 1. Meskipun pirolisis tidak memerlukan tekanan tinggi dan berlangsung tanpa udara, proses pemanasan yang diperlukan untuk mencapai suhu tinggi masih membutuhkan energi yang signifikan.
2. Yield dan kualitas produk sangat dipengaruhi oleh suhu dan waktu tinggal dalam reaktor. Suhu yang terlalu tinggi atau waktu tinggal yang berlebihan dapat menurunkan efisiensi hasil.
3. Kualitas minyak hasil pirolisis dapat bervariasi tergantung pada jenis plastik dan kondisi proses, sehingga memerlukan pengujian lebih lanjut untuk memastikan konsistensi produk.
4. Proses pirolisis juga menghasilkan residu padat yang perlu dikelola dengan baik untuk mencegah pencemaran lingkungan.
5. Pengadaan alat pirolisis seperti reaktor batch dan kondensor memerlukan biaya awal yang cukup tinggi, meskipun dapat dianggap sebagai investasi jangka panjang untuk pengolahan limbah plastic.
Kesimpulan Dalam penelitian ini, telah terbukti bahwa pirolisis limbah plastik jenis Polypropylene (PP) dapat menghasilkan bahan bakar cair yang berpotensi menjadi sumber energi alternatif. Proses pirolisis yang dilakukan menunjukkan suhu optimum pada 400°C, di mana yield tertinggi mencapai 79,85%. Selain itu, waktu tinggal optimum yang diperoleh adalah 25 menit dengan yield sebesar 72,19%. Hasil pengujian menunjukkan bahwa densitas minyak hasil pirolisis adalah 0,7542 g/ml, yang berada dalam rentang nilai densitas bahan bakar bensin. Nilai kalor yang dihasilkan juga mendekati nilai kalor bensin, yaitu 11.621,4 kal/gram.
Analisis menggunakan GC-MS mengungkapkan bahwa senyawa hidrokarbon utama yang terdeteksi adalah 2,4-dimethyl-1-heptene (C9H18) dengan persentase area sebesar 29,91%. Hal ini menunjukkan bahwa produk dari pirolisis PP memiliki karakteristik yang mirip dengan bahan bakar konvensional. Namun, untuk meningkatkan kualitas dan kemurnian produk akhir, perlu dilakukan proses pemurnian lebih lanjut melalui metode destilasi atau fraksionasi.
Secara keseluruhan, penelitian ini menegaskan bahwa konversi limbah plastik melalui pirolisis tidak hanya memberikan solusi untuk
pengelolaan limbah tetapi juga menawarkan alternatif sumber energi yang lebih berkelanjutan. Dengan demikian, pengembangan lebih lanjut dalam proses pemurnian dan optimasi kondisi pirolisis sangat
dianjurkan untuk meningkatkan efisiensi dan kualitas bahan bakar yang dihasilkan.
