BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah Limbah plastik merupakan permasalahan serius karena sifatnya nonbiodegradable tidak terurai secara alami oleh mikro organisme serta unsurunsur kimia yang terkandung akan berdampak negatif bagi lingkungan dan makhluk hidup. Selain itu penumpukan limbah yang disebabkan minimalnya sumber daya untuk daur ulang (recycle), keterbatasan tempat pembuangan (landfill), dan perilaku masyarakat untuk membakar limbah plastik secara langsung yang akan menimbulkan emisi berbahaya di udara perlu mendapat perhatian. Gambar 1.1 menunjukkan sebuah data dari Plastics Europe Market Research Group (PEMRG) yang menunjukkan besarnya konsumsi plastik dunia pada tahun 2007 yang lalu. Eropa merupakan pengguna plastik terbesar yaitu mencapai 65 juta ton sedangkan Asia termasuk Indonesia merupakan ketiga yang terbesar yaitu mencapai 42,9 juta ton.
Gambar 1.1. Penggunaan plastik di dunia tahun 2007dalam Million tones
Sebuah pemikiran yang positif adalah bagaimana cara menangani melimpahnya limbah plastik tersebut secara tepat. Cara-cara konvensional
1
2
semacam landfilling dan pembakaran (incineration) hanya menimbulkan polusi udara, kontaminasi tanah, serta mahalnya lahan dan biaya pembuangan (Lee, 2012). Kontaminasi di udara dapat terbentuk pada berbagai cara tergantung dari jenis perlakuan terhadap sampah. Pembakaran langsung akan menghasilkan kontaminan diantaranya abu terbang (fly-ashes), evaporasi bahan logam, senyawa dari gabungan Chlorin (Cl), Nitrogen (N), Fosfor (F) dan Sulfur (S) serta produk lain dari pembakaran yang tidak sempurna. Beberapa produk berbahaya dari kondisi pembakaran limbah plastik adalah
polycyclic
aromatic
hydrocarbons
(PAHs),
polychlorinated
dibenzodioxins (PCDDs), dan polychlorinated dibenzofurans (PCDFs) (Garcia dkk, 2003). Dalam sebuah report yang dikeluarkan oleh Environmental
and
Safety
Services
for
Environment
Australia,
Commonwealth (1999) bahwa PCDDs dan PCDFs terbentuk dengan ikatan chlorine pada senyawa aromatik yang memiliki dua rantai benzene. Struktur dari bentuk beracun molekul dioxin dan furan dapat dilihat pada Gambar 1.2, molekul dioxin terikat pada dua atom oksigen sedangkan molekul furan terikat pada satu atom oksigen. Women in Europe for a Common Future (WECF) menyatakan bahwa dioxin bersifat menyebabkan kanker (carcinogenic), mengganggu hormon, menumpuk dan terakumulasi dalam lemak tubuh serta dapat diturunkan oleh ibu secara langsung kepada bayinya melalui placenta. Dioxin juga dapat terkandung dalam tanaman, hasil pertanian, binatang, maupun saluran air yang selanjutnya dikonsumsi oleh manusia. Konsep daur ulang plastik (recycling of plastic wastes) selanjutnya merupakan metode yang banyak dipilih oleh karena limbah plastik dianggap bahan baku yang murah dan melimpah. Pengolahan menjadi minyak sebagai bahan bakar cair merupakan salah satu cara yang menarik untuk menghasilkan sumber energi sekaligus meningkatkan kualitas penanganan limbah plastik tersebut. Teknik recycle yang populer dalam pengolahan plastik menjadi bahan bakar cair adalah dengan cara pirolisis. Pirolisis
3
merupakan chemical decomposition dan thermal decomposition dari molekul pada kondisi tanpa oksigen (Sharobem, 2010).
Gambar 1.2. Bentuk molekul beracun dari Dioxin dan Furan
Produk pirolisis plastik sebenarnya tidak hanya menghasilkan minyak, ada hasil lain yaitu berupa gas yang tak terkondensasi (non-condensable gas), beberapa persen endapan lunak (wax), dan sisanya adalah arang (char). Persentase dari masing-masing produk pirolisis tersebut tergantung oleh beberapa faktor diantaranya temperatur dari reaktor, penggunaan reformer dan jenis katalis. Pemanfaatan pirolisis plastik sampai saat ini lebih diutamakan pada penggunaan produk bahan bakar cairnya untuk diproses lanjut menjadi beberapa jenis bahan bakar minyak (BBM). Pada umumnya hasil sampingan berupa non-condensable gas dan char belum diolah untuk dimanfaatkan dengan baik. Gas-gas tak terkondensasi tersebut sebenarnya masih dapat dimanfaatkan misalnya untuk membantu memanaskan reaktor, atau diproses untuk mendapatkan senyawa-senyawa yang bermanfaat. Begitu juga char yang memiliki kadar karbon tinggi memungkinkan diolah menjadi bahan bakar selain dapat juga digunakan sebagai pupuk (biochar). Jika dibandingkan dengan produk berupa gas, maka char adalah produk yang lebih mudah diolah serta disimpan sebagai cadangan bahan bakar.
4
Dalam proses pirolisis plastik seperti disebutkan pada uraian sebelumnya terdapat beberapa faktor yang berpengaruh terhadap produk yang dihasilkan. Variasi pada pengaturan temperatur reaktor dapat berpengaruh terhadap volume char , gas, dan bahan bakar cair yang dihasilkan. Semakin tinggi temperatur reaktor maka berakibat semakin banyak minyak yang dihasilkan dan sedikit char, tetapi jika temperatur terlalu tinggi maka minyak akan berkurang dan produk gas semakin meningkat. Sebaliknya persentase char dan padatan akan lebih banyak pada temperatur operasi reaktor yang lebih rendah. Begitu pula penggunaan katalis yang mempengaruhi karakter dari jenis-jenis senyawa yang terbentuk selama proses. Aplikasi teknik pirolisis ini tentu saja tidak semata-mata ditujukan pada produksi bahan bakar cair yang lebih banyak, akan tetapi potensi yang terkandung pada hasil sampingan juga perlu mendapatkan perhatian. Char adalah hasil yang mudah diproses daripada produk yang berupa gas, meskipun merupakan jumlah yang sangat kecil akan tetapi memiliki potensi untuk diolah lebih lanjut menjadi sumber energi. Kandungan unsur kimia di dalamnya sebagian besar adalah karbon (solid carbon) sehingga sangat memungkinkan untuk mengolahnya ke dalam bentuk bahan bakar padat (briket). Sesuatu yang akan menjadi pertanyaan adalah mengenai performa briket tersebut jika digunakan sebagai bahan bakar. Permasalahannya karakter char yang diperoleh melalui proses pirolisis dengan variasi temperatur dan jenis bahan baku plastik yang berbeda belum diketahui secara jelas. Oleh karena itu penelitian ini ditujukan untuk mengetahui pengaruh perlakuan selama proses pirolisis tersebut terhadap karakter char, dengan cara menganalisa melalui data uji proximate dan sifat fisiknya untuk keperluan membuat briket. Pada tahapan akhir perlu menguji performa briket char dalam pembakaran sehingga akan diketahui apakah briket yang dibuat layak diaplikasikan sehingga mampu meningkatkan pemanfaatan hasil pirolisis terhadap limbah plastik.
5
1.2. Perumusan Masalah Berdasarkan uraian dari latar belakang penelitian maka yang menjadi rumusan masalah pada penelitian ini adalah; a. Bagaimanakah menganalisa karakteristik char melalui data proximate analysis dan sifat fisiknya? b. Bagaimanakah unjuk kerja dari briket char pada pemanfaatan sebagai bahan bakar?
1.3. Batasan Masalah Untuk lebih memfokuskan kegiatan penelitian maka ada beberapa batasan masalah, yaitu; a. Char yang akan diteliti sudah tersedia sehingga peneliti tidak melakukan proses pirolisis limbah plastik secara langsung. b. Karakteristik char akan diketahui berdasarkan uji proximate.Tidak dilakukan uji ultimate dan komposisi kima dari abu. c. Sampel dari bahan campuran semuanya berbeda sehingga tidak dapat dilakukan analisa pengaruh komposisi bahan terhadap karakter char. d. Pengujian unjuk kerja briket hanya terbatas pada karakteristik pembakaran, Impact Resistace Index, dan emisi pembakarannya. e. Pengujian
emisi
tidak
dilakukan
pada
aplikasi
tungku
briket
sesungguhnya oleh karena keterbatasan sampel. f. Jumlah senyawa emisi pembakaran briket terbatas pada kemampuan baca peralatan Gas Analyzer yang digunakan.
1.4. Tujuan Penelitian Berdasarkan uraian dari rumusan masalah penelitian maka yang menjadi tujuan pada penelitian ini adalah; a. Menganalisa karakteristik dari berbagai jenis char produk pirolisis limbah plastik melalui pengamatan fisik dan proximate analysis. b. Membuat briket char dan melakukan pengujian unjuk kerjanya sebagai bahan bakar.
6
1.5. Manfaat Penelitian Kegiatan penelitian dilakukan dengan harapan dapat diraih beberapa manfaat yaitu; a. Didapatkan tambahan sumber data (database) terkait karakteristik dari produk pirolisis limbah plastik dengan beberapa kondisi perlakuan proses yang bervariasi. b. Mampu mengoptimalkan nilai manfaat dari char sebagai produk pirolisis sehingga dapat digunakan sebagai sumber energi bentuk briket. c. Dapat diketahui efisiensi pembakaran briket dari beberapa jenis char serta dampaknya terhadap lingkungan.
