BAB I PENDAHULUAN 1 1.1
Latar Belakang Kehidupan manusia saat ini banyak menggunakan peralatan sehari-hari
yang terbuat dari plastik. Plastik dipilih karena memiliki banyak keunggulan yaitu kuat, ringan, fleksibel, tahan karat, tidak mudah pecah, mudah dibentuk untuk berbagai fungsi, mudah diberi warna dan merupakan isolator panas atau listrik yang baik. Namun di sisi lain juga memiliki kelemahan yaitu beberapa jenis plastik tidak tahan panas, beberapa jenis plastik membutuhkan waktu puluhan hingga ratusan tahun untuk terurai secara alami (non-biodegradable), dan jika tidak digunakan sesuai fungsinya, bahan-bahan kimia yang terkandung dalam plastik dapat membahayakan kesehatan. Sebagai contoh pembakaran plastik Polyvinyl Chloride (PVC) yang mengandung chlorine akan menghasilkan zat dioxin yang sangat berbahaya. Senyawa ini bila terhirup oleh manusia dapat mengakibatkan keracunan, memicu kanker, hepatitis, pembengkakan hati, gangguan sistem saraf dan memicu depresi. Produksi plastik di dunia pada tahun 2012 mencapai 241 juta ton. Gambar 1.1 menunjukan data dari Plastic Europe Market Research Group (PEMRG) yang menunjukkan besarnya produksi plastik di dunia pada tahun 2012. Asia (termasuk Jepang) merupakan produsen plastik terbesar kedua yaitu dengan presentase produksi sebesar 20,7% dari total produksi plastik di dunia.
Gambar 1.1 Produksi plastik di dunia tahun 2012 dalam Million tones (PEMRG, 2013)
1
PVC merupakan salah satu jenis plastik yang sangat luas penggunaannya. Gambar 1.2 menunjukkan data dari ICIS World Plastic Annual Study pada tahun 2014 yang menunjukkan bahwa persentase penggunaan plastik PVC per tahun mengalami peningkatan begitu pula dengan jenis plastik yang lain.
Gambar 1.2 Persentase penggunaan plastik di dunia berdasarkan jenis (ICIS, 2014) Usaha-usaha dalam menangani polusi lingkungan yang diakibatkan oleh sampah plastik sudah banyak diterapkan namun belum optimal. Mendaur ulang sampah plastik merupakan solusi yang kurang efektif karena pada akhirnya produk akhir daur ulang tidak dapat didaur ulang kembali. Pembakaran sampah plastik merupakan alternatif selain tempat pembuangan akhir, namun dalam prakteknya dapat menimbulkan pembentukan emisi gas-gas yang tidak dapat ditolerir seperti nitrous oxide, sulfur oxides, dusts, dioxins dan gas beracun yang lain (Ali, 2005). Memanaskan dengan suhu yang tinggi tanpa adanya udara yang masuk atau dalam ruang tertutup disebut pirolisis. Pirolisis juga dapat diartikan sebagai dekomposisi kimia melalui proses pemanasan tanpa menggunakan oksigen.
Keunggulan
dari
pirolisis
dibandingkan
dengan
pembakaran
(incineration) yaitu dapat mereduksi gas buang. Proses pirolisis sampah plastik merupakan teknologi konversi termokimia yang masih perlu dikembangkan. Hasil dari pirolisis limbah plastik berupa cairan, padatan dan gas. Cairan hasil pirolisis limbah plastik sering digunakan dalam penelitian karena dapat 2
langsung dimanfaatkan sebagai salah satu jenis bahan bakar cair dengan terlebih dahulu diteliti properties dan senyawa-senyawa yang terkandung di dalamnya. Hasil yang diperoleh dari proses cracking atau perengkahan limbah plastik dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor karena memiliki fraksi yang sama dengan komponen minyak bumi (Ermawati, 2011). Miller dkk. (2005) melakukan penelitian tentang pirolisis dengan menggunakan bahan baku polyethylene, banyaknya plastik yang akan terurai sekitar 60% menjadi hidrokarbon cair. Untuk pemanfaatan hidrokarbon cair menjadi minyak pelumas dilakukan dengan menggunakan metode hidro-isomerisasi, yaitu dengan menggunakan katalis khusus yang berfungsi menjadikan molekul-molekul isomer mempunyai viskositas yang tinggi. Padatan hasil pirolisis limbah plastik berupa arang (char) yang masih memiliki kadar karbon yang tinggi dapat diolah lebih lanjut menjadi bahan bakar briket. Gas hasil pirolisis merupakan gas yang tidak terkondensasi (non-condensable gas) yang masih dapat dimanfaatkan namun dengan proses lebih lanjut seperti proses pemisahan senyawa-senyawanya. Selain itu dari segi pengolahan dan penyimpanan lebih mudah untuk mengolah dan menyimpan produk berupa padatan daripada gas. Pada setiap proses pirolisis limbah plastik akan menghasilkan produk cairan, padatan dan gas yang berbeda jumlahnya. Salah satu faktor yang dapat mempengaruhi banyak cairan, padatan dan gas yang dihasilkan adalah pengaturan variasi temperatur reaktor. Pirolisis limbah plastik dengan temperatur reaktor yang rendah akan menghasilkan produk padatan yang banyak dan produk cairan yang sedikit. Sebaliknya, pirolisis limbah plastik dengan temperatur reaktor yang tinggi akan menghasilkan produk padatan yang sedikit dan produk cairan yang banyak. Namun jika temperatur terlampau tinggi maka produk cairan dapat semakin sedikit dikarenakan produk gas yang akan meningkat. Faktor-faktor lain yang mempengaruhi komposisi produk hasil pirolisis adalah jenis katalis, jenis bahan yang dipirolisis (feedstock) dan reformer. Padatan berupa arang (char) hasil dari pirolisis limbah plastik perlu dimanfaatkan kembali dan dikaji untuk mengoptimalkan pengolahan limbah plastik selain diambil hasil bahan bakar cairnya. Char ini meskipun jumlahnya
3
sangat kecil namun memiliki potensi sebagai sumber energi dengan diolah lebih lanjut. Salah satu metode pengolahan char tersebut adalah dengan diaplikasikan atau dibuat menjadi briket. Sesuatu yang menjadi penting adalah menganalisis pengaruh variasi temperatur pirolisis terhadap karakteristik char yang akan dibuat menjadi briket. Sekaligus unjuk kerja dari briket yang berasal dari char hasil pirolisis limbah plastik tersebut. Oleh karena itu penelitian ini ditujukan untuk mengetahui pengaruh variasi temperatur pirolisis terhadap karakteristik char yang dihasilkan melalui uji proximate dan sifat fisiknya untuk diterapkan menjadi bahan bakar briket. Selain itu juga diteliti kemampuan briket char tersebut melalui uji pembakaran briket dan uji emisi pembakaran briket agar dapat diketahui apakah briket tersebut layak digunakan dan ramah lingkungan. Sehingga pada akhirnya mampu mengoptimalkan pemanfaatan hasil pirolisis limbah plastik.
1.2
Perumusan Masalah Dalam penelitian ini akan difokuskan pada perbedaan karakteristik
produk char hasil pirolisis dari proses thermal cracking pyrolysis pada variasi temperatur 500o, 550o, 600o, 650o dan 700oC menggunakan bahan plastik Polyvinyl Chloride (PVC). Adapun rumusan masalah dalam penelitian ini meliputi: 1.
Bagaimanakah pengaruh variasi suhu terhadap karakteristik produk char pirolisis, beberapa parameter yang diteliti adalah moisture content, ash content, volatile matter, fixed carbon dan calorific value.
2.
Bagaimanakah unjuk kerja briket dari char hasil pirolisis sebagai bahan bakar, beberapa pengujian yang dilakukan adalah Impact Resistance Index, uji pembakaran briket dan uji emisi pembakaran briket.
1.3
Batasan Masalah Beberapa batasan masalah dalam melakukan penelitian ini adalah: 1.
Produk hasil pirolisis yang diteliti adalah produk char hasil pirolisis plastik PVC pada variasi suhu 500o, 550o, 600o, 650o dan 700oC.
2.
Pengujian karakteristik char berdasarkan uji proximate.
4
3.
Pengujian unjuk kerja briket meliputi Impact Resistance Index, uji pembakaran briket dan uji emisi pembakaran briket.
4.
Pengujian
emisi
tidak
dilakukan
pada
aplikasi
tungku
briket
sesungguhnya oleh karena keterbatasan sampel. 5.
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: 1.
Menganalisis pengaruh variasi temperatur terhadap karakteristik produk char pirolisis melalui proximate analysis.
2.
Membuat briket dari char hasil pirolisis dan melakukan pengujian unjuk kerja briket sebagai bahan bakar.
1.5
Manfaat Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan harapan dapat memberi beberapa
manfaat yaitu: 1.
Memberikan tambahan sumber data (database) terkait karakteristik dari produk char pirolisis limbah plastik dengan variasi suhu tertentu.
2.
Mengoptimalkan pemanfaatan dari char hasil pirolisis limbah plastik sebagai sumber energi berupa briket.
3.
Memperluas ilmu pengetahuan yang bermanfaat bagi perkembangan sumber energi terbarukan dan juga dunia pendidikan.
5
