PENELITIAN PENGUASAAN TEKNOLOGI INDUSTRI

Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015

F-3.1.0.1 Rev.0

KAK/ TOR PER KELUARAN KEGIATAN TAHUN 2015 1864.001 HASIL KAJIAN/ PENELITIAN PENGUASAAN TEKNOLOGI INDUSTRI Kementerian Negara/Lembaga

:

KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN (019)

Unit Eselon I

:

BADAN PENGKAJIAN KEBIJAKAN, IKLIM DAN MUTU INDUSTRI (07)

Program

:

Program Pengkajian Kebijakan, Iklim, dan Mutu Industri (12)

Hasil

:

Mewujudkan iklim usaha dan kebijakan yang kondusif

melalui

kebijakan

dan

perumusan iklim

di

dan

sektor

analisa industri,

pelaksanaan kebijakan dan iklim di bidang penelitian dan pengembangan industri sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku. Unit Eselon II/Satker

:

BALAI BESAR KIMIA DAN KEMASAN (412528)

Kegiatan

:

Penelitian dan Pengembangan Teknologi Kimia Kemasan (1864)

Indikator Kinerja Kegiatan

:

1. Terwujudnya hasil litbang yang siap diterapkan oleh industri untuk meningkatkan daya saing industri; 2. Terwujudnya kerjasama litbang antar lembaga litbang, PT, dan dunia usaha; 3. Terwujudnya jasa pelayanan teknis kepada dunia usaha; 4. Meningkatnya kemampuan LPK; 5. Layanan operasional perkantoran, manajemen, dan gaji BB Kimia Kemasan.

Satuan Ukur dan Jenis Keluaran

:

Jumlah hasil litbang

Volume

:

4 hasil litbang

A. Latar Belakang 1. Dasar Hukum Tugas Fungsi/ Kebijakan Berdasarkan Keputusan Menteri Perindustrian Nomor: 38/M-IND/PER/6/2006 tanggal 29 Juni 2006 tentang Organisasi dan Tata Kerja Balai Besar Kimia dan Kemasan, disebutkan bahwa Balai Besar Kimia dan Kemasan (BBKK) mempunyai tugas untuk melaksanakan

Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 1 dari 18


kegiatan penelitian, pengembangan, kerjasama, standardisasi, pengujian, sertifikasi, kalibrasi dan pengembangan kompetensi industri kimia dan kemasan sesuai kebijaksanaan teknis yang ditetapkan oleh Kepala Badan Pengkajian Kebijakan, Iklim dan Mutu Industri.

2. Gambaran umum Dalam rangka menjalankan peran sebagai lembaga litbang, setiap tahunnya BBKK mengalokasikan anggaran DIPA – nya untuk membiayai kegiatan litbang dengan fokus pada bidang kimia, kemasan, dan cemaran. Perkembangan jumlah penelitian yang dibiayai oleh Rupiah Murni (RM) DIPA BBKK selama 5 (lima) tahun terakhir adalah sebagai berikut :

Tahun

Jumlah

2010

15

Judul Penelitian 1. Sintesis dan karakterisasi partikel nano berbasis sumber daya alam lokal dengan proses kimia 2. Pembuatan β glukan dari ubi kayu untuk kosmetik 3. Efektifitas penggunaan anti oksidan kayu secang pada industri makanan 4. Optimalisasi proses pembuatan coco-diethanolamida 5. Aplikasi stearyl alkohol sebagai emulsifier pada lotion dan cream (kosmetik) 6. Pembuatan pelet dari limbah industri bir untuk mengikat logam-logam berat 7. Pengembangan PCMs berbahan baku lokal untuk penerapan CRB 8. Pembuatan instalasi pengolahan air limbah (IPAL) laboratorium 9. Inhouse riset : Kajian serta aplikasi nano partikel berbasis sumber daya alam lokal pada industri kimia dan kemasan 10. Inhouse riset : Pembuatan ester dari palm oil (asam palmitat) dengan proses biokatalitik sebagai bahan baku industri 11. Inhouse riset : Penelitian fraksinasi komponen aktif pada temugiring, temukunci, dan temulawak pada industri kosmetik 12. Inhouse riset : Penelitian migrasi komponen terhadap berbagai kemasan pangan 13. Inhouse riset : Penelitian penguasaan berbagai jenis pati untuk edible film 14. Inhouse riset : Proses pembuatan biogas skala semi pilot plant 15. Inhouse riset : Pembuatan polygliserol ester sebagai surfaktan pada industri makanan.


Anggaran 726.312.000


2011

8

1. Aplikasi biosorben limbah bir, TiO2/PCC zat karbon aktif dalam pemenuhan baku mutu limbah cair IKM elektroplating

409.060.000

2. Peningkatan kualitas palet kayu dengan metode dan bahan fumigasi alternatif 3. Pemanfaatan limbah plastik daur ulang sebagai komposit material meubel 4. Pembuatan lapis tipis nano partikel TiO2 dengan proses sol gel untuk perangkap nyamuk 5. Kemasan layak santap (edible packaging) berbasis pati sagu dan pati garut termodifikasi 6. Inhouse riset : Penelitian penggunaan limbah bir, TiO2/ PCC dalam pemenuhan baku mutu limbah cair industri 7. Inhouse riset : Penelitian metode kristalisasi metil sinamat dari minyak laja gowah (Alfinia Malaccencis) 8. Inhouse riset : Pembuatan edible film dari keragenan

2012

3

1. Optimalisasi operasional spinning band distillation column melalui pembuatan sistem receiver destilat dan pemrograman komputer

144.220.000

2. Kompatibilitas biodegradable polimer terhadap material berbasis poliester 3. Inhouse riset : Verifikasi metode pengujian SNI untuk E.Coli menggunakan Rapid Test

2013

4

1. Optimalisasi anti aging pada krim SLN (Solid Lipid Nano partikel) berbasis turunan kelapa sawit dengan penambahan bahan aktif alam 2. Pengolahan limbah tekstil dengan foto reaktor silinder berputar skala pilot plant menggunakan katalis TiO2 – Zeolit 3. Pembuatan edible film dari karagenan dan tapioka termodifikasi 4. In House Riset Pengaruh Amilopektin Terhadap Karakteristik Edible Film

245.110.000

2014

4

1. Pembuatan Kemasan Pintar (Smart Packaging) Untuk

302.840.000

Produk Pangan Olahan 2. Sintesis Iso-Eugenol Menggunakan metode Sonikasi 3. Optimalisasi Penggunaan Absorben dan Nano TiO2 dalam Penerapan sebagai Perangkap Nyamuk 4. Konversi Bioetanol Menjadi Bioetilen Sebagai Bahan Baku Plastik Polietilen Nabati Untuk Kemasan Makanan



Untuk tahun anggaran 2015, BBKK mengajukan untuk melaksanakan kegiatan penelitian dibawah ini agar dibiayai oleh anggaran Rupiah Murni (RM) DIPA BBKK tahun 2015. Tahun 2015

Jumlah

Judul Penelitian

4

1. Pemanfaatan Gas Hasil Samping Proses Pirolisis Plastik Sebagai Bahan Bakar; 2. Pengembangan Dan Aplikasi Kemasan Pintar (Smart Packaging) Untuk Produk Pangan Olahan (Tahun II) 3. Optimalisasi Konversi Bioetanol menjadi Bioetilen sebagai Subsitusi Bahan Baku Plastik Polietilen (Tahun II) 4. Aplikasi Fasa Cair Hasil Pirolisis Limbah Plastik Sebagai Solven dan Bahan Bakar

Anggaran

515.280.000

Gambaran umum dari masing-masing judul penelitian tahun anggaran 2015 adalah sebagai berikut : 1. Pemanfaatan Gas Hasil Samping Proses Pirolisis Plastik Sebagai Bahan Bakar 2.1 Latar Belakang Seiring bertambahnya jumlah penduduk dunia, konsumsi akan barang-barang berbahan plastik semakin meningkat. Menurut perhitungan Kementerian Lingkungan Hidup, jumlah sampah plastik setiap hari 23.600 ton dengan asumsi 230 juta penduduk Indonesia. Kini sampah plastik menumpuk hingga 6 juta ton, atau kira-kira setara dengan berat sejuta gajah dewasa. (TEMPO, 2011) Proses pengolahan limbah plastik menjadi hidrokarbon melalui beberapa tahapan proses utama. Tahapan proses penting dalam konversi limbah plastik adalah proses pirolisis (Miller et.al.,2005). Pirolisis merupakan teknik pembakaran sampah sekaligus penyulingan bahan tanpa O2 dengan suhu tinggi (800 – 1000 oC), dan gas yang dihasilkan berguna dan aman bagi lingkungan, Selain gas (C1 hingga C4), senyawa hidrokarbon cair mulai dari C7, dan senyawa rantai panjang seperti parafin dan olefin (Lee et.al., 2003). Adapun keuntungan dari metode pirolisis untuk pembakaran limbah plastik yaitu dapat mengatasi limbah plastik yang tidak dapat didaur ulang, beroperasi tanpa membutuhkan udara atau campuran hidrogen dan tidak memerlukan tekanan tinggi. Pada proses pirolisis limbah plastik akan diubah menjadi fraksi cair, residu bahan padat dan fraksi gas. Fraksi gas berupa H2, CO, CO2, CH4, C2H2, C2H4, C2H6, methyl-acetylane, propylene, C3H6 dan nC4H10. Gas yang dihasilkan diharapkan dapat dipakai sebagai bahan bakar. Berdasarkan penelitian terdahulu tahun 2011 dan 2013 telah berhasil didapatkan fraksi cair

dari proses pirolisis rata-rata sebesar 85-90%. Pada penelitian ini akan

memanfaatkan hasil samping gas hasil pirolisis. Gas yang dihasilkan diharapka dapat menjadi bahan bakar genset, dimana dari genset tersebut gas akan dikonversi menjadi listrik.



2.2 Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah : a. Memanfaatkan gas hasil samping proses pirolisis sebagai bahan bakar b. Menunjang program strategi penyediaan energi baru dan pengolahan limbah plastik dengan memberikan alternatif teknologi yang dimanfaatkan untuk masyarakat luas. 2.3 Indikator keluaran 

Kualitas hasil pirolisis plastik yang lebih baik dengan proses yang optimal.



Tertanganinya permasalahan lingkungan yang disebabkan oleh limbah plastik.

2.4 Keluaran 

Diperolehnya gas hasil samping proses pirolisis yang dapat digunakan sebagai bahan bakar



Karya Tulis Ilmiah

2.5 Metodologi Penelitian Penelitian ini dilakukan di laboratorium dan bengkel yang ada di Balai Besar Kimia dan Kemasan dan dilakukan dalam beberapa tahapan yakni :

Tahap 1 : Peparasi bahan baku dan katalis Bahan baku yang digunakan dalam percobaan ini adalah limbah plastik. Limbah plastik yang digunakan dalam percobaan ini merupakan jenis polietilene. Limbah plastik ini berasal dari beberapa tempat di daerah Kalisari, Jakarta timur. Preparasi katalis dimaksudkan untuk mendapatkan katalis yang memiliki karakter yang baik (keasaman dan kristalinitas yang tepat) dan selektif untuk digunakan sebagai katalis pada proses pirolisis.

Tahap 2 : Uji coba Pertama-tama plastik di hancurkan dengan besaran 2-5 cm. selanjutnya plastik dan katalis dimasukkan ke hoper fluidized reactor dimana fluidized reactor telah dilengkapi dengan pemanas (furnace). Selama proses konversi plastik akan berubah dari fasa padat menjadi fasa cair dalam bentuk uap dan gas. Fasa uap yang mengandung beberapa senyawa penyusun hidrokarbon, benzene, toluene dan xylene akan terbawa oleh gas untuk diproses lebih lanjut pada alat pendingin (condenser) untuk dipisahkan antara fraksi cair dan gas. Fasa gas akan dimanfaatkan sebagai bahan bakar.



Alur proses penelitian :

Plastik jenis PE

Dimasukan ke reaktor pirolisis untuk diproses

Charcoal

Produk

Bahan bakar Cair

Gas

Ditampung dalam Gas Holder (penampung gas)

Dialirkan ke Genset

PRODUK (LISTRIK)

2. Pengembangan Dan Aplikasi Kemasan Pintar (Smart Packaging) Untuk Produk Pangan Olahan (Tahun II) 2.1 Latar Belakang Isu penggunaan kemasan makanan saat ini sedang hangat menjadi perbincangan bagi para pelaku industri kemasan dan industri pengolahan pangan. Adanya peraturan Kepala BPOM tentang pengawasan kemasan pangan No HK .03.1.23.07.11.6664 tahun 2011 membuat para pelaku industri kemasan pengolahan pangan dituntut membuat kemasan yang aman buat pangan. Regulasi internasional juga banyak mengatur tentang kemasan yang aman untuk produk pangan seperti Uni Eropa dalam directives EC No.10/2011, begitu juga FDA dengan 21 CFR-nya. Dikaitkan dengan isu lingkungan, industri kemasan pengolahan pangan dituntut juga menggunakan material yang ramah lingkungan. Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 6 dari 18


Pangan olahan (processed food) merupakan jenis pangan yang diperoleh melalui proses pengolahan terlebih dahulu sebelum dikonsumsi yang salah satu tujuannya adalah untuk memperpanjang umur simpan terutama untuk produk pangan yang mudah rusak bila tidak diolah. Untuk menjamin keamanan produk pangan olahan tersebut, proses pengolahan yang baik harus dilanjutkan dengan proses pengemasan yang baik pula. Jenis produk pangan olahan yang mudah rusak adalah daging olahan, produk-produk susu dan olahannya serta berbagai pangan olahan lainnya. Misalnya, kemasan untuk daging olahan banyak dijumpai dalam bentuk plastik dan kaleng. Dalam kemasan plastik umumnya produk daging olahan harus disimpan pada suhu dibawah -18oC. Hal yang dapat terjadi pada produk ini adalah sudah dipilih kemasan dengan tepat, namun apabila kondisi pendinginan pada rantai logistik mengalami gangguan pada saat transportasi maka sampai di tangan konsumen kualitas produk yang dikemasa tidak dapat dijamin sepenuhnya, Untuk itu konsumen memerlukan informasi langsung tentang kondisi kualitas produk daging olahan yang mereka beli.

Salah satu

upaya untuk membantu konsumen maupun produsen terkait hah tersebut di atas, maka perlu dibuat smart atau intelligent packaging atau kemasan pintar. Kemasan pintar ini masih sangat jarang ditemui di Indonesia walaupun sudah banyak tuntutan dari konsumen. Oleh karena itu Balai Besar Kimia dan Kemasan mencoba menjawab tuntutan konsumen produk pangan olahan dengan membuat smart packaging untuk produk pangan olahan yang dapat di produksi secara massal oleh industri kemasan ataupun industri pengolahan pangan. 2.2 Tujuan Memperoleh indikator smart packaging yang akan diaplikasikan untuk pembuatan smart packaging produk pangan olahan maupun pangan yang mudah rusak (perishable food). 2.3 Indikator keluaran Laporan Penelitian dan indikator untuk kemasan baru yang dapat diaplikasikan untuk produk pangan olahan. 2.4 Keluaran Indikator Smart packaging untuk smart packaging produk olahan. 2.5 Metodologi Penelitian Penentuan jenis kemasan, penentuan jenis produk daging olahan, pembuatan indikator smart packaging, aplikasi indikator smart packaging untuk pembuatan smart packaging untuk produk pangan olahan. 3. Optimalisasi Konversi Bioetanol menjadi Bioetilen sebagai Subsitusi Bahan Baku Plastik Polietilen (Tahun II) 2.1 Latar Belakang Salah satu bahan kimia yang sangat potensial digunakan dalam pembuatan bahan baku plastik adalah senyawa etilen. Senyawa etilen ini merupakan platform petrokimia Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 7 dari 18


yang dapat memproduksi baik secara langsung ataupun tidak langsung polimer sintetik utama diantaranya High-Density Polyethylene (HDPE) dan Low- Density Polyethylene (LDPE), Polyvinyl Chloride (PVC), Polystyrene (PS) dan Polyathylene Terephthalate (PET). Hampir semua produksi etilen menggunakan bahan baku petroleum (terutama di Eropa dan Asia). Kapasitas produksi mencapai 138 juta ton per tahun (2011). Tetapi dengan meningkatnya harga minyak bumi yang berasal dari fosil dan bertambahnya emisi gas rumah kaca pada proses produksi etilen maka sekarang ini difokuskan penggunaan bahan baku terbarukan untuk memproduksi etilen tersebut. Sebagai akibatnya bioetanol telah dianggap sebagai pilihan yang benar dilihat dari teknologi dan potensi ekonominya. Proses bioetanol menjadi bioetilen merupakan jawaban atas pengamanan pasokan etilen di masa yang akan datang yang ketersediaannya sangat terbatas. Untuk itu perlu dikembangkan teknologi pembuatan etilen dengan menggunakan bahan baku bioetanol. Secara global kebutuhan dunia akan etilen sangat tinggi yaitu 119 juta ton pada tahun 2010. Sebanyak 61 % digunakan untuk produksi polietilen (PE) dan 13 % untuk memproduksi etilen oksida (EO). Di Cina kebutuhan etilen sampai tahun 2015 sekitar 38 juta ton dengan kecepatan pertumbuhan 5,1% pertahun mulai dari 2011-2012. Brazil telah memproduksi bioetilen dengan menggunakan bahan baku gula tebu lebih ekonomis. Proses pembuatan bioetilen dari gula tebu

dapat menghemat energi fossil

sekitar 60 % apabila dibandingkan dengan produksi secara proses petrokimia. Begitu juga emisi gas nya dapat berkurang sekitar 40 %. Jika semua bioetanol yang diproduksi untuk transportasi digunakan untuk pembuatan bioetilen, maka bioetilen ini akan dapat memenuhi kebutuhan global sebanyak 25 %. Pada kegiatan tahun ini akan dilakukan peningkatan spesifikasi produk yang dihasilkan karena pada reaksi dehidrasi etanol menjadi etilen adalah reaksi concecutiveparalel dengan dietil eter sebagai produk antara. Harga konstanta laju reaksi saling berhubungan satu sama lain sehingga keseluruhan konstanta dapat ditentukan dengan penentuan satu konstanta laju pengurangan etanol manjadi eter. Model untuk reaksi dehidrasi etanol menjadi etilen dapat disusun dari persamaan neraca massa berskala pelet katalis maupun berskala reaktor. Persamaan yang terbentuk merupakan persamaan diferensial biasa orde dua. Persamaan ini dipecahkan dengan metode Runge-Kutta dan disimulasikan pada berbagai kondisi operasi. 2.2 Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah optimalisasi proses sehingga didapatkan kondisi yang sesuai untuk pembuatan senyawa bioetilen 2.3 Indikator keluaran Dihasilkannya spesifikasi bioetilen sesuai dengan bahan baku pembuatan plastik bioetilen.



2.4 Keluaran Didapatkannya satu teknologi proses pemurnian bahan baku polimer nabati (Bioetilen) dengan menggunakan bahan baku bioetanol. 2.5 Metodologi Penelitian Metodologi yang dilakukan pada kegiatan ini adalah : Optimalisasi proses pembuatan bioetilen, pemurnian produk bioetilen dan uji spesifikasi produk bioetilen dengan standar bahan baku pembuatan plastik polietilen. 4. Aplikasi Fasa Cair Hasil Pirolisis Limbah Plastik Sebagai Solven dan Bahan Bakar (Tahun III) Seiring bertambahnya jumlah penduduk dunia, konsumsi akan barang-barang berbahan plastik semakin meningkat. Menurut data dari Kementerian Lingkungan Hidup, jumlah sampah plastik setiap hari 23.600 ton dengan asumsi 230 juta penduduk Indonesia. Kini sampah plastik menumpuk hingga 6 juta ton, atau kira-kira setara dengan berat sejuta gajah dewasa (TEMPO, 2011). Meningkatnya jumlah permintaan plastik disebabkan karena plastik memiliki banyak kelebihan dibandingkan bahan lainnya. Barang berbahan baku plastik umumnya lebih ringan, bersifat isolator, tidak berkarat dan proses pembuatannya lebih murah. Plastik yang banyak terdapat di masyarakat banyak berasal dari bahan polietilene (PE) berupa HDPE (High density polyethylene) dan LDPE (Low density polyethylene). Barang berbahan plastik tidak dapat membusuk, tidak dapat menyerap air dan pada akhirnya tidak dapat diuraikan/didegradasi dalam tanah sehingga menimbulkan masalah bagi lingkungan. Limbah plastik yang ada pada saat ini pada umumnya hanya dibuang (landfill), dibakar atau didaur ulang (recycle). Proses tersebut belum menyelesaikan semua permasalahan limbah plastik. Pada proses landfill, apabila plastik dibakar pada suhu rendah, limbah plastik akan menghasilkan senyawa yang berbahaya yang bersifat karsinogen seperti poly chloro dibenzodioxins dan poly chloro dibenzofurans. Daur ulang limbah plastik merupakan cara yang sering digunakan untuk mengurangi jumlah limbah plastik yang ada. Namun kenyataannya hanya sedikit dari limbah plastik yang dapat didaur ulang dan bahan hasil daur ulang mempunyai kualitas yang rendah. Maka dari itu dicari cara lain untuk mengatasi limbah plastik sehingga dapat dijadikan suatu produk yang lebih berguna bagi masyarakat pada masa yang akan datang. Dilihat dari bahan dasarnya, limbah plastik berpotensi mempunyai nilai ekonomis sebagai sumber bahan baku jika diolah dengan cara yang tepat yaitu akan menghasilkan hidrokarbon sebagai bahan dasar energi. Apabila ditinjau dari bahan baku penyusunnya, plastik merupakan bagian dari molekul hidrokarbon minyak bumi (naphtha). Sekitar 8 % dari minyak bumi di dunia digunakan untuk membuat plastik, zat penyusun utama dasarnya adalah karbon dan hidrogen. Karbon mempunyai kemampuan untuk berikatan membentuk rantai yang panjang seperti oktane: CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3. Plastik yang mempunyai struktur paling sederhana adalah polietilene. Umumnya susunan molekul



polietilene

terdiri

dari

sekitar

1000

atom

karbon

didalam

rantai

ikatan

(http://www.plastic.web.id/plastic_chemistry). Kehidupan manusia pada saat ini terutama pada masyarakat modern, tidak dapat terlepas dari kebutuhan energi. Kebutuhan tersebut bahkan bisa dikatakan sudah menjadi kebutuhan pokok karena energi menjadi komponen penting bagi peralatan yang mendukung aktivitas sehari hari pada berbagai sektor. Sehingga

bahan-bahan

yang

dapat menjadi

sumber energi merupakan komoditas yang sangat strategis. Amanat Perpres No 5 tahun 2006 menyatakan bahwa pada tahun 2025 tercapainya energi mix primer yang optimal dengan memberikan peranan yang lebih besar terhadap sumber energi alternatif untuk mengurangi ketergantungan pada minyak bumi. Terwujudnya keamanan pasokan energi sesuai perpres No. 5 tahun 2006 yaitu diantaranya peranan minyak bumi menurun maksimum menjadi 20%. pada tahun 2025. Disamping itu peranan biofuel meningkat menjadi 5 % pada tahun 2025. Demikan juga untuk energi alternative lainnya. Proses pengolahan limbah plastik menjadi hidrokarbon melalui beberapa tahapan proses utama. Tahapan proses penting dalam konversi limbah plastik adalah proses pirolisis (Miller et.al.,2005). Pirolisis merupakan teknik pembakaran sampah sekaligus penyulingan bahan tanpa O2 dengan suhu tinggi (400 – 600 oC), dan gas yang dihasilkan berguna dan aman bagi lingkungan, karena produk akhir yang dihasilkan berupa CO 2 dan H2O. Selain gas (C1 hingga C4), senyawa hidrokarbon cair mulai dari C7, dan senyawa rantai panjang seperti parafin dan olefin (Lee et.al., 2003). Adapun keuntungan dari metode pirolisis untuk pembakaran limbah plastik yaitu dapat mengatasi limbah plastik yang tidak dapat didaur ulang, beroperasi tanpa membutuhkan udara atau campuran hidrogen dan tidak memerlukan tekanan tinggi. HCl yang terbentuk sebagai sebuah produk dapat diperoleh kembali sebagai bahan baku, reduksi energi yang digunakan sampai 20 kali, polutan-polutan dan pengotor menjadi terkonsentrasi sebagai residu padatan, selanjutnya, karena pirolisis dilakukan pada sistem tertutup maka tidak ada polutan yang keluar. Proses pirolisis yang dilakukan perlu ditambahkan katalis RFCC (Residu Fluid Catalityc Cracking) mempunyai komponen utama silika dan alumina oxide, selain itu juga memiliki kandungan Sodium, Calsium, Magnesium dan sedikit Lanthanum serta Cerium. Adanya penambahan katalis menyebabkan proses cracking menjadi lebih optimal. Keaktifan suatu katalis terdapat pada sisi asam yang sangat memungkinkan untuk melakukan pemecahan molekul dengan baik menjadi fraksi-fraksi ringan seperti yang diinginkan, tanpa banyak terjadi pengendapan coke pada permukaan katalis. Katalis untuk proses reforming pirolisis memiliki persyaratan utama yaitu luas permukaan yang besar, volume pori yang besar, jari-jari yang homogen serta sifat kimia yang menunjang khususnya sifat keasamannya. Untuk itu diperlukan upaya agar mendapatkan keempat hal tersebut dengan preparasi yang dilakukan. (Windarti dan Suseno, 2002). Pada penelitian sebelumnya (tahun 2011) yang berjudul “Rekayasa Alat Untuk Mengolah Limbah Plastik Menjadi Sumber Energi Dengan Metode Pirolisis”, didapatkan hasil fraksi cair memiliki konversi sebesar 40%. Pada tahun 2013 dilakukan penelitian lanjutan



untuk menyempurnakan peralatan dan proses, Produk dari PE pirolisis terdiri dari 12,5 % b/b gas yang tidak terkondensasi, 85 % b/b produk cair, dan kurang dari 2.5 % fase padat. Hasil analisa fasa cair hasil pirolisis limbah plastik seperti yang ditunjukan pada gambar 1, % yield dihasilkan light nafta (C4-C7), heavy nafta (C7-C11), kerosin (C10-C16), light gas oil (C12C14) dan heavy gas oil (C16-C28) dan residu

(> C25). Setelah didistilasi Residu yang

tertinggal 2.5 -3.4 % Vol, Loss sekitar 0.6-1.5 % Vol, dimana initial boiling point pada suhu 63 oC

dan 70 oC untuk fasa cair yang diproses dengan katalis zeolite alam dan katalis RCC,

Flash boiling point pada suhu 374 oC dan 371 oC fasa cair yang diproses dengan katalis

% Vol Fraksi Destilasi

zeolite alam dan katalis RCC. 35 30 25 20 15 Zeolit

10

RCC

5 0 Fraksi Light Nafta

Fraksi Heavy Nafta

Fraksi kerosin

Fraksi Light Gas Oil

Fraksi Heavy Gas oil

Residu

Jenis Fraksi Destilasi Gambar 1. Fraksi distilasi fasa cair hasil pirolisis limbah plastic

Gambar 2. Grafik produktivitas fasa cair hasil Dengan katalis zeolit alam Lampung pirolisis limbah lastik yang dihasilkan yg telah diaktifkan



Proses pirolisis menghasilkan fraksi cair, gas dan padat. Fraksi cair minyak pirolisis plastik dapat digunakan sebagai bahan bakar dan solven setelah melalui proses pemisahan fraksinansi berdasarkan sifat dan suhu. Berdasarkan sifat pemisahan, produk yang akan dihasilkan adalah solven dan solar. Solven yang didapat akan diaplikasikan pada industri cat setelah diproses dan ditambahkan aditive tertentu. Sedangkan solar yang didapatkan setelah dianalisa spesifikasinya untuk dipakai pada mesin yang cocok misalnya genset. Hasil dari proses pirolisis ditunjukan pada gambar 2.

Fasa cair hasil pirolisis limbah plastik yang

dihasilkan dapat menjadi sumber bahan bakar dan solven sehingga akan meningkatkan nilai tambah dari limbah plastik. Seiring dengan meningkatnya harga maupun pasokan bbm yang menipis penggunaan fasa cair hasil pirolisis limbah plastik dapat menjadi salah satu solusi. Fasa cair hasil pirolisis limbah plastik dapat digunakan sebagai bahan bakar pada proses industry yang menggunakan solar. Adapun peralatan industry yang menggunakan bahan bakar diantaranya adalah burner, pembangkit listrik mau alat-alat proses yang lainnya. Pada penelitian yang akan dilakukan ini, fasa cair hasil pirolisis limbah plastik akan digunakan sebagai pembangkit pada generator listrik. Dimana generator akan dihidupka dengn menggunakan fasa cair hasil pirolisis limbah plastik dan generator tersebut akan menghasilkan listrik yang dapat digunakan untuk penerangan maupun sebagai sumber energy proses pirolisis.

Gambar 3. Genset Selain sebagai sumber energy, fasa cair hasil pirolisis limbah plastik dapat juga digunakan sebagai soven pada cat. Cat adalah bahan pelapis yang digunakan sebagai lapisan yang mampu memberi fungsi keindahan, perlindungan, serta menampilkan fungsi keindahan lainnya pada sebuah permukaan. Sifat cat pada umumnya yaitu memiliki daya rekat dan dapat menutupi permukaan dengan mudah. Formulasi/bahan dasar cat terdiri dari 4 komponen yaitu binder, solven, pigment, dan additive. Dimana keempat komponen tersebut memiliki fungsi atau kegunaan masing-masing. Adapun jenis-jenis solven yang umum digunakan dalam formulasi cat untuk kelompok hidrokarbon adalah n-Hexane, n-Heptane, Benzene, Toluene, Ethyl benzene, Xylene (mixed isomers). Solven hidrokarbon memiliki



struktur dasar H (hydrogen ) dan C (karbon). Solven-solven golongan hidrokarbon hampir seluruhnya berasal dari hasil distilasi minyak bumi yang

merupakan campuran (bukan

senyawa murni), sehingga titik didihnya berupa range dari minimum sampai

maksimum,

bukan merupakan titik didih tunggal. Solven hidrokarbon ini terbagi menjadi tiga golongan, yaitu: aliphatis, aromatis dan halogenated hidrokarbon. Solven dari golongan aliphatis dibagi menjadi 2 golongan yaitu jenuh dan tidak jenuh, untuk golongan ikatan jenuh salah satunya berupa siklis nafta. Berdasar hasil penelitian sebelumnya produk fasa cair hasil pirolisis limbah plastik berupa fraksi light nafta dan fraksi heavy nafta maka dapat diaplikasikan menjadi suatu produk solven. 2.1 Tujuan -

Memanfaatkan limbah plastik menjadi komponen hidrokarbon sebagai solven yang dapat diaplikasikan untuk industri cat dan bahan bakar

-

Mendapatkan publikasi ilmiah

-

Menunjang program strategi diversifikasi energi

-

Mendukung kebijakan pemerintah yang tertuang dalam Perpres No 5 th 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional

2.2 Keluaran -

Minimalisasi limbah plastik yang sulit terurai di lingkungan

-

Diperolehnya solven cat dari fase cair limbah plastik

-

Diversifikasi energi alternatif dari fase cair limbah plastik

-

Diterbitkannya hasil penelitian ini pada Jurnal yang terakreditasi nasional

-

Sosialisasi hasil penelitian ini pada workshop

B. Penerima Manfaat Secara umum penerima manfaat dari kegiatan ini adalah : 1. Internal BBKK : - Meningkatkan kompetensi peneliti dan perekayasa BBKK; - Meningkatkan jumlah penelitian dan perekayasaan di bidang kimia,kemasan, dan cemaran; - Meningkatkan daya guna penggunaan peralatan laboratorium riset; - Meningkatkan daya saing BBKK di bidang kemasan; - Meningkatkan pendapatan BBKK di bidang kerjasama penelitian dan perekayasaan. 2. Eksternal (masyarakat industri): - Memenuhi kebutuhan jasa pelayanan teknis di bidang litbang industri kimia dan kemasan.

C. Strategi Pencapaian Keluaran 1. Metode Pelaksanaan



Metode pelaksanaan kegiatan yang dilaksanakan per masing-masing judul penelitian adalah sebagai berikut: 1. Pemanfaatan Gas Hasil Samping Proses Pirolisis Plastik Sebagai Bahan Bakar a. Studi pustaka dan studi lapangan; b. Persiapan penelitian; c. Percobaan laboratorium; d. Analisa hasil percobaan; e. Pengolahan data; f. Penyusunan laporan. 2. Pengembangan Dan Aplikasi Kemasan Pintar (Smart Packaging) Untuk Produk Pangan Olahan (Tahun II) -

Studi pustaka dan studi lapangan

-

Persiapan penelitian

-

Pengembangan smart packaging untuk produk pangan olahan

-

Aplikasi smart packaging untuk produk pangan olahan

-

Pengujian umur simpan pangan olahan

-

Pengujian mutu produk pangan olahan

-

Focus Group Discussion mengenai kemasan pintar dengan instansi terkait (BPPT, LIPI, BATAN, IPB)

-

Perhitungan tekno ekonomi

-

Evaluasi dan penyusunan laporan

3. Optimalisasi Konversi Bioetanol menjadi Bioetilen sebagai Subsitusi Bahan Baku Plastik Polietilen (Tahun II) Survey literatur dan lapangan, persiapan alat dan bahan, persiapan katalis dan katarisasi, pembuatan bioetilen, analisa produk dan evaluasi. 4. Aplikasi Fasa Cair Hasil Pirolisis Limbah Plastik Sebagai Solven dan Bahan Bakar (Tahun III) Penelitian ini dilakukan di laboratorium dan bengkel yang ada di Balai Besar Kimia dan Kemasan. 

Alat dan Bahan

Alat : 

Crusher,



Reaktor pirolisis



GC-MS (Gas Chromatography Mass Spectrum)



Alat fraksinasi



XRF (X-Ray Flouresence) Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 14 dari 18


Bahan 

Bahan plastik polyethylene (PE)



Katalis RFCC



Zeolit



CaCO3

Metode yang dilakukan meliputi beberapa tahapan yakni : a. Tahap 1 : Mendapatkan Fasa Cair Hasil Pirolisis Limbah Plastik Untuk mendapatkan fasa cair, proses pirolisis dilakukan sesuai dengan kondisi proses penelitian sebelumnya dengan alat yang telah dibuat pada penelitian sebelumnya. Fasa cair hasil pirolisis limbah plastik yang merupakan hasil dari proses pirolisis dengan bahan baku plastik jenis PE dengan penambahan katalis RCC dengan perlakuan pendahuluan dan penambahan senyawa-senyawa tertentu dan perbandingan tertentu juga telah didapat pada penelitian sebelumnya. Pada proses pirolisis yang dilakukan ditambahkan katalis bertujuan agar yield Fasa Cair Hasil Pirolisis dapat meningkat. b. Tahap 2 : Fraksinasi Fasa Cair Hasil Pirolisis dilakukan fraksinasi agar dapat memisahkan impuritis maupun fraksi (cutting) yang terbentuk menjadi solven dan bahan bakar dengan variasi suhu sebagai variable penelitian. c. Tahap 3 : Analisa Analisa yang dilakukan untuk percobaan ini adalah 1)

Destilasi bertingkat (fraksinasi cutting)

2)

Analisa produk fase cair  Analisa komposisi dan kualitas solven  Analisa komposisi dan kualitas bahan bakar

d. Tahap 4 : Aplikasi Dilakukan ujicoba terhadap hasil fraksinasi dari fasa cair hasil pirolisis plastik yang berupa solven dan bahan bakar solar 1) Ujicoba Fasa Cair Hasil Pirolisis sebagai solven Ujicoba Fasa Cair Hasil Pirolisis dilakukan pada cat dengan bekerjasama dengan industri cat yang berada di Cibinong, Jawa Barat. Adapun kerjasama aplikasi dilakukan dengan : - Membuat produk cat dengan formulasi variabel solven hasil proses pirolisis plastik - Mencampur solven cat yang biasa digunakan industri dengan solven hasil proses pirolisis - Uji spesifikasi produk cat sesuai standar SNI 2) Ujicoba Fasa Cair Hasil Pirolisis sebagai bahan bakar Ujicoba Fasa Cair Hasil Pirolisis dilakukan pada mesin generator (genset) dilakukan di BBKK. - Uji performa mesin genset meliputi daya efektif, torsi, tekanan efektif rataBalai Besar Kimia dan Kemasan Hal 15 dari 18


rata, konsumsi bahan bakar spesifik, efisiensi thermal. e. Rancangan (Design) Riset untuk aplikasi fasa cair hasil pirolisis sebagai bahan bakar dan solven. Rancangan riset yang akan dilakukan adalah sebagai berikut :

Fasa Cair Hasil Pirolisis

Fraksinasi berdasarkan perbedaan suhu

Uji Spesifikasi (Solven dan Bahan bakar),sesuai SNI

Penambahan aditiv

Uji Coba Aplikasi

Bahan Bakar (Mesin statis/Genset)

Analisa Performa Mesin dengan menggunakan Bahan Bakar

Solven (Industri Cat)

Analisa Produk Cat

Analisa performance setelah diaplikasikan di lapangan sesuai SNI Gambar 4. Alur proses penelitian 2. Tahapan dan Waktu Pelaksanaan Secara garis besar kegiatan penelitian dilakukan sesuai tahapan berikut : 1. Pemanfaatan Gas Hasil Samping Proses Pirolisis Plastik Sebagai Bahan Bakar



No

Jenis Kegiatan

1

Penelusuran pustaka dan survei industri

2

Pengadaan bahan dan peralatan

3

Preparasi bahan baku plastik dan katalis

4

Ujicoba, Analisa dan aplikasi

5

Evaluasi Hasil

6

Pembuatan Laporan

7

Seminar

Bulan ke 1

2

3

4

5

6

7

8

2. Pengembangan Dan Aplikasi Kemasan Pintar (Smart Packaging) Untuk Produk Pangan Olahan (Tahun II) No

Jenis Kegiatan

Bulan ke 1

1.

Studi pustaka dan studi lapangan

2.

Persiapan penelitian

3.

Pengembangan smart packaging untuk

2

3

4

5

6

7

8

9

10

produk pangan olahan

4.

Aplikasi smart packaging untuk produk pangan olahan

5.

Pengujian umur simpan pangan olahan

6.

Pengujian mutu produk pangan olahan

7.

Pelaksanaan FGD

8.

Perhitungan tekno ekonomi

9.

Evaluasi dan pelaporan

3. Optimalisasi Konversi Bioetanol menjadi Bioetilen sebagai Subsitusi Bahan Baku Plastik Polietilen (Tahun II) No

Uraian

Bulan ke 1

1

Studi literatur dan survey lapangan

2.

Persiapan alat dan bahan

3.

Optimalisasi proses pembuatan bioetilena

4.

Analisa produk

5.

Permurnian produk

7.

Evaluasi

8.

Pelaporan

2


3

4

5

6

7

8

9

10


4. Aplikasi Fasa Cair Hasil Pirolisis Limbah Plastik Sebagai Solven dan Bahan Bakar (Tahun III)

Bulan

No

Jenis Kegiatan

1

Penelusuran pustaka dan survey industri

2

Pengadaan bahan dan peralatan

3

Proses Pirolisis dan Fraksinasi

4

Ujicoba dan Analisa Hasil

5

Evaluasi Hasil

6

Pembuatan Laporan

7

Seminar

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

B. Waktu Pencapaian Keluaran Kegiatan ini dilaksanakan selama 8 (delapan) - 10 (sepuluh) bulan pada tahun anggaran 2015. C. Biaya yang Diperlukan Biaya yang diperlukan adalah sebesar Rp. 515.980.000,- (lima ratus lima belas juta sembilan ratus delapan puluh ribu rupiah) dengan rincian biaya per judul penelitian sebagai berikut : No

Judul Penelitian dan Kajian

Biaya (Rp)

1.

Pemanfaatan Gas Hasil Samping Proses Pirolisis Plastik Sebagai Bahan Bakar

69.980.000

2.

Pengembangan Dan Aplikasi Kemasan Pintar (Smart Packaging)

73.150.000

Untuk Produk Pangan Olahan (Tahun II) 3. 4.

Optimalisasi Konversi Bioetanol menjadi Bioetilen sebagai Subsitusi Bahan Baku Plastik Polietilen (Tahun II) Aplikasi Fasa Cair Hasil Pirolisis Limbah Plastik Sebagai Solven dan Bahan Bakar Total

67.240.000 304.910.000 515.280.000

Jakarta, 01 Juli 2015 Penanggung Jawab,

Umar Habson NIP. 195809131986031003


PENELITIAN PENGUASAAN TEKNOLOGI INDUSTRI

Recommend Documents