BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil 4.1.1. Perancangan Reaktor Pirolisis Pada reaktor pirolisis alat ini dibuat menggunakan 2 tabung freon bekas yang tidak terpakai karena menggunakan tabung yang sudah ada akan lebih mudah dan cepat dalam pembuatannya. Kedua tabung freon bekas tersebut disambung menjadi satu menggunakan mesin las. Fungsi bagian alat ini untuk tempat sampah plastik yang akan dipanaskan dengan kompor gas LPG. Pada bagian tutup reaktor menggunakan sisa potongan dari tabung freon dan ditambahkan plat berbentuk lingkaran sebagai brucket mur dan baut yang berfungsi untuk mengencangkan tutup reaktor. Untuk mengamati suhu proses pemanasan pada sisi atas tutup tabung reaktor dilengkapi alat pengukur suhu ruangan pembakaran dengan alat thermocouple dengan suhu maksimal 300˚C. Sampah plastik yang dipanaskan akan menghasilkan uap. Uap tersebut disalurkan kearah pipa spiral yang ada didalam tabung kondensor yang berisi air sebagai media pendingin untuk proses pengembunan (destilasi). Uap hasil pemanasan dari reaktor pirolisis yang sudah diembunkan dalam tabung kondensor akan menghasilkan cairan minyak, kemudian hasil cairan minyak tersebut dikeluarkan melalui kran untuk diambil sampelnya. Hasil rancangan dari alat uji reaktor pirolisis dapat dilihat pada Gambar 4.1 sebagai berikut.
32
33
Gambar 4.1. Reaktor Pirolisis
4.1.2. Hasil Percobaan Setelah melakukan percobaan mengolah sampah plastik menjadi bahan bakar minyak dengan proses pirolisis dari masing-masing jenis sampah kantong plastik low density polyethylene (LDPE) dan kemasan gelas air mineral polypropylene (PP) dengan massa 1000 gr, pengamatan juga dilakukan dengan mencatat kenaikkan suhu pemanasan setiap 2 menit. Proses pirolisis berakhir ditandai kran pipa pada tabung kondensor tidak mengeluarkan cairan minyak, maka didapatkan hasil pada tabel 4.1 dan tabel 4.2 sebagai berikut :
1. Plastik low density polyethylene ( LDPE) Sampah plastik ditimbang terlebih dahulu sebelum dimasukkan pada tabung reaktor pemanas dengan massa yang sudah ditentukan dapat dilihat pada Gambar 4.2 sebagai berikut.
34
Gambar 4.2. Sampah Kantong Plastik LDPE Ditimbang dengan Berat 1 Kg
Tabel 4.1. Data hasil percobaan sampah plastik LDPE Waktu
Suhu
(menit)
(˚C)
1
0
40
-
2
2
40
-
3
4
45
-
4
6
50
-
5
8
60
-
6
10
80
-
7
12
90
-
8
14
100
-
9
16
150
-
10
18
210
Keluar asap
11
20
205
Keluar asap
12
22
250
-
13
24
260
Keluar cairan minyak
14
26
275
Keluar cairan minyak
No
Keterangan
35
Lanjutan Tabel 4.1 Waktu
Suhu
(menit)
(˚C)
16
27
280
Keluar cairan minyak
17
28
285
Keluar cairan minyak
18
30
280
Keluar cairan minyak
19
32
260
Keluar cairan minyak
20
34
260
Keluar cairan minyak
21
36
250
Keluar cairan minyak
22
38
255
Keluar cairan minyak
23
40
255
Keluar cairan minyak
24
42
260
Keluar cairan minyak
25
44
265
Keluar cairan minyak
26
46
270
Keluar cairan minyak
27
48
260
Keluar cairan minyak
28
50
250
Keluar cairan minyak
29
52
255
Keluar cairan minyak
30
54
250
Keluar cairan minyak
31
56
255
Keluar cairan minyak
32
58
250
Keluar cairan minyak
33
60
240
Keluar cairan minyak
34
62
265
Keluar cairan minyak
35
64
260
Keluar cairan minyak
36
66
280
Keluar cairan minyak
37
68
270
Keluar cairan minyak
38
70
250
Keluar cairan minyak
39
72
265
Keluar cairan minyak
40
74
245
Keluar cairan minyak
41
76
240
Keluar cairan minyak
42
78
215
Cairan minyak jarang keluar
43
80
215
Cairan minyak jarang keluar
No
Keterangan
36
Lanjutan Tabel 4.2 Waktu
Suhu
(menit)
(˚C)
44
82
215
Cairan minyak jarang keluar
45
84
210
Cairan minyak jarang keluar
46
86
205
Cairan minyak jarang keluar
47
88
200
Cairan minyak jarang keluar
48
90
200
Cairan minyak jarang keluar
49
92
200
Cairan minyak jarang keluar
50
94
200
Sudah tidak keluar cairan minyak
No
Hasil Cairan Minyak
Keterangan
470 ml
Data pada tabel 4.1 dapat dijelaskan pada menit ke-18 mengeluarkan asap dengan suhu menunjukkan 210˚C selama 2 menit. Saat menit ke-20 sampai menit ke-22 pipa kran tidak mengeluarkan asap lagi, berselang 2 menit kemudian pipa kran mengeluarkan cairan minyak pada menit ke-24 dengan suhu menunjukkan 260˚C, cairan minyak keluar dengan stabil sampai menit ke-76. Mulai dari menit ke-78 sampai menit ke-92 cairan minyak keluar dengan tidak stabil menandakan bahwa cairan minyak tidak keluar lagi pada menit ke-94 pada suhu 200˚C. Hasil cairan minyak dari proses pirolisis dapat dilihat pada Gambar 4.3 sebagai berikut.
Gambar 4.3. Hasil Cairan Minyak Pirolisis Plastik LDPE 470 ml.
37
2. Plastik Polypropylene (PP) Sampah plastik ditimbang terlebih dahulu sebelum dimasukkan pada tabung reaktor pemanas dengan massa yang sudah ditentukan dapat dilihat pada Gambar 4.4 sebagai berikut.
Gambar 4.4. Sampah Plastik PP Ditimbang dengan Berat 1 Kg Tabel 4.2. Data hasil percobaan plastik Polypropylene (PP) Waktu
Suhu
(menit)
(˚C)
1
0
45
-
2
2
45
-
3
4
50
Keluar asap
4
6
70
Keluar asap
5
8
105
Keluar asap
6
10
145
Keluar asap
7
12
200
Keluar asap
8
14
235
Keluar asap
9
16
250
-
10
18
255
-
No
Keterangan
38
Lanjutan Tabel 4.2 11
20
265
-
12
22
270
Keluar cairan minyak
13
24
265
Keluar cairan minyak
14
26
280
Keluar cairan minyak
15
28
285
Keluar cairan minyak
16
30
265
Keluar cairan minyak
17
32
250
Keluar cairan minyak
18
34
240
Keluar cairan minyak
19
36
240
Keluar cairan minyak
20
38
245
Keluar cairan minyak
21
40
230
Keluar cairan minyak
22
42
235
Keluar cairan minyak
23
44
225
Keluar cairan minyak
24
46
220
Keluar cairan minyak
25
48
220
Keluar cairan minyak
26
50
220
Keluar cairan minyak
27
52
215
Keluar cairan minyak
28
54
205
Keluar cairan minyak
29
56
200
Keluar cairan minyak
30
58
200
Keluar cairan minyak
31
60
200
Keluar cairan minyak
32
62
195
Cairan minyak jarang keluar
31
64
190
Cairan minyak jarang keluar
32
66
190
Cairan minyak jarang keluar
33
68
185
Cairan minyak jarang keluar
34
70
185
Cairan minyak jarang keluar
35
72
180
Sudah tidak keluar cairan minyak
Hasil Cairan Minyak
840 ml
39
Data pada tabel 4.2 dapat dijelaskan pada menit ke-4 mengeluarkan asap dengan suhu menunjukkan 50˚C selama 12 menit. Saat menit ke-16 sampai menit ke-20 pipa kran tidak mengeluarkan asap lagi, beselang 6 menit kemudian pipa kran mengeluarkan cairan minyak pada menit ke-22 dengan suhu menunjukkan 270˚C, cairan minyak keluar dengan stabil sampai menit ke-60. Mulai dari menit ke-62 sampai menit ke-70 cairan minyak keluar dengan tidak stabil menandakan bahwa cairan minyak tidak keluar lagi pada menit ke-72 pada suhu 180˚C. Hasil cairan minyak dari proses pirolisis dapat dilihat pada Gambar 4.5 sebagai berikut.
Gambar 4.5. Hasil Cairan Minyak Plastik Polypropylene (PP) 840 ml.
4.2. Pembahasan 4.2.1. Perbandingan Hasil Pirolisis Plastik LDPE dan PP Dari data yang diperoleh hasil pengolahan sampah plastik 1 kg menjadi bahan bakar minyak didapatkan volume produk cairan minyak untuk jenis plastik low density polyethylene ( LDPE) dapat menghasilkan cairan bahan bakar yaitu 470 ml pada suhu pemanasan 270˚C dan plastik jenis polypropylene (PP) menghasilkan 840 ml pada suhu pemanasan 260˚C, hasil dapat dilihat pada tabel 4.3 sebagai berikut :
40
Tabel 4.3. Perbandingan hasil pirolisis plastik LDPE dan PP Jenis
Massa
Waktu
Suhu
Hasil
Plastik
(kg)
(menit)
(˚C)
(ml)
1
LDPE
1
94
260
470
Coklat Tua
2
PP
1
72
270
840
Kuning jernih
No
Warna Hasil BBM
Hasil Cairan Minyak Pirolisis Plastik LDPE dan PP 1000 900 800 700
(ml)
600 500 400 300 200 100 0
LDPE
PP
Gambar 4.6. Diagram Perbandingan Hasil Cairan Minyak Proses Pirolisis Sampah Plastik LDPE dan PP Dari Gambar 4.6 dapat dilihat volume produk cairan minyak terbanyak adalah dari hasil pirolisis sampah plastik jenis polypropylene (PP) dengan hasil cairan minyak 840 ml, dibandingkan dengan hasil pirolisis sampah plastik low density polyethylene ( LDPE) hanya 470 ml, percobaan ini sesuai yang dilakukan oleh Annisa Marcellina, dkk (2013) dengan melakukan perbandingan hasil produk plastik pirolisis jenis polypropylene (PP) lebih banyak daripada plastik jenis low density polyethylene (LDPE)
. Hal itu dikarenakan sampah plastik jenis
polypropylene (PP) sedikit mengandung bahan additive dan struktur fisik dari plastik ini sendiri tebih tebal dibandingkan dengan sampah plastik jenis low density polyethylene ( LDPE) yang banyak mengandung bahan additive dan
41
struktur fisik plastik ini sendiri lebih tipis. plastik jenis low density polyethylene (LDPE)
mengandung
bahan
additive
sebesar
69%,
sedangkan
plastik
polypropylene (PP) hanya mengandung bahan additive 38 %. Saat proses pengolahan berlangsung terlihat pada data pada Tabel 4.1 dan Tabel 4.2 yang diperoleh bahwa cairan minyak yang akan keluar dari pipa kran ditandai adanya dengan keluar asap terlebih dahulu, berselang beberapa menit kemudian asap menghilang dan pipa kran mengeluarkan cairan minyak. Proses ini terjadi hampir ada kesamaan dengan percobaan yang dilakukan oleh Annisa Marcellina, Beni Gunawan, Devi Indrawati, Dwi Hartono (2013) Hasil produk pirolisis sampah plastik jenis low density polyethylene (LDPE) mempunyai warna coklat kehitaman. Hal ini dikarenakan bahan yang dipakai untuk percobaan pirolisis sampah plastik menggunakan kantong plastik berwarna campuran (bening,berwarna), zat warna yang terkandung pada kantong plastik mempengaruhi warna hasil pada cairan minyak dari sampah kantong plastik low density polyethylene (LDPE). Berbeda dengan produk pirolisis sampah plastik jenis polypropylene (PP) mempunyai warna kuning jernih, hal ini dikarenakan jenis sampah plastik dipakai pada percobaan pirolisis menggunakan kemasan gelas air mineral berwarna bening, jadi tidak ada zat warna yang terkandung untuk mempengaruhi perubahan warna pada hasil produk cairan minyak dari jenis sampah plastik polypropylene (PP). Waktu dan suhu yang dibutuhkan saat proses pirolisis setiap masing-masing sampah plastik low density polyethylene (LDPE) dan polypropylene (PP) untuk menghasilkan cairan minyak mengalami perbedaan. Data hasil percobaan dapat dilihat bahwa waktu yang dibutuhkan sampah plastik polypropylene (PP) untuk menghasilkan cairan minyak pirolisis 60 menit pemanasan, waktu tersebut lebih cepat dari sampah plastik low density polyethylene (LDPE) dengan waktu 94 menit. Hal ini dipengaruhi oleh kepadatan saat memasukkan bahan pada tabung reaktor pemanasan saat percobaan, karena semakin padat memasukkan bahan pada tabung reaktor, plastik yang terurai akan lebih lama menghasilkan uap yang nantinya akan diembunkan pada tabung kondensor untuk menghasilkan cairan minyak.
42
Akan tetapi sampah plastik low density polyethylene (LDPE) dengan suhu 260˚C sudah bisa mengeluarkan hasil cairan minyak, suhu tersebut lebih rendah daripada sampah plastik polypropylene (PP) dengan suhu lebih tinggi yaitu 270 ˚C, hal ini dipengaruhi oleh sifat dari plastik low density polyethylene (LDPE) dengan lebih cepat terurai pada suhu yang rendah daripada plastik polypropylene (PP). Perbandingan Suhu dan waktu dari kedua jenis plastik tersebut untuk menghasilkan cairan minyak dapat dilihat pada gambar Gambar 4.7 sebagai berikut.
Gambar 4.7. Perbandingan Waktu dan Suhu Untuk Menghasilkan Cairan Minyak Pirolisis Plastik LDPE dan PP
4.2.2. Produk Akhir Sisa Hasil Proses Pirolisis Plastik LDPE dan PP Dalam mengolah sampah plastik menjadi bahan bakar minyak dengan proses pirolisis, disamping menghasilkan cairan bahan bakar minyak proses pirolisis juga meninggalkan sisa dari proses tersebut pada tabung reaktor. Produk dari hasil sisa proses pirolisis adalah tergolong dalam kategori limbah B3. Limbah B3 adalah sisa suatu usaha dan atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya, beracun yang karena sifat konsentrasinya atau jumlahnya baik secara langsung maupun tidak langsung dapat mencemarkan atau merusakan lingkungan hidup dan kelangsungan hidup manusia serta mahluk hidup lain. Sisa yang dihasilkan dari proses pirolisis berbentuk semi padat dan cairan seperti pelumas (oli).
43
Pada proses pirolisis dari sampah plastik low density polyethylene (LDPE) menghasilkan sisa hasil dari proses pirolisis berupa limbah semi padat dan sampah plastik polypropylene (PP) menghasilkan sisa hasil dari proses pirolisis berupa cairan seperti pelumas (oli). Hasil dari sisa dari proses pirolisis dapat dilihat pada Gambar 4.8 dan Gambar 4.9 sebagai berikut.
Gambar 4.8. Sisa Hasil Pirolisis Plastik Low Density Polyethylene (LDPE)
Gambar 4.9. Sisa Hasil Pirolisis Plastik Polypropylene (PP)
44
Dalam menangani limbah sisa hasil dari pada Gambar 4.8 dapat digunakan kembali sebagai campuran perkerasan lentur (aspal) seperti yang pernah dilakukan oleh Tjitjik Wasiah Suroso (2008), karena bentuk sisa pembakaran pirolisis dari plastik low density polyethylene (LDPE) mempunyai wujud semi padat dan plastis. Sedangkan pada Gambar 4.9 sisa hasil pirolisis plastik polypropylene (PP) bila diolah kembali dapat digunakan sebagai bahan dasar pelumas alat otomotif karena berwujud cairan kental seperti pelumas pada umumnya.
4.2.3. Pemanfaatan Hasil Cairan Bahan Bakar Minyak Hasil Proses Pirolisis Dalam pemanfaatanya hasil cairan minyak pirolisis dapat digunakan sebagai berikut : 1. Penggunaan cairan minyak dari hasil pirolisis sampah plastik untuk bahan bakar kompor minyak yang pernah dilakukan oleh (Herlangga Setyawan, 2016). 2. Mesin generator. 3. Mesin diesel.
