Olah Limbah jadi rizqi

Sains dan Terapan Kimia, Vol. 3 No. 2 (Juli 2009), 164 – 173

164

PIROLISIS SAMPAH PLASTIK UNTUK MENDAPATKAN ASAP CAIR DAN

PENENTUAN KOMPONEN KIMIA PENYUSUNNYA SERTA UJI

KEMAMPUANNYA SEBAGAI BAHAN BAKAR CAIR

PYROLYSIS OF PLASTIC WASTE TO GAIN SMOKE OF LIQUID AND KNOW

MAIN COMPILER CHEMISTRY COMPOUND TO KNOW POTENCY FROM

SMOKE OF LIQUID YIELDED

Tri Anggono*

1

, Erina Wahyu W1

, Handayani

1

, Arini Rahmadani

1

, Abdullah

2

1)

Alumnus Program Studi Kimia FMIPA Universitas Lambung Mangkurat, Banjarbaru

2)

Staf Pengajar Program Studi Kimia FMIPA Universitas Lambung Mangkurat, Banjarbaru

e-mail : ne_on05@yahoo.co.id

ABSTRAK

Pirolisis merupakan reaksi depolimerisasi dan pada suhu tinggi mengikuti mekanisme

radikal bebas. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi asap cair yang dihasilkan

melalui pirolisis limbah plastik yang berupa kantong plastik dan pembungkus makanan

sebagai bahan bakar cair dan untuk mengetahui senyawa kimia penyusun utama dari asap

cair yang dihasilkan. Pirolisis dilakukan dengan menghidupkan furnace yang telah berisi

sampel plastik dan mengatur temperatur , pada penelitian ini didapatkan temperatur optimum

untuk sampel plastik tersebut dapat terbakar habis dan menghasilkan asap cair diperoleh

pada temperatur 425

o

C. Dari data hasil analisis GC-MS yang diperoleh, senyawa-senyawa

yang terkandung dalam sampel asap cair plastik pembungkus makanan adalah, 2-

propanon/aseton, asam borat, asam asetat, dan siklopentanon. Dari senyawa-senyawa

tersebut, senyawa-senyawa yang memiliki sifat mudah terbakar adalah aseton dan

siklopentanon. Sedangkan senyawa-senyawa yang terkandung dalam sampel asap cair

kantong plastik adalah 2-hidroksimetil-3-metil-oxiran, asam asetat, hidroksiaseton, 2-

siklopenten, dan 2-butanon/metil etil keton. Dari senyawa-senyawa tersebut yang bersifat

mudah terbakar adalah, hidroksiaseton, 2-siklopentena dan 2-butanon.

Kata kunci : pirolisis, sampah plastik, asap cair

ABSTRACT

Pyrolysis is reaction of depolymerization and at high temperature follows free radical

mechanism. This research aim were to know potency smoke of liquid yielded through plastic

waste pyrolysis which in the form of plastic sack bag and food packer as component of liquid

burning and know main compiler chemistry compound from smoke of liquid yielded. Pyrolysis

done by animating furnace which has contained plastic sample and arranges temperature ,

at this research got optimum temperature for the plastic sample can be combustible [used

up/finished] and yields smoke of liquid obtained at temperature 425

o

C. From result of

analysis GC-MS obtained, compounds which implied in sample smoke of food packer plastic

liquid is, 2-propanon/aseton, boric acid, acetic acid, and siklopentanon. From the

compounds, compounds measuring up to flammable is acetone and siklopentanon. While

compounds which implied in sample smoke of plastic sack;bag liquid is 2-hidroksimetil-3-

metil-oxiran, acetic acid, hidroksiaseton, 2-siklopenten, and 2-butanon/metil ethyl ketone.

From the compounds having the character of flammable is, hidroksiaseton, 2-siklopentena

and 2-butanon.

Keywords : pyrolysis, garbage plastic, smoke of liquid Pirolisis Sampah Plastik… (Tri Anggono, dkk)

165

PENDAHULUAN

Sampah dikategorikan menjadi

dua golongan, yang pertama adalah

sampah organik yang berupa makanan

sisa, sayuran, dan lain-lain dapat

dihancurkan oleh mikroorganisme dan

sampah anorganik yang berupa plastik

yang dapat dihancurkan dengan cara

dibakar, namun selain abunya tidak

dapat dicerna oleh tanah, asapnya

ternyata dapat membangkitkan gas

beracun yang berbahaya bagi makhuk

hidup (Indriasari, 2006).

Plastik adalah suatu produk kimia

yang telah dikenal dan digunakan

secara luas oleh seluruh lapisan

masyarakat, baik yang tinggal di desa

maupun didaerah perkotaan. Saat ini,

sekitar 129 juta ton plastik setiap

tahunnya diproduksi, dari jumlah itu

diproduksi dari bahan minyak bumi.

Secara umum, plastik memiliki densitas

yang rendah, bersifat isolasi terhadap

listrik, mempunyai kekuatan mekanik

yang bervariasi, ketahanan suhu

terbatas, serta ketahanan bahan kimia

yang bervariasi (Justiana, 2007).

Menurut Lusiana (2006) material plastik

memiliki banyak kelebihan

dibandingkan bahan lainnya, hal ini

dikarenakan sifatnya ringan,

transparan, tahan air serta harganya

pun relatif lebih murah dan terjangkau

oleh berbagai lapisan masyarakat..

Akibatnya, dengan ruang lingkup

penggunaan plastik yang seakan tidak

terbatas, pertumbuhan penggunaan

plastik berlangsung dengan pesat

Semakin bertambah pesat

penggunaan plastik maka semakin

banyak pula limbah yang akan kita

hadapi, baik itu yang dihasilkan dari

industri besar maupun industri rumah

tangga, sehingga limbah plastik

menjadi permasalahan lingkungan yang

sampai saat ini belum dapat

dipecahkan jalan keluarnya meskipun

banyak pemanfaatan limbah plastik

namun belum mampu mengurangi

penumpukan sampah plastik di alam

(Haryono,2005).

Oleh karena itu, melihat

permasalahan sampah khususnya

sampah plastik pembungkus makanan

(seperti bungkus gula, bungkus es dan

sejenisnya) dan kantong plastik yang

kian hari makin bertambah ditempat

pembuangan sampah, maka banyak

upaya yang telah dilakukan untuk

mengkonversi material-material

sampah plastik tersebut untuk

menghasilkan bahan bakar karena

melihat dari sifat penyusun sampah

plastik yaitu berupa hidrokarbon

(Farid,2002).

Teknik yang dapat digunakan

untuk mengkonversi material-material

tersebut adalah dengan teknik pirolisis.

Pada senyawa yang berderajat

polimerisasi tinggi, pirolisis merupakan Sains dan Terapan Kimia, Vol. 3 No. 2 (Juli 2009), 164 – 173

166

reaksi depolimerisasi dan pada suhu

tinggi mengikuti mekanisme radikal

bebas. Reaksi ini melalui tiga tahap

yaitu, tahap memulai, tahap

perambatan dan tahap penghentian

(Sabarodin & Dewanto, 1998).

Berdasarkan dari uraian di atas

penelitian mengenai pirolisis sampah

plastik yang berupa kantong plastik dan

pembungkus makanan untuk

mendapatkan asap cair sebagai bahan

bakar alternatif sangat penting untuk

dilakukan. Dengan adanya Program

Kreativitas Mahasiswa yang didanai

oleh Dikti ini penelitian mengenai

pirolisis sampah plastik untuk

mendapatkan asap cair sebagai bahan

bakar alternatif dapat dilaksanakan.

Tujuan penelitian Mengetahui

potensi asap cair yang dihasilkan

melalui pirolisis limbah plastik yang

berupa kantong plastik dan

pembungkus makanan sebagai bahan

bakar cair. Mengetahui senyawa kimia

penyusun utama dari asap cair yang

dihasilkan.

METODE

Penelitian ini dilakukan di

laboraturium MIPA Universitas

Lambung Mangkurat Banjarbaru

selama 4 bulan dan Laboratorium Kimia

Organik Fakultas MIPA Universitas

Gadjahmada Yogyakarta untuk

analisis.

Alat-alat yang digunakan dalam

kegiatan ini adalah gelas beaker,

batang pengaduk, pipet tetes, pipet

gondok, buret, Erlenmeyer, labu ukur,

corong pisah, penampung destilat,

botol semprot, kertas pH, gelas ukur,

stopwatch, pembakar Bunsen, reaktor

pirolisis, termometer, lemari pendingin,

dan GC-MS.

Bahan-bahan yang digunakan

adalah kantong plastik, sampah

pembungkus makanan, akuades dan

Na2SO4 anhidrat.

Pirolisis Sampah Plastik

Pengambilan asap cair

dilakukan dengan cara pirolisis,

pertama-tama sampah plastik (sampah

plastik pembungkus makanan pada

perlakuan awal dan sampah kantong

plastik pada perlakuan kedua, sehingga

dapat diketahui perbedaan

kandungannya) yang telah kering

dimasukkan ke dalam reaktor pirolisis

yang dilengkapi sistem pendingin es

dan penampung destilat, setelah

semuanya siap furnace dihidupkan dan

dibiarkan naik hingga temperatur

optimal. Ketika temperatur tersebut

tercapai, temperatur dijaga konstan

selama tiga jam, asap cair yang

mengalir dari kondensor ditampung

dalam penampung destilat yang

diletakkan dalam tempat yang telah

berisi campuran es dan garam dapur. Pirolisis Sampah Plastik… (Tri Anggono, dkk)

167

Asap cair dari masing-masing bahan

yang dihasilkan diukur volumenya

kemudian disimpan dalam botol

bertutup rapat dan disimpan dalam

lemari pendingin.

Pembuatan Asap Cair Bebas H2O

untuk Analisis dengan GC-MS

Sebanyak 100 mL asap cair

bebas TER dimasukkan ke dalam gelas

beaker dan ditambahkan 10 gram

Na2SO4 anhidrat, kemudian gelas

beaker tersebut ditutup dengan rapat

dan didiamkan selama 24 jam, setelah

24 jam kemudian dilakukan proses

penyaringan dan asap cair siap untuk

dianalisis dengan GC-MS.

Uji Sederhana Asap Cair Untuk

Diketahui Kemampuannya Sebagai

Bahan Bakar

Sebanyak 50 mL asap cair dari

ke dua sampel sampah masing-masing

diambil dan dimasukkan ke dalam

tabung pembakar Bunsen. Sumbu

dipasang hingga tercelup ke dalam

asap cair, ditunggu beberapa menit

sampai asap cair meresap ke dalam

sumbu, kemudian dinyalakan masingmasing sumbu secara bersamaan.

Warna api diamati, bau yang dihasilkan

dan lamanya ketahanan asap cair

dalam proses pembakaran yang

digunakan dari masing-masing sampel

plastik. Apabila dihasilkan nyala api,

maka dilakukan perbandingan dengan

bahan bakar (minyak tanah).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pirolisis Sampah Plastik

Pirolisis merupakan suau reaksi

dengan tiga taap penting, yaitu tahap

memulai, tahap perambatan dan tahap

penghentian. Pada tahap memulai akan

terjadi pemutusan rantai ikatanyang

lemah karena adanya kenaikan suhu.

Radikal bebas yang telah terbentuk

pada tahap perambatan akan tepecah

lagi membentuk radikal bebas baru

yang lebih kecil, atau senyawa stabil

(Sabarodin & Dewanto, 1998).

Sebelum proses pirolisis

dilakukan, mula-mula dilakukan

penanganan sampel yang berupa

sampah plastik bungkus makanan dan

kantong plastik yang telah

dikumpulkan. Setelah sampah-sampah

plastik tersebut terkumpul, dilakukan

pemisahan masing-masing jenis

sampah yang ingin digunakan.

Kemudian dibersihkan dari

kotoran/sisa-sisa makanan yang masih

terdapat pada sampel dan dijemur agar

diperoleh berat kering dari sampel

tersebut. Setelah kering, sampelsampel tersebut dipotong kecil-kecil

yang bertujuan untuk memperbesar

luas permukaan dari sampel agar lebih

mudah dalam proses penimbangan,

pemasukkan ke dalam reaktor dan

proses pembakaran.

Sampel yang telah dikecilkan

ditimbang dan dimasukkan ke dalam Sains dan Terapan Kimia, Vol. 3 No. 2 (Juli 2009), 164 – 173

168

reaktor, reaktor dimasukkan ke dalam

furnace yang sudah dirangkai dengan

sistem pendingin es dan penampung

destilat. Kemudian furnace dihidupkan

dan temperatur diatur. Temperatur

optimum yang diperoleh untuk sampel

plastik yaitu pada temperatur 425

o

C,

pada tmperatur ini sampel dapat

terbakar habis dan menghasilkan asap

cair. Sebelumnya telah dicoba

penggunaan temperatur hingga

mencapai 500

o

C, sampel plastik

tersebut dapat terbakar habis tetapi

asap cair yang dihasilkan sangat

sedikit. Sedangkan pada temperatur di

bawah 425

o

C, asap cair yang

dihasilkan pun sangat sedikit dan

sampel plastik di dalam reaktor masih

banyak tersisah (tidak terbakar

seluruhnya) yang dilakukan pada

rentang waktu yang sama (2-3 jam).

Pada temperatur 425

o

C, asap

dari furnace mulai keluar melewati

kondensor (sistem pendingin), untuk

menjaga asap tersebut agar tidak

keluar seluruhnya maka disini dilakukan

pengaturan sirkulasi asap yang keluar

dengan menutup saluran dengan

penampung destilat agar asap yang

dikeluarkan tidak terlalu banyak. Hal

tersebut dimungkinkan dapat

diminimalkan pengeluaran asap yang

berpartikel lebih kecil dibandingkan

dengan partikel asap yang dapat

dikondensasikan dengan

memperpanjang sistem pendingin dan

menambahkan es pada sistem pompa

agar sistem lebih dingin sehingga asap

tersebut dapat terkondensasi juga,

hanya saja dengan keterbatasan

ruangan yang kurang memungkinkan

hal tersebut belum dapat dilakukan.

Setelah dilakukan pengaturan

sirkulasi asap yang dihasilkan, asap

cair mulai keluar hingga pada suhu

optimum tersebut asap cair yang

dihasilkan semakin banyak. Furnace

dijalankan hingga 2-3 jam sampai asap

cair tidak lagi keluar dari kondensat.

Asap cair yang dihasilkan dari proses

pirolisis tersebut kemudian diukur

volumenya menggunakan gelas ukur,

kemudian dimasukkan ke dalam botol

bahan yang ditutup rapat dan disimpan

pada temperatur kamar.

Analisis Dengan GC-MS

Asap cair yang dihasilkan dari

proses pirolisis tersebut, masingmasing dimasukkan ke dalam botol dan

ditutup rapat untuk dilakukan analisis

menggunakan GC-MS untuk diketahui

komponen kimia penyusunnya. Pada

penelitian ini preparasi dan analisis

sampel dilakukan di Laboratorium

Kimia Organik FMIPA Universitas

Gadjah Mada Yogyakarta.

Adapun kromatogram dari kedua

sampel dapat terlihat dibawah ini : Pirolisis Sampah Plastik… (Tri Anggono, dkk)

169

Gambar 1. Kromatogram sampel plastik bungkus makanan

Tabel 1. Data Senyawa Kimia Yang Terkandung dalam Sampel Asap Cair Plastik

Bungkus Makanan dari Hasil Analisis GC

No. Peak % Area Senyawa Yang Diduga Rumus

1. 1 61,91 2-propanon/aseton C3H6O

2. 2 29,58 Asam borat H3BO3

3. 3 0.09 – –

4. 4 6,73 Asam asetat C2H4O2

5. 5 1,68 Siklopentanon C5H8O Sains dan Terapan Kimia, Vol. 3 No. 2 (Juli 2009), 164 – 173

170

Gambar 2. Kromatogram sampah kantong plastik

Tabel 2. Data Senyawa Kimia yang Terkandung dalam Sampel Asap Cair Kantong

plastik dari Hasil Analisis GC

No. Peak % Area Senyawa Yang Diduga Rumus

1. 2 15,18 2-hidroksimetil-3-metiloxiran

C4H8O2

2. 5 10,61 Asam asetat C2H4O2

3. 6 44,93 Hidroksiaseton C3H6O2

4. 8 3,09 2-siklopentena C5H6O

5. 9 1,88 2-butanon/metil etil

keton

C4H8O Pirolisis Sampah Plastik… (Tri Anggono, dkk)

171

Dari data hasil analisis GC-MS

yang diperoleh, senyawa-senyawa

yang terkandung dalam sampel asap

cair plastik bungkus makanan antara

lain, 2-propanon/aseton, asam borat,

asam asetat, dan siklopentanon. Dari

senyawa-senyawa tersebut, senyawasenyawa yang memiliki sifat mudah

terbakar di antaranya yaitu aseton dan

siklopentanon. Sedangkan senyawasenyawa yang terkandung dalam

sampel asap cair kantong plastik antara

lain, 2-hidroksimetil-3-metil-oxirana,

asam asetat, hidroksiaseton, 2-

siklolopentena dan 2-butanon. Dari

senyawa-senyawa tersebut yang

bersifat mudah terbakar antara lain

yaitu, hidroksiaseton, 2-siklopentena

dan 2-butanon.

Sedangkan kandungan senyawa

yang umum dihasilkan dari proses

pirolisis yang bersifat tidak mudah

terbakar adalah asam asetat, senyawasenyawa ini dimungkinkan terbentuk

akibat proses oksidasi didalam sistem

pirolisis tersebut, yaitu yang berasal

dari senyawa keton yang mudah

teroksidasi sehinga menjadi suatu

asam. Sebenarnya hal tersebut dapat

dicegah dengan mengalirkan gas yang

bersifat inert (tidak mudah bereaksi)

misalnya gas Nitrogen yang sangat

mudah bereaksi dengan adanya

oksigen tetapi tidak bereaksi dengan

senyawa lain. Hanya saja pada

penelitian ini tidak dilakukan

dikarenakan gas tersebut mahal dan

perlu dilakukan modifikasi dari

instrumen/alat yang digunakan.

Dari komponen/senyawasenyawa yang terkandung dari asap

cair sampel bungkus makanan dan

kantong plastik tersebut sangat

mungkin dapat digunakan seagai

bahan bakar, karena mempunyai

komponen-komponen yang memiliki

sifat mudah terbakar. Hanya saja

diperlukan proses pemisahan lebih

lanjut agar komponen yang memiliki

sifat mudah terbakar tersebut dapat

diperoleh tanpa kandungan senyawa

lain yang tidak bersifat mudah terbakar

seperti asam asetat.

Uji Sederhana Asap Cair Untuk

Diketahui Kemampuannya Sebagai

Bahan Bakar

Pada uji ini dilakukan ½ reaksi

dikarenakan masing-masing sampel

yang diperoleh tersisa kurang dari 50

mL setelah dikurangi untuk analisis.

Perolehan sampel pada penelitian ini

terbatas dikarenakan alat (furnace)

yang digunakan mengalami kerusakan,

sehingga untuk uji sederhana yang

dilakukan ini tidak optimal.

Uji sederhana yang dilakukan

adalah masing-masing sampel asap

cair ditempatkan ke dalam gelas beaker

dan ditambahkan dengan Na2SO4

anhidrat yang bertujuan untuk mengikat Sains dan Terapan Kimia, Vol. 3 No. 2 (Juli 2009), 164 – 173

172

molekul-molekul air yang terkandung di

dalam sampel. Kemudian gelas beaker

tersebut ditutup dengan rapat dan

didiamkan selama 24 jam agar zat-zat

pengotor dalam sampel mengendap

dan proses pengikatan air berlangsung

optimal. Setelah tahap tersebut selesai

kemudian dilakukan penyaringan dan

diperoleh endapan coklat kehitaman

pada kertas saring yang dihasilkan dari

sisa karbon hasil pembakaran.

Tahap berikutnya yaitu menguji

asap cair hasil penyaringan

menggunakan pembakar Bunsen

dengan mencelupkan sumbu hingga

meresap dan membasahi keseluruhan

dari sumbu tersebut, kemudian

menyulutkan sumbu ke sumber api

tetapi sumbu belum dapat menyala

hanya terjadi letupan-letupan kecil dari

air yang masih terkandung dalam

sampel. Karena sampel tersebut masih

mengandung air, maka dilakukan

penambahan kembali dengan Na2SO4

anhidrat dengan perlakuan yang sama

dengan tujuan agar sampel dapat

terpisah dari molekul air. Dari perlakuan

tersebut dihasilkan sampel asap cair

terpisah dengan terbentuknya dua

lapisan pada asap cair tersebut.

Kemudian dari asap cair yang terbentuk

dua lapisan tersebut, dipisahkan untuk

dilakukan pengujian masing-masing

lapisan.

Pada lapisan bagian bawah yang

berwarna lebih kekuningan dilakukan

pengujian dengan cara yang sama,

sampel tersebut juga terjadi letupanletupan kecil dari air yang terkandung di

dalam sampel dan tidak dihasilkan

nyala. Sedangkan pada lapisan atas

yang berwarna lebih jernih dilakukan

pengujian menggunakan pembakar

Bunsen terjadi letupan-letupan dari air

yang masih terkandung dan sampel

dapat menyala dengan api yang kecil

dan dalam waktu yang sangat singkat.

Hal ini dimungkinkan asap cair dapat

terbakar hanya saja masih terkandung

senyawa-senyawa yang bersifat tidak

mudah terbakar yang menyebabkan

kecil sekali kemampuan dari asap cair

tersebut dapat terbakar, sehingga perlu

dilakukan metode pemisahan lain untuk

memperoleh senyawa-senyawa yang

bersifat mudah terbakar dari asap cair

sampah plastik hasil pirolisis tersebut.

KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat

diperoleh dari penelitian ini antara

lain :

1. Asap cair yang dihasilkan dari

proses pirolisis sampah plastik

bungkus makanan dan kantong

plastik memiliki potensi sebagai

bahan bakar cair dengan

diketahuinya kandungan

komponen/senyawa dari asap cair Pirolisis Sampah Plastik… (Tri Anggono, dkk)

173

yang dihasilkan melalui hasil analisis

GC-MS.

2. Komponen kimia penyusun dari

asap cair yang dihasilkan pada

sampel sampah plastik bungkus

makanan adalah 2-propanon/aseton,

asam borat, asam asetat dan

siklopentanon.

3. Komponen kimia penyusun dari

asap cair yang dihasilkan pada

sampel sampah kantong plastik

adalah 2-hidroksimetil-3-metil-oxiran,

asam asetat, hidroksiaseton, 2-

siklopentena, dan 2-

butanon/ metil etil keton.

DAFTAR PUSTAKA

Farid, H.N. 2002. Briket Limbah

Menghilangkan Sampah.

http//:www.pikiran-rakyat.com

Diakses tanggal 17 Juli 2007

Haryono, A. 2005. Bahaya kemasan

plastik terhadap kesehatan.

http//:www.ristek.go.id

Diakses tanggal 17 Juli 2007

Indriasari, L. 2006. Plastik Untuk

Kemasan Makanan.

http//:www.kompas.com

Diakses tanggal 17 Juli 2007

Justiana, S. 2007. Minyak Pelumas dari

Botol Plastik.

http://ironcross.files.wordpress.c

om/2007/07/

Diakses tanggal 14 April 2009

.

Sabarodin, A dan Dewanto, A. 1998.

Pembuatan Minyak Bakar dari

Sampah Plastik Sebagai

Sumber Energi Alternatif.

Fakultas Teknik UGM.

Yogyakarta. Hal 9-12.

Wariyanto, A. 2006. Biogas, Alternatif

Pengganti Minyak Tanah.

http//:www.suaramerdeka.com

Diakses tanggal 17 Juli 2007

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s


%d blogger menyukai ini: