BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Selama ini penanganan sampah kota di negara-negara berkembang seperti Indonesia hanya menimbun dan membakar langsung sampah di udara terbuka pada TPA (Tempat Pembuangan Akhir). Hal ini juga tidak bisa mengurangi 100% sampah dan akan menimbulkan permasalahan karena gas polutan hasil hasil pembakaran sampah yang dapat mencemari lingkungan seperti CO2, NOx, SO2, poly chloro dibenzzodioxins dan lain lainnya (Ermawati, 2011).
Masalah yang sering muncul dalam penanganan sampah kota selain yang tersebut di atas adalah biaya operasional yang tinggi terhadap penanganan sampah dan semakin sulitnya mencari lahan landfill untuk pembuangan, sehingga dalam penanganan sampah kota sering menimbulkan dampak yang buruk terhadap lingkungan. Pada umumnya, sampah dapat dibagi menjadi dua golongan yaitu sampah organik dan anorganik. Presentase timbunan sampah munurut jenisnya bisa diperhatikan pada tabel berikut ; Tabel 1.1 Jumlah timbulan sampah berdasarkan jenisnya Jenis Sampah Sampah Dapur Sampah Plastik Sampah Kertas Sampah Lainnya Sampah Kayu Sampah Kaca Sampah Karet/Kulit Sampah Kain Sampah Metal Sampah Pasir Total
Jumlah (juta ton/tahun) 22,4 5,4 3,6 2,3 1,4 0,7 0,7 0,7 0,7 0,5 38,5
Persentase (%) 58 % 14 % 9% 6% 4% 2% 2% 2% 2% 1% 100
Sumber : Data persampahan Indonesia 2008
Dari tabel di atas dapat kita ketahui bahwa sampah dapur dan sampah plastik mempunyai prosentase yang besar. Bahan plastik dalam pemanfaatannya di kehidupan manusia memang tak dapat dielakkan. Sebagian besar penduduk di dunia memanfaatkan plastik dalam menjalankan aktivitasnya. Plastik mempunyai banyak kelebihan dibandingkan bahan lainnya, antara lain memiliki densitas yang
1
2
rendah, bersifat isolasi terhadap listrik, mempunyai kekuatan mekanik yang bervariasi, ketahanan temperatur terbatas serta ketahanan bahan kimia yang bervariasi. Selain itu, plastik juga ringan dan mudah dalam perancangan. Jenis polimer plastik yang digunakan pada umumnya adalah Polypropylene (PP), Polyethylene (PE), Polystyrene (PS) dan Polyvinyl Chloride (PVC). Ada dua jenis Polyethylene (PE), yaitu high density polyethylene (HDPE) dan Low Density Polyethylene (LDPE). High density polyethylene (HDPE) banyak digunakan sebagai tutup botol plastik minuman dan botol oli mobil sedangkan LDPE untuk kantong plastik. Namun dibalik segala kelebihan itu, limbah plastik menimbulkan masalah bagi lingkungan. Penyebabnya tak lain sifat plastik yang tidak dapat diuraikan dalam tanah. Perlu waktu bertahun tahun untuk menguraikan limbahâlimbah dari bahan plastik tersebut. Sehingga tidak jarang apabila kita ke TPA (Tempat Pembuangan Akhir) yang terlihat banyak tumpukan plastik dan sampah dari dapur. Tempat pembuangan akhir misalnya di Piyungan D.I.Yogyakarta, adalah sampah dari 3 Kabupaten (Kab Kota Yogyakarta, Sleman dan Bantul) perharinya bisa mencapai 180 ton. Empat puluh ton sampah plastik diambil oleh pemulung yang dianggap masih bisa dimanfaatkan untuk daur ulang kembali. Proses recycle (daur ulang) menjadi salah satu proses untuk mengurangi sampah di landfill. Namun hanya recycle jenis plastik tertentu seperti PP, PET dan HDPE yang selama ini dimanfaatkan. Padahal ada banyak alternatif proses recycle yang lebih menjanjikan dan berprospek ke depan. Salah satunya konversi sampah plastik menjadi minyak setara bensin dan solar. Itu bisa dilakukan karena pada dasarnya plastik berasal dari minyak bumi, sehingga tinggal dikembalikan kebentuk semula. Keuntungan sampah plastik adalah tidak menyerap air, sehingga kadar air sangat rendah dibandingkan sampah kertas, sisa makanan dan biomassa. Penanganan sampah plastik yang efektif adalah memutus rantai polimer (fraksinasi). Metode pemecahan rantai polimer yang sudah dikenal salah satunya adalah pirolisis. Beberapa penelitian tentang konversi sampah plastik menjadi produk cair berkualitas bahan bakar, telah dilakukan dan menunjukkan hasil yang cukup prospektif
untuk
dikembangkan.
Limbah
plastik
dapat
dipanaskan
untuk
3
menghasilkan gas, selanjutnya gas didinginkan untuk menghasilkan minyak, gas dan char. Proses ini disebut Thermal Cracking pyrolisis atau thermal degradation. Pirolisis merupakan proses peruraian suatu bahan pada temperatur tinggi tanpa adanya oksigen atau dengan oksigen terbatas.
Konsumsi bahan bakar minyak di Indonesia tiap tahunnya meningkat dengan pertambahan jumlah mesin industri dan jumlah kendaraan bermotor, pertumbuhan ekonomi dan pertumbuhan penduduk. Ketergantungan akan bahan bakar dari fosil sulit digantikan oleh jenis energi lainya, maka diperlukan suatu upaya untuk mencari sumber sumber minyak bumi baru atau memperbesar porsi pemakaian sumber energi lain atau mencari alternatif pengganti minyak bumi. Energi mempunyai peranan penting dalam pencapaian tujuan sosial, ekonomi dan lingkungan untuk pembangunan berkelanjutan serta merupakan pendukung bagi kegiatan ekonomi nasional. Sedangkan akses ke energi yang handal dan terjangkau merupakan prasyarat utama untuk meningkatkan standar hidup masyarakat (KEMENRISTEK 2006). Melihat latar belakang diatas akan konsumsi bahan bakar fosil yang terus meningkat tiap tahunnya maka peneliti ingin membuat agar limbah plastik dapat di daur ulang menjadi bahan bakar alternatif, sehingga dapat bermanfaat untuk masa yang akan datang. 1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh temperatur pirolisis menggunakan katalis NZ (Natural Zeolite) terhadap kuantitas produk (char, liquid dan gas) ? 2. Bagaimana pengaruh temperatur terhadap karakteristik produk cair (meliputi specific gravity,
flash point, pour point, water content,
kinematic viscosity dan ash content)? 3. Bagaimana unjuk kerja motor diesel 4 tak menggunakan bahan bakar campuran minyak pirolisis dan biosolar ? 4. Bagaimana emisi yang ditimbulkan dari proses pembakaran motor diesel ?
4
1.3 Batasan Masalah Penelitian ini akan dibatasi pada ; 1. Reaktor yang digunakan merupakan reaktor tipe batch yang dilapisi oleh isolator berupa semen tahan panas, glaswool dan alumunium foil sehingga kalor yang berada dalam reaktor sulit untuk keluar (Adiabatis). 2. Bahan baku plastik yang digunakan adalah plastik LDPE (Low Density Polyethylene) yang dicacah 3. Penelitian ini menggunakan katalis NZ (Natural Zeolite) fresh yang sudah dikalsinasi 4. Motor diesel yang digunakan untuk uji performa motor diesel adalah Engine Research and Test Bed Nissan Diesel SD22 Series tanpa dimodifikasi 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk melakukan analisis variasi temperatur pirolisis menggunakan katalis NZ dengan variasi temperatur 400 oC, 450 oC dan 500 oC
yang selanjutnya di uji coba pada motor diesel untuk mengetahui
pengaruh temperatur pirolisis terhadap performa motor diesel dengan komposisi blending bahan bakar WPO 0%, WPO 5%, WPO 10%, WPO 15% dan WPO 20%. Analisis yang dilakukan meliputi : 1. Mengetahui perbandingan fraksi solid (char), cair dan gas pada masingmasing temperatur pirolisis. 2. Mengetahui properties produk cair (meliputi specific gravity, flash point, pour point, water content, kinematic viscosity dan ash content) 3. Mengetahui temperatur pirolisis terbaik terhadap performa motor diesel dengan bahan bakar biosolar ditambah produk liquid pirolisis (blending) WPO (Waste Plastics Oil) 0%, WPO 5%, WPO 10%, WPO 15% dan WPO 20% untuk masing-masing temperatur uji. 4. Mengetahui blending WPO yang terbaik pada masing masing temperatur.
5
5. Mengetahui emisi dari proses pembakaran motor diesel menggunakan bahan bakar campuran WPO dan biosolar. 1.5 Manfaat Penelitian Penelitian ini mempunyai manfaat untuk ; 1. Memberikan gambaran mengenai potensi pengaplikasian produk pirolisis di masyarakat. 2. Memberi sumbangan bagi perkembangan ilmu pengetahuan khususnya pada bidang aplikasi sumber energi terbarukan sebagai bahan bakar. 3. Menjadi referensi untuk permasalahan proses pirolisis lainnya. 4. Menambah data base tentang penelitian pengaruh temperatur pirolisis sampah plastik dengan menggunakan natural zeolite fresh. 1.6 Keaslian Penelitian Dibandingkan dengan penelitian terdahulu adalah variasi temperatur pirolisis dengan katalis NZ (Natural Zeolite) fresh, sampah plastik jenis LDPE dan pengujian menggunakan bahan bakar minyak hasil pirolisis pada motor diesel dengan blending biosolar. Perbandingan blending dapat dilihat pada tabel berikut Tabel 1.2 Perbandingan Blending Biosolar dengan Minyak Hasil Pirolisis Biosolar Pertamina 100 % 95 % 90 % 85 % 80 %
WPO (Waste Plastik Oil) WPO 0 % WPO 5 % WPO 10 % WPO 15 % WPO 20 %
Total 100 % 100 % 100 % 100 % 100 %
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Konversi Energi, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada.
