Laporan Praktikum Pirolisis (Revisi Similarity) [PDF]

Citation preview

KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Wr. Wb  



Alhamdulillahirobil ‘alamin, puji syukur telah kami panjatkan kehadirat



Allah SWT berkat rahmat, karunia, serta hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan laporan praktikum mengenai pirolisis plastic. Dan juga kami berterima kasih pada Ibu Lilis Kistriyani S.T., M.Eng sebagai Dosen Pengampu Mata Kuliah Teknik Lingkungan telah membimbing kami dan memberikan tugas praktikum serta laporan ini kepada kami. Untuk itu, makalah ini kami harapkan bisa berguna menambah wawasan serta pengetahuan terkait proses pirolisis plastic serta penerapannya. Kami menyadari banyak kekurangan dari laporan ini. Oleh sebab itu, kami berharap adanya kritik, saran, beserta usulan demi perbaikan laporan praktikum pirolisis plastic ini yang telah kami buat ini. Semoga laporan praktikum pirolisis plastic ini dapat bermanfaat serta mudah dipahami bagi siapapun yang membacanya.



Yogyakarta, 14 Januari 2020



Penyusun



i



DAFTAR ISI LAMPIRAN



ii



BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Sejak ditemukan pada awal abad ke 19, plastik ataupun barang-barang berbahan plastik sudah banyak digunakan bahkan pengunaanya terus meningkat. Perkembangan teknologi, industri dan juga populasi manusia yang mempengaruhi peningkatan penggunaan plastik. Di Indonesia, kebutuhan plastik terus meningkat hingga mencapai kenaikan rata-rata 200 ton per tahun. Tahun 2003 kebutuhan plastik sebesar 2,1 juta ton, selanjutnya tahun 2004 naik menjadi 2,3 juta ton per tahun. Di tahun 2010 mencapai angka 2,4 juta ton, kemudian tahun 2011, penggunaan plastik meningkat menjadi 2,6 juta ton. Peningkatan penggunaan plastik ini mengakibatkan sampah plastik juga terus menigkat. Berdasarkan asumsi Kementerian Lingkungan Hidup (KLH), setiap orang di Indonesia menghasilkan 0,8 kg sampah per hari. Dari jumlah tersebut 15% berupa sampah plastic, sehingga dalam sehari sampah plastik yang dihasilkan dapat mencapai 28,4 ribu ton.[ CITATION Did17 \l 14345 ]. Berdasarkan data tersebut, sampah yang dihasilkan sudah memasuki jumlah besar, sehingga harus dilakukan pengolahan terhadap sampa-sampah tersebut.



Secara



langsung



maupun



terbuka,



sampah



adalah



tempat



bersarangnya patogen, bakteri, dan parasit. Secara tidak langsung sampah menjadi tempat serangga seperti kecoa dan lalat yang membawa penyakit. Penyakit yang biasanya ditimbulkan akibat penumpukan sampah antara lain diare, cacing, dan lainnya. Salah satu metode pengolahan sampah yang dapat digunakan untuk mereduksi sampah adalah metode pirolisis. [ CITATION Qon15 \l 14345 ].



Saat ini, seluruh dunia sedang mengalami krisis energi. Ketersediaan sumber energi untuk mencukupi berbagai kebutuhan sekarang ini sangat terbatas. Hal ini dikarenakan sumber energi fosil, yaitu minyak bumi masih menjadi andalan. Keadaan semakin dipersulit karena sifat minyak bumi yang tidak dapat diperbaharui. Untuk itu menciptakan energi alternatif yang bersifat renewable, ramah lingkungan dan memiliki ketersediaan yang melimpah sangat diperlukan(Sandra, 2013). Oleh karena itu, salah satu metode yang



3



mejadi perhatian adalah pirolisis biomassa dan juga penelitian tentang pirolisis semakin gencar dilakukan hingga saat ini. Metode pirolisis bisa digunakan dalam pengolahan untuk sampah rumah tangga. Pengolahan sampah dengan pirolisis rata-rata menghasilkan 52,2% wax, 25,2% char/residu, 22,6% gas. Dapat diketahui dari penelitian tersebut bahwa metode pirolisis dapat merubah sampah menjadi bahan bakar. Pirolisis menghasilkan padatan yang mengandung residu dan bahan anorganik serta menghasilkan gas yang terdiri dari hidrokarbon, CO dan CO2 yang memiliki nilai kalor yang tinggi. Cairan proses pirolisis dapat menghasilkan campuram kompleks senyawa organic. [ CITATION Qon15 \l 14345 ] Dekomposisi



pada



pirolisis



juga



sering



disebut



devolatilisasi.



Devolatilisasi yaitu suatu fraksinasi material dengan suhu. Pirolisis menghasilkan produk utama yaitu antara lain arang (char), minyak, dan gas. Untuk produk arang digunakan untuk bahan bakar atau bisa juga sebagai karbon aktif. Sedangkan minyak digunakan sebagai zat aditif serta dapat sebagai suatu campuran dalam bahan bakar serta untuk produk utama gas bisa dibakar langsung. [ CITATION Cha05 \l 14345 ] Keuntungan dari proses pirolisis adalah mengurangi volume limbah plastik di lingkungan, menghasilkan fraksi cair, padat, dan gas yang bisa digunakan untuk sebagai suatu bahan bakar dan juga bahan kimia (chemical feed stock), sehingga mengurangi masalah lingkungan. Proses pirolisis dapat dilakukan dengan dan tanpa katalis. Keuntungan pada pirolisis dengan katalis yaitu katalis menurunkan fraksi cair dan meningkatkan fraksi gas. Katalis yang pada proses pirolisis berfungsi untuk percepatan suatu reaksi, penurunan suhu atau temperature reaksi, dan dapat pula sebagai penghasil produk dengan karbon atom lebih spesifik serta produk ringan hidrokarbon. (Patni et al. 2013; Ćwik 2014).[ CITATION Evi17 \l 14345 ]



B. TUJUAN PRAKTIKUM 1) Untuk



mengetahui



proses



pengolahan



menggunakan metode pirolisis.



4



samah



plastik



dengan



2) Untuk mengetahui manfaat dan kegunaan produk yang dihasilkan oleh pengolahan sampah plastik.



5



BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. PENGERTIAN PIROLISIS Pirolisis atau juga bisa disebut sebagai devolatilisasi. Pirolisis adalah suatu fraksinasi material dengan suhu. Untuk dimulainya pirolisis pada temperatur sekitar 230 °C, volatile matters sampah akan pecah dan menguap bersamaan juga dengan komponen lainnya tepat saat komponen tidak stabil secara termal. Untuk produk pirolisis pada dasarnya atau biasanya terdiri dari tiga jenis, yaitu gas (H2, CO, CO2, H2O, dan CH4), tar (pyrolitic oil), dan arang. Pirolisis menghasilkan suatu produk cair menguap dengan kandungan tar dan polyaromatic hydrocarbon. Proses pirolisis plastic memiliki suatu parameter berpengaruh yaitu antara lain kecepatan reaksi yang sangat kompleks hubungannya. (Trianna dan Rochimoellah, 2002). Kemudian selain itu, terdapat polimer yang berat molekulnya sulit ditentukan atau susah dihitungan kuantitasnya yaitu adalah plastik. Oleh karena itu, perubahan massa atau fraksi massa per satuan waktu mendasarkan pada kecepatan reaksi dekomposisi. Segala produk pirolisis juga dapat laju pemanasan. (Rodiansono dkk, 2007). B. FAKTOR – FACTOR YANG MEMPENGARUHI PIROLISIS Faktor atau kondisi yang dapat mempengaruhi proses pirolisis adalah : 1. Waktu Produk yang dihasilkan (residu padat, tar dan gas) pada proses pirolisis akan semakin meningkat apabila prosesnya dilakukan dalam waktu yang lama. (Mulyadi,2010) 2. Suhu Berdasarkan persamaan Arhenius, semakin tinggi suhu maka nilai konstanta dekomposisi termal semakin besar akibatnya laju pirolisis bertambah dan konversi naik. (Mulyadi,2010) 3. Ukuran Partikel 6



Ukuran partikel mempengaruhi hasil pirolisis dimana semakin besar ukuran partikel maka luas permukaan per satuan berat semakin kecil, sehingga proses akan menjadi lambat. (Wahyudi,2001) 4. Berat Partikel Produk bahan bakar cair (tar) dan residu padat (arang) akan meningkat dengan semakin banyaknya bahan yang dimasukkan. (Wahyudi,2001) C. KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PIROLISIS 1. Kelebihan 



Menghasilkan dua produk untuk energi yaitu gas dan arang sehingga nilai energi keseluruhan besar.







Produk gas dapat langsung dimanfaatkan untuk bahan bakar.



2. Kekurangan Penyedia atmosfer pirolisis (tanpa oksigen) memiliki harga yang mahal



7



BAB III METODE PRAKTIKUM A. WAKTU DAN TEMPAT Praktikum pirolisis plastic dilakukan pada tanggal 20 Desember 2019 bertempat di Basement timur Gedung Fakultas Ilmu Agama Islam Jl. Kaliurang No.KM 14.5, Krawitan, Umbulmartani, Sleman, Kabupaten Sleman, Daerah Istimewa Yogyakarta. B. ALAT DAN BAHAN



Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah biji plastic HDPE Adapun alat yang digunakan dalam praktikum tersebut dengan rangkaian berikut yaitu :



8



C. LANGKAH KERJA 1. Menyiapkan bahan, dimana bahannya adalah bijih plastic HDPE 2. Memasukkan bahan kedalam reactor 3. Menutup rapat – rapat reactor dan menguncinya 4. Menyalakan alat pendingin 5. Menyalakan kompor elektrik 6. Mengatur suhu kompor menjadi 450 C 7. Menunggu beberapa waktu hingga suhu mencapai suhu yang sudah ditentukan dan minyak akan keluar dari selang.



9



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. HASIL PRAKTIKUM Bahan baku yang digunakan adalah bahan yang telah dibersihkan terlebih dahulu dan merupakan bahan kering jadi dalam proses pemanasan tidak terdapat air didalamnya. Setelah percobaan selesai maka didapatkan hasil minyak yang masih memiliki banyak campuran didalamnya dan harus didistilasi untuk mendapatkan hasil karakteristiknya. B. PEMBAHASAN Dari hasil praktikum pengolahan sampah plastic seperti botol minuman yang diolah menjadi minyak, menghasilkan berbagai berbagai macam jenis minyak tergantung bahan dan suhu saat pengolahan. Minyak yang dapat di hasilkan dari proses pirolisis berbahan dasar sampah plastic ini adalah bensin, solar, dan minyak tanah. Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah mesin pirolisis, mesin ini merupakan alat yang dapat merubah sampah plastic menjadi produk berupa minyak dengan cara menghancurkan sampah plastic yang sudah bersih dan kering, kemudian sampah plastic yang sudah hancur dilelehkan dengan tempperatur tingggi. Prinsip mesin ini yaitu semakin tinggi temperature yang digunakan maka produk yang dihasilkan semakin baik dan prosesnya lebih cepat. Sedangkan pirolisis adalah proses dekomposisi kimia suatu bahan yang bertujuan untuk membentuk hidrokarbon dengan menggunakan temperature yang tinggi tanpa atau menggunakan sedikit oksigen. Karbon dan oksigen merupakan unsure utama dalam pembuatan plastic. Plastic dapat digunakan untuk bahan baku praktikum ini karena bahan baku yang digunakan dalam proses pembuatan plastic adalah naptha. Naptha sendiri merupakan produk yang terbentuk dari proses penyulingan gas alam dan minyak bumi. Dalam proses pembuatan 1 kg plastic dibutuhkan 1,75 kg minyak bumi sebagai energy saat proses produksinya maupun untuk bahan baku pembuatannya.



10



Alur yang terjadi dalam proses praktikum pirolisis dengan bahan dasar sampah plastic ini yaitu dimulai dengan pengumpulan sampah plastic, sampah plastic yang telah terkumpul tersebut kemudian di bersihkan dan dikeringkan.



Setelah itu sampah plastic yang sudah bersih dan kering



dimasukan ke dalam mesin pirolisis, sebelumnya mesin yang akan digunakan ini dibersihkan terlebih dahulu dari sisa sisa endapan dan kotoran yang terdapat didalam mesin tersebut. Setelah sampah plastic masuk, kemudian mesin tersebut dinyalakan dengan menggunakan temperature yang tinggi sampai menjadi gas. Setelah itu kemudian diembunkan menggunakan proses kondensasi hingga terbentuk minyak.



Jenis minyak yang dihasilkan bisa



berupa bensin, solar ataupun minyak tanah. Factor yang mempengaruhi produk yang dihasilkan adalah temperature dan jarak aliran pipa yang dipasang pada mesin pirolisis. Jenis minyak yang dapat dihasilkan pada praktikum ini adalah sebagai berikut : 1. Solar Produk ini dapat dihasilkan dengan pemanasan 250-340˚C dengan pemasangan aliran pipa paling dekat mesin pirolisis. 2. Bensin Minyak jenis ini dapat dihasilkan dengan pengunaan temperature antara 35-75˚C dengan pemasangan aliran pipa paling jauh dengan mesin pirolisis. 3. Minyak Tanah (Kerosin) Produk ini dihasilkan dengan temperature 170-250˚C dimana aliran pipa dipasang ditengah.



11



BAB V PEUNUTUP A. KESIMPULAN Setelah praktikum ini dilakukan, didapatkan kesimpulan sebagai berikut: 1. Alur proses yang digunakan pada praktikum ini adalah pengumpulan dan pemilihan sampah plastic, kemudian memasukan sampah plastic tersebut kedalam mesin pirolisis dan menyalakan mesin tersebut dengan temperature tinggi.



Kemudian dihasilkan produk berupa



minyak. 2. Jenis minyak yang dapat dihasilkan dari praktikum ini adalah bensin, solar dan minyak tanah tergantung temperature mesin yang digunakan. 3. Pirolisis merupakan proses dekomposisi kimia yang menghasilkan hidrokarbon



tanpa atau dengan sedikit oksigen menggunakan



temperature yang tinggi.



12



DAFTAR PUSTAKA



Ali, M. &. (n.d.). Pengolahan Sampah Plastik Menjadi Minyak Menggunakan Proses Pirolisis. Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan Vol. 4(1), 44-53. Bridgwater, A. V. (1980). Waste Inceneration and Pyrolysis. Resource Recovery and Concervation, 5(1):99-115. Cahyono, M. S. (2013). Pengaruh Jenis Bahan pada Proses Pirolisis Sampah Organik menjadi Bio-Oil sebagai Sumber Energi Terbarukan. Jurnal Sains dan Teknologi Lingkungan Vol. 59, 67-76. Chaurasia, A. B. (2005). Modeling & Simulation of Pyrolisis of Biomass: Effect of Thermal Conductivity, Reactor Temperatur and Particle Size on Product Consentrations. Didik Iswadi, F. N. (2017). PEMANFAATAN SAMPAH PLASTIK LDPE DAN PET MENJADI BAHAN BAKAR MINYAK DENGAN PROSES PIROLISIS. Jurnal Ilmiah Teknik Kimia UNPAM, Vol. 1 No. 2 . Evi Yulianti, D. L. (2017). OPTIMALISASI KONDUKTIVITAS IONIK ELEKTROLIT POLIMER BERBASIS KOMPOSIT KITOSINZIRKONIA/LITIUM PERKLORAT DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL. Jurnal Kimia dan Kemasan , 39(1), 1-8. Herumurti, Q. R. (2015). Penglahan Sampah secara Pirolisis dengan Variasi Rasio Komposisi Sampah dan Jenis Plastik . JURNAL TEKNIK ITS Vol. 04, No. 1, D27-D29. Idris, Y. &. (2016). Pengujian Pirolisis Kayu Dengan Metode Hampa Udara Untuk Memproduksi Bahan Bakar Gas. Jurnal Inotera Vol. 19. Mulyadi, E., 2010 “ Kinetika Reaksi Katalitik Dekomposisi Gambut”, Semnas Hasil Penelitian Balitbang prov Jatim, ISBN 978-979-10-8 Rafli, R. d. (2017). Penerapan Teknologi Pirolisis Untuk Konversi Limbah Plastik Menjadi Bahan Bakar Minyak di Kabupaten Bantul. Jurnal Mekanika dan Sistem Termal, Vol. 2(1), 1-5. Ridhuan, K. d. (2019). Proses Pembakaran Pirolisis dengan Jenis Biomassa dan Karakteristik Asap Cair yang Dihasilkan . Jurnal Program Studi Teknik Mesin UM Metro Vol. 8(1), 69-78. Wahyudi,I.,2001.Pemanfaatan Blotong Menjadi Bahan Bakar Cair Dan Arang Dengan Proses Pirolisis. Jurusan Teknik Lingkungan FTSP UPN “Veteran” Jatim



13



14