Pemanfaatan Sampah Tutup Botol Sebagai Sumber Energi Terbarukan Menggunakan Teknologi Pirolisis
Anisa Aulina Rahmah | MAN 1 Jepara
Juara 3 Regional Development Scientific Competition BATARA#6 HMGP 2022
Data The National Plastic Action Partnership (NPAP) menunjukkan bahwa
di Indonesia, limbah plastik tidak terkelola dengan baik sekitar 4,8 juta ton per tahun. Pengelolaan limbah plastik pada umumnya adalah dimusnahkan dengan dibakar di ruang terbuka sebesar 48%, tidak dikelola layak di tempat pembuangan limbah sebesar 13% dan sisanya 9% mencemari laut. Angka ini tiap tahun makin meningkat karena tingginya penggunaan plastik dalam kehidupan sehari-hari (Karuniastuti, 2013).
Limbah plastik yang banyak ditemukan di sekitar MAN 1 Jepara adalah
botol kemasan air minum. Sebagian besar siswa boarding Al- Fikra membeli minuman kemasan untuk mencukupi konsumsi minuman sehari-hari sehingga limbah botol plastik menumpuk di Tempat Pembuangan Akhir. Limbah botol plastik biasanya diambil oleh pengepul atau didaur ulang kembali menjadi barang yang bernilai tinggi namun tutup botolnya jarang sekali digunakan cenderung tetap dibiarkan dalam bentuk limbah. Limbah tutup botol ini apabila dibiarkan akan berbahaya bagi lingkungan sekitar karena sulit untuk didegradasi oleh mikroorganisme di dalam tanah dan dapat bertahan bertahun-tahun sehingga menyebabkan pencemaran lingkungan (Endang et al., 2016). Sedangkan kalau dibakar akan mencemari udara dan membahayakan kesehatan pernapasan (Karuniastuti, 2013).
Minyak bumi merupakan sumber daya alam penghasil energi yang tidak terbarukan. Jika digunakan terus menerus, pada suatu saat minyak bumi ini akan habis. Potensi limbah tutup botol plastik untuk dimanfaatkan sebagai energi terbarukan sangat besar. Oleh karena itu pengolahan tutup botol plastik menjadi energi terbarukan dengan teknologi pirolisis merupakan salah satu amanah presidensi G20 Indonesia sebagai modal dasar dalam upaya pembangkitan pembangunan nasional.
Definisi plastik menurut Bassil et al. (2018) adalah salah satu bentuk makromolekul yang dibentuk melalui proses kimia dengan cara menggabungkan beberapa molekul sederhana menjadi molekul besar. Plastik merupakan produk turunan minyak bumi yaitu naphta yang diperoleh melalui tahap polimerisasi. Plastik akan terurai ketika dipanaskan beberapa ratus derajat celcius. Plastik tersusun atas polimer dan karbon, hidrogen dengan oksigen, nitrogen, cholrin atau sulfur. Jenis plastik menurut (Pani et al., 2017) adalah : PP (Polypropylene), PET (Polyethylene terephthalate), HDPE (High Density Polyethylene), LDPE (Low- density Polyethylene), PS (Polystyrene), PVC (Polyvinyl Chloride). Pada penelitian ini menggunakan tutup botol yang merupakan jenis plastik HDPE.
Pirolisis berasal dari dua kata yaitu pyro yang berarti panas dan lysis yang berarti penguraian atau degradasi. Pirolisis merupakan suatu proses dekomposisi secara termokimia pada bahan organik dengan cara pemanasan tanpa atau sedikit oksigen (vacum dan bertekanan udara) dimana material tersebut mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas (Ridhuan et al., 2019). Pirolisis yang terjadi proses reaksi kimia dari terbakarnya material organik didalam tabung reaktor yang panas mencapai suhu 300–1000 °C sehingga reaksi hidrotermal akan mengeluarkan gas, minyak dan padatan. Pada umumnya proses pirolisis berlangsung pada suhu diatas 300 °C dan dalam waktu 4–7 jam (Wang et al., 2020).
Metode yang digunakan dalam riset ini adalah eksperimental laboratorium. Eksperimental laboratorium merupakan kajian riset di mana dilakukan pengontrolan terhadap varian dari seluruh variabel yang mempengaruhi (Tao et al., 2013). Pada riset ini peneliti menggunakan limbah tutup botol sebagai bahan uji menggunakan teknologi pirolisis sehingga menjadi minyak bakar. Pirolisis adalah suatu proses pemanasan suhu tinggi suatu bahan organik/anorganik dalam keadaan hampa udara yang menangkap gas hidrokarbon menjadi zat cair. Dimana tujuan pirolisis adalah merusak partikel pada struktur kimia menjadi wujud lain yang dapat berubah fungsi (Wahyudi et al., 2018).
Sampel yang diuji dalam riset ini ada dua yaitu sampel bahan limbah tutup botol untuk proses pirolisis dan sampel minyak hasil pirolisis untuk pengujian bakar. Sampel tutup botol sebanyak 250 gram setelah pirolisis diperoleh minyak sebanyak 198 liter. Sedangkan sampel minyak hasil pirolisis limbah tutup botol untuk pengujian bakarnya akan dibandingkan dengan bahan bakar minyak yang beredar dipasaran yaitu pertamax, pertamax turbo, pertalite, dan minyak tanah dengan ukuran masing-masing minyak sebanyak 20 ml. Pada penelitian ini parameter yang diamati adalah temperatur air dengan volume 100 ml pada saat dibakar dengan minyak dan waktu habis minyak terbakar. Hasil pengujian pembakaran minyak disajikan pada tabel 1, kemudian dianalisis menggunakan pendekatan analisis kuantitatif.
Berdasarkan hasil eksperimen yang dilakukan, mendapatkan data yang tersajikan grafik pada gambar 1 dan gambar 2 dengan pembahasan yaitu minyak HDPE dapat mendidihkan 100 ml air dalam waktu 05 menit 15 detik, dimana waktu ini hampir sama dengan waktu didih minyak tanah yaitu 05 menit 28 detik. Sedangkan waktu habis terbakar minyak HDPE adalah sebesar 22 menit 30 detik, terpaut 12 detik lebih lama dibandingkan minyak tanah sehingga minyak HDPE menjadi minyak mentah yang paling lama waktu pembakarannya jika dibandingkan dengan minyak kontrol yang lain. Sedangkan suhu pembakaran minyak HDPE tiap 5 menit menunjukkan trend yang sama dengan minyak tanah yaitu pada 5 menit pertama suhu naik kemudian pada menit berikutnya menurun pada kisaran 3 °C — 10 °C. Panas dari api yang dikeluarkan kedua minyak tersebut secara perlahan turun tetapi stabil sehingga karakteristik api dari minyak HDPE dan minyak tanah cukup konsisten dalam pembakaran dan kemampuan memanaskan air.
Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini bahwa teknologi pirolisis dapat mengubah minyak dari sampah tutup botol menjadi minyak bakar yang memiliki karakteristik yang condong lebih mirip dengan karakteristik minyak tanah. Dengan potensi sampah tutup botol menjadi minyak bakar, maka Indonesia dapat menyimpan energi alternatif dalam upaya revitalisasi energi terbarukan menjadi sumber daya energi utama.
Tulisan ini adalah hasil publikasi karya artikel pemenang lomba Regional Development Scientific Competition. Diselenggarakan oleh HMGP dalam Birthday Tahunan Raya ke-6 Tahun 2022 (BATARA #6).
Referensi
Bassil, J., Dreux, G., & Eastaugh, G. (2018). Chemical Recycling of Polystyrene Using Pyrolysis. Scholarly Commons University of Pennsylvania, 4–20.
Endang, K., Mukhtar, G., Abed Nego, & Sugiyana, F. X. A. (2016). Pengolahan Sampah Plastik dengan Metoda Pirolisis menjadi Bahan Bakar Minyak. Pengembangan Teknologi Kimia Untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia, ISSN 1693-, 1–7.
Karuniastuti, N. (2013). Bahaya Plastik terhadap Kesehatan dan Lingkungan. Swara Patra: Majalah Pusdiklat Migas, 3(1), 6–14.
Pani, S., Sukarja, H., & P, Y. S. (2017). Pembuatan Biofuel Dengan Proses Pirolisis Berbahan Baku Plastik Low Density Polyethylene Pada Suhu 250 C dan 300 C. Jurnal Engine, 1(1), 32–38.
Ridhuan, K., Irawan, D., & Inthifawzi, R. (2019). Proses Pembakaran Pirolisis dengan Jenis Biomassa dan Karakteristik Asap Cair yang Dihasilkan. 8(1), 69–78.
Tao, P., Ma, X. B., Chen, D. Z., & Wang, H. (2013). Pyrolysis of waste plastics: Effect of heating rate on product yields and oil properties. Advanced Materials Research, 666, 1–10. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.666.1
Wahyudi, J., Prayitno, H. T., & Astuti, A. D. (2018). Pemanfaatan Limbah Plastik Sebagai Bahan Baku Pembuatan Bahan Bakar Alternatif. Jurnal Litbang: Media Informasi Penelitian, Pengembangan Dan IPTEK, 14(1), 58–67. https://doi.org/10.33658/jl.v14i1.109
Wang, H., Ma, Z., Chen, X., & Mohd Hasan, M. R. (2020). Preparation process of bio-oil and bio-asphalt, their performance, and the application of bio-asphalt: A comprehensive review. Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition), 7(2), 137–151. https://doi.org/10.1016/j.jtte.2020.03.002
