PENGOLAHAN SAMPAH PLASTIK MENJADI MINYAK DENGAN PROSES PIROLISIS.

FORMAT HALAMAN DEPAN

SKRIPSI
PENGOLAHAN SAMPAH PLASTIK MENJ ADI MINYAK
DENGAN PROSES PIROLISIS

Oleh :

APRIAN RAMADHAN PERDANA PUTRA
0752010024

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” J ATIM
SURABAYA
2011

.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

SKRIPSI

PENGOLAHAN SAMPAH PLASTIK MENJ ADI MINYAK
DENGAN PROSES PIROLISIS
untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam memperoleh
Gelar Sarjana Teknik ( S-1)

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

Oleh :

APRIAN RAMADHAN PERDANA PUTRA
0752010024

FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” J ATIM
SURABAYA
2011
HALAMAN KE DUA HANYA UNTUK SKRIPSI

.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

SKRIPSI

PENGOLAHAN SAMPAH PLASTIK MENJ ADI MINYAK
DENGAN PROSES PIROLISIS
oleh :

APRIAN RAMADHAN PERDANA PUTRA
NPM :0752010024
Telah dipertahankan dan diterima oleh Tim Penguji Skripsi
Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
Pada hari : Kamis Tanggal : 08 Agustus 2011
Menyetujui
Pembimbing

Penguji I

Dr. Ir. Munawar Ali, MT.
NIP. 19600401 198803 001

Ir. Putu Wesen, MS.
NIP:19520920 198303 1 00 1
Penguji II

Ir. Yayok Suryo P, MS.__
NIP:19600601 198703 1 00 1

Mengetahui
Ketua Program Studi

Penguji III

Dr. Ir. Munawar Ali, MT.
NIP. 19600401 198803 001

Ir. Novirina Hendrasarie, MT.

NIP:19681126 199403 2 00 1

Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan
Untuk memperoleh gelar sarjana (S1), tanggal :
Dekan Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan

Stempel
Ir. Naniek Ratni J.A.R., M.Kes
NIP. 19590729 198603 2 00 1
.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

CURRICULUM VITAE
Peneliti
Nama Lengkap

: Aprian Ramadhan Perdana Putra

NPM

: 0752010024

Tempat/tanggal lahir

: Surabaya / 15 April 1989

Alamat

: Jl. Sukolilo 1A/27
Surabaya

Telp rumah

: 03178181403

Nomor Hp.

: 03161144479 – 083830801113

Email

: messiahkiss@gmail.com

Pendidikan
No.

Nama Univ / Sekolah

Jurusan

Mulai
Dari

Keterangan

sampai

1

FTSP UPN ”Veteran” Jatim

T.Lingkungan

2007

-

2011

Lulus

2

SMA NEGERI 3

IPS

2004

-

2007

Lulus

-

2001

-

2004

Lulus

-

1995

-

2001

Lulus

SURABAYA
3

SMP NEGERI 8
SURABAYA

4

SDN ANGKASA
SURABAYA

Tugas Akademik
No.

Kegiatan

Tempat/Judul

1

Kuliah Lapangan

2

Kunjungan Pabrik

3

KKN

4

Kerja Praktek

Water Treatment Megumi, Bali dan Pengelolaan
Hutan Mangrove, Bali
IPAL SIER,PT. Multi Bintang Indonesia
Mojokerto,IPLD
Sewon
Bantul,PT.Sritex
Sukoharjo
Kel.Sumber Kledung, Kec.Tegal Siwalan,Kab.
Probolinggo
PT.SEMEN GRESIK (PERSERO) TBK

5

PBPAB

Bangunan Pengolahan Air Minum

6

SKRIPSI

Pengolahan Sampah Plastik Menjadi Minyak 2011
Dengan Proses Pirolisis

Or ang Tua
Nama

: Moch Ilham

Alamat

: Jl. Sukolilo 1A/27

Telp

: 03171556572

Pekerjaan

: Wiraswasta

.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

Selesai tahun
2009
2010

2010
2010
2011

DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR............................................................................... i
ABSTRAK.................................................................................................... iii
ABSTRACT............................................................................................ iv
DAFTAR ISI............................................................................................ v
DAFTAR TABEL..................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR...................................................................................
BAB I

x

PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang.......................................................................

1

I.2. Rumusan Masalah...................................................................

3

I.3. Tujuan Penelitian....................................................................

4

I.4. Manfaat Penelitian..................................................................

4

I.5. Ruang Lingkup........................................................................

4

BAB II TINJ AUAN PUSTAKA
II.1. Plastik………………............…....……........................
II.2. Kegunaan Plastik.........................................................

5
7

II.3 Plastik Menurut Strukur Kimia...................................

8

II.4. Plastik Menurut Perubahan Suhu ....................................

9

II.5. Jenis-jenis Plastik......................................................

v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

10

II.6. Pengkodean dan Penggunaan Plastik di kehidupan Sehari-hari... 12
II.7. Pirolisis………………………………………....…….......

18

II.8. Faktor yang Berperngaruh……………………………......

20

BAB III METODE PENELITIAN
III.1. Bahan Yang Digunakan............................ ….…..............
III.2. Alat Yang Digunakan.....................................................

25
25

III.3. Prosedur Penelitian........... ..................................................

27

III.4.Variabel.................................................................................

27

III.5. Analisis Data …………………………………….............

28

III.5. Analisis Statistik

28

……………………………….............

III.6 Analisa Secara Kualitatif..................................................

28

III.7 Kerangka Penelitian........................................................

31

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1. Pengaruh Waktu Dan Suhu Terhadap Massa Plastik.......

33

IV.1.1 Plastik HDPE............................................... .
IV.1.2 Plastik LDPE.................................................
IV.1.3 Uji Korelasi..............................................

vi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

33
35
37

IV.2. Pengaruh Waktu Dan Suhu Terhadap Proses Pembentukan
Minyak................

39

IV.2.1 Plastik HDPE.....................................................

39

IV.2.2 Plastik LDPE.....................................................

41

IV.2.3 Uji Korelasi........................................................

43

IV.3 Efesiensi Reaktor Terhadap Peruraian Plastik Dan Produk Minyak
yang Dihasilkan…………………......………………….

45

IV.4 Perbandingan Kualitas Minyak Pirolisis dengan Jenis-Jenis
Minyak Lain……………………………………………….

47

IV.5 Hubungan Konversi dengan Waktu dan Suhu pada Pirolisis…. 48
IV.5.1 Plastik HDPE………………………………………

48

IV.5.2 Plastik LDPE………………………………………

53

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1. Kesimpulan........................................................................ 58
V.2. Saran..................................................................................58
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A. DATA HASIL PENELITIAN
LAMPIRAN B. PERHITUNGAN
LAMPIRAN C. HASIL ANALISA
LAMPIRAN D. HASIL RUNNING MINITAB
vii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

LAMPIRAN E. PROSEDUR ANALISA
LAMPIRAN F. GAMBAR PENELITIAN

viii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

KATA PENGANTAR

Atas berkat rahmat Allah SWT, akhirnya saya dapat meyelesaikan skripsi
saya yang berjudul “Pengolahan Sampah Plastik Menjadi Minyak Dengan
Pr oses Pir olisis”.
Skripsi saya ini merupakan bagian dari syarat kelulusan dan syarat untuk
mendapatkan gelar S1 Teknik Lingkungan. Dengan adanya skripsi saya ini
diharapkan membawa manfaat yang besar baik bagi mahasiswa Teknik
Lingkungan UPN “Veteran” maupun bagi masyarakat umum.
Ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya saya sampaikan kepada :
1. Ir Naniek Ratni JAR,Mkes Selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan, UPN “ Veteran “ Jatim.
2. Bapak Dr.Ir Munawar Ali, MT selaku ketua Program Studi Teknik
Lingkungan UPN “Veteran” Jawa Timur.
3. Bapak Dr.Ir Munawar Ali selaku Dosen pembimbing skripsi saya
yang telah sabar membimbing. Terima kasih bapak atas segala
bimbingan dan bantuanya.
4. Kedua orang tua dan keluarga besar saya yang telah memberikan
semangat, membantu material, doa, serta support yang tidak pernah
habis buat saya.
5. Semua rekan-rekan di Teknik Lingkungan angkatan 2007 yang secara
langsung maupun tidak langsung telah membantu hingga terselesainya
skripsi ini.

i
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

6. Semua pihak yang telah membantu dan yang tidak dapat saya sebutkan
satu per satu.
Saya sadar bahwa skripsi saya ini masih jauh dari sempurna, untuk
itu segala saran dan kritik sangat saya harapkan demi sempurnanya skripsi
saya ini.
Akhirnya, semoga skripsi saya ini dapat bermanfaat bagi penyusun
dan terlebih bagi generasi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan, UPN “ Veteran “ Jatim juga bagi masyarakat luas pada
umumnya.
Surabaya, November 2011

Apr ian Ramadhan

ii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

ABSTRAK

Penelitian ini dimaksudkan untuk mendisain reaktor pirolisis, dan mengamati
pengaruh temperature dan waktu tinggal terhadap kualitas produk pirolisis.Penelitian
ini dilakukan juga untuk mengetahui berapa banyak produk minyak yang dihasilkan.
Penelitian dilakukan dengan menggunakan reaktor dengan diameter 20 cm dan
tinggi 40 cm. Pirolisis dilangsungkan pada temperatur 250-420 derajat C dan
waktu reaksi selama 0-60 menit.. Dari semua variabel yang dipelajari suhu
memberi pengaruh yang paling nyata. Konstante kecepatan reaksi dipengaruhi oleh
suhu sesuai dengan persamaan Arrhenious. Dengan nilai aktivasi energi 12145,4
cal./mole. Sesuai pernyataan Westerterp dkk. nilai itu tidak terlalu jauh dari 104
kal/mol. Hal itu menunjukkan reaksi kimia yang berperan. Konversi volatile matter
yang dapat dicapai 80,2%, dan itu terjadi pada waktu 60 menit dan suhu 420oC.
Kata Kunci : limbah domestik, sampah, kinetika pirolisis

iii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

ABSTRACT

This research aims to design pyrolysis reactor, develop pyrolysis operating
procedure, and to investigate the effect of pyrolysis temperature to liquid product
quality. The pyrolysis experiments will be performed in batch reactor equipped
from carbon steel with 20 cm inside diameter and 40 cm height. The
experimental conditions are as follows: temperature range 250-420 degrees C,
and reaction time 0-60 min. From all variables studied, it seemed that temperature
had the highest effect. Chemical reaction rate constant was affected by
temperature in accordance with Arrhenius equation. The activation energy of k
was 12145,4 cal./mole, respectively. This value was not so far from the extreme
values (104 cal/mole) presented by Westerterp et al. These facts ascertained that the
chemical reaction step controlled the overall rate of reaction. The highest volatile
matter conversion in this research was 80,2%, and this was obtained at process
conditions of 60 minutes and temperature of 420oC. The pyrolytic oil yield
increase with the increase of the temperature and its composition becomes more
variative and few contents of carboxylic acids and aromatics compound.
Key words, domestic waste, rubbish, kinetic, pyrolysis.

iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Peningkatan kuantitas sampah kota merupakan konsekuensi logis dari
perkembangan kota akibat pertumbuhan penduduk, dan pergeseran pola hidup
masyarakat. Diantaranya peningkatan penggunaan plastik untuk keperluan rumah
tangga, yang berdampak pada peningkatan timbunan sampah plastik. Menurut
Hardadi,salah satu tehnical engginering pengolahan limbah di TPA Benowo. Saat
ini jumlah sampah tiap harinya yang masuk di TPA Benowo sekitar 1500 ton. Dan
sekitar 10%-20% merupakan sampah plastik.
Dari jumlah itu hanya sebagian kecil sampah plastik yang terangkut
pemulung (10%-20 dari total sampah plastik) dan sisanya tidak terpungut oleh
pemulung. Sehingga banyak sampah plastik yang masih teronggok di TPA
Benowo. Sampah plastik yang tidak terpungut oleh pemulung penanganannya
tidak bisa dilakukan dengan metode landfill atau open dump. Pemusnahan sampah
plastik dengan cara pembakaran (incineration), kurang efektif dan beresiko.
Pengolahan sampah plastik dengan pembakaran bukan metode yang aman bagi
lingkungan karena munculnya polutan dari emisi gas buang (CO2, CO, Nox, dan
SOx) dan beberapa partikulat pencemar lainnya. Selain itu menurut Hardadi
pengolahan menggunakan cara incenerasi juga tidak diperbolehkan di TPA
Benowo. Oleh karena itu diperlukan cara pengolahan lain untuk mengolah sampah
plastik tersebut.

1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

2

Proses daur ulang menjadi sangat populer saat ini. Namun hanya daur
ulang tertentu yang selama ini dijalankan. Padahal ada banyak alternatif proses
daur ulang yang lebih menjanjikan dan berprospek ke depan. Salah satunya
mengonversi sampah plastik menjadi minyak. Itu bisa dilakukan karena pada
dasarnya plastik berasal dari minyak bumi, sehingga tinggal dikembalikan ke
bentuk semula.. Keuntungan sampah plastik adalah tidak menyerap air, sehingga
kadar air sangat rendah dibandingkan sampah kertas, sisa makanan, dan biomassa.
Selain itu plastik juga mempunyai nilai kalor cukup tinggi, setara dengan bahan
bakar fosil seperti bensin dan solar.
Jenis polimer plastik umumnya berasal dari polipropilena, polietilena,
polistirena, atau polivinilklorida (PVC). Ada dua jenis polietilena, yaitu high
density polyethylene (HDPE) dan low density polyethylene (LDPE). HDPE
banyak digunakan sebagai botol plastik minuman, sedangkan LDPE untuk
kantong plastik. Untuk itu, penanganan sampah plastik yang efektif adalah
memutus rantai polimer (fraksinasi). Metode pemecahan rantai polimer yang
sudah dikenal adalah pirolisis, gasifikasi, degradasi termal maupun katalitik.
Pengolahan sampah plastik yang paling memungkinan adalah dengan proses
pirolisis (Mulyadi, 2004). Keunggulan nyata dari pirolisis dibandingkan dengan
pembakaran (incineration), yaitu dapat mereduksi gas buang hingga 20 kali.
Disisi

lain,

produk

pirolisis

dapat

dimanfaatkan

lebih

fleksibel

dan

penanganannya lebih mudah. Proses pirolisis sampah plastik merupakan teknologi
konversi termokimia yang masih perlu dikembangkan. Selain itu, keterbatasan
data-data kinetik untuk penentuan persamaan laju termal dekomposisi secara

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

3

menyeluruh. Data - data itu diperlukan untuk rancang bangun reaktor pirolisis..
Pyrolytic oil sebagai produk cair mengandung nafta dan komponen lain yang
relatif potensial untuk diolah kembali menjadi fraksi yang dapat memberikan nilai
tambah. Beberapa penelitian seputar konversi sampah plastik menjadi produk cair
berkualitas bahan bakar telah dilakukan dan menunjukkan hasil yang cukup
prospektif untuk dikembangkan (Mulyadi, 2004). Pemanfaatan hasil fraksinasi
sampah plastik telah banyak dikembangkan, yaitu pengubahan produk tar
(pyrolytic oil) menjadi minyak pelumas menggunakan metode hydroisomerisasi,
tetapi masih memerlukan langkah yang cukup panjang. Cara itu merupakan
perwujudan pengembangan proses Fischer-Tropsch (Rodiansono dkk.,2007).
Dengan Latar belakang tersebut maka peneliti akan memanfaatkan
limbah plastik dan mendaur ulang menjadi minyak,sehingga kedepannya bisa
dimanfaatkan sebagai bahan bakar alternatif
I.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut maka dapat dibuat rumusan masalah
sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh suhu dan waktu terhadap massa plastic yang terurai dan
berapa banyak minyak yang dihasilkan dalam proses pirolisis
2. Berapa nilai Parameter kinetika fraksinasi yang terjadi
3.Bagaimana kualitas produk minyak yang dihasilkan dari proses

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

4

I.3. Tujuan
Tujuan dari penelitian tugas akhir ini adalah:
1. Menentukan pengaruh suhu dan waktu terhadap massa plastik yang terurai dan
berapa minyak yang dihasilkan dalam proses pirolisis
2. Memperoleh parameter kinetika fraksinasi pada proses pirolisis
3. Menentukan kualitas Produk minyak yang dihasilkan,dibandingkan dengan
Produk Minyak jenis lain
I.4. Manfaat
Manfaat dari Penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Memberi alternatif terhadap pengolahan limbah sampah plastik.
2. Memberi alternatif pengolahan plastik dengan proses pirolisis yang bisa
menghasilkan bahan bakar alternatif
3. Memberi Masukan data penelitian yang berguna untuk perancangan reaktor
pirolisis skala sebenarnya.
I.5 Ruang Lingkup
1. Penelitian dilakukan di Laboratorium Riset Tekhnik LingkunganUPN
“Veteran” Jatim.
2. Bahan yang digunakan adalah sampah plastik dari pengepul di TPA Benowo
Surabaya
3. Jenis sampah Plastik yang digunakan :
a. Tutup gallon (LDPE).
b. Pecahan timba cat,wadah hand body(HDPE).
4. Dalam penelitian ini Gas yang dihasilkan tidak diteliti

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA
II.1 Plastik
Sejak tahun 1950-an plastik menjadi bagian penting dalam hidup manusia.
Plastik digunakan sebagai bahan baku kemasan, tekstil, bagian-bagian mobil dan
alat-alat elektronik. Dalam dunia kedokteran, plastik bahkan digunakan untuk
mengganti bagian-bagian tubuh manusia yang sudah tidak berfungsi lagi. Pada
tahun 1976 plastik dikatakan sebagai materi yang paling banyak digunakan dan
dipilih sebagai salah satu dari 100 berita kejadian pada abad ini.
Plastik pertama kali diperkenalkan oleh Alexander Parkes pada tahun 1862
di sebuah ekshibisi internasional di London, Inggris. Plastik temuan Parkes
disebut parkesine ini dibuat dari bahan organik dari selulosa. Parkes mengatakan
bahwa temuannya ini mempunyai karakteristik mirip karet, namun dengan harga
yang lebih murah. Ia juga menemukan bahwa parkesine ini bisa dibuat transparan
dan mampu dibuat dalam berbagai bentuk. Sayangnya, temuannya ini tidak bisa
dimasyarakatkan karena mahalnya bahan baku yang digunakan.
Pada akhir abad ke-19 ketika kebutuhan akan bola biliar meningkat,
banyak gajah dibunuh untuk diambil gadingnya sebagai bahan baku bola biliar.
Pada tahun 1866, seorang Amerika bernama John Wesley Hyatt, menemukan
bahwa seluloid bisa dibentuk menjadi bahan yang keras. Ia lalu membuat bola
biliar dari bahan ini untuk menggantikan gading gajah. Tetapi, karena bahannya
terlalu rapuh, bola biliar ini menjadi pecah ketika saling berbenturan.

5
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

6

Bahan sintetis pertama buatan manusia ditemukan pada tahun 1907 ketika
seorang ahli kimia dari New York bernama Leo Baekeland mengembangkan resin
cair yang ia beri nama bakelite. Material baru ini tidak terbakar, tidak meleleh dan
tidak mencair di dalam larutan asam cuka. Dengan demikian, sekali bahan ini
terbentuk, tidak akan bisa berubah. Bakelite ini bisa ditambahkan ke berbagai
material lainnya seperti kayu lunak. Tidak lama kemudian berbagai macam barang
dibuat dari bakelite, termasuk senjata dan mesin-mesin ringan untuk keperluan
perang. Bakelite juga digunakan untuk keperluan rumah tangga, misalnya sebagai
bahan untuk membuat isolasi listrik.

Tahun 1920 ditandai dengan demam plastik. Wallace Hume Carothers,
ahli kimia lulusan Universitas Harvard yang mengepalai DuPont Lab,
mengembangkan nylon yang pada waktu itu disebut Fiber 66. Fiber ini
menggantikan bulu binatang untuk membuat sikat gigi dan stoking sutera. Pada
tahun 1940-an nylon, acrylic, polyethylene, dan polimer lainnya menggantikan
bahan-bahan alami yang waktu itu semakin berkurang. Inovasi penting lainnya
dalam plastik yaitu penemuan polyvinyl chloride (PVC) atau vinyl. Ketika
mencoba untuk melekatkan karet dan metal, Waldo Semon, seorang ahli kimia di
perusahaan ban B.F. Goodrich menemukan PVC. Semon juga menemukan bahwa
PVC ini adalah suatu bahan yang murah, tahan lama, tahan api dan mudah
dibentuk. Pada tahun 1933, Ralph Wiley, seorang pekerja lab di perusahaan kimia
Dow, secara tidak sengaja menemukan plastik jenis lain yaitu polyvinylidene
chloride atau populer dengan sebutan saran. Saran pertama kali digunakan untuk
peralatan militer, namun belakangan diketahui bahwa bahan ini cocok digunakan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

7

sebagai pembungkus makanan. Saran dapat melekat di hampir setiap perabotan
seperti mangkok, piring, panci, dan bahkan di lapisan saran sendiri. Tidak heran
jika saran digunakan untuk menyimpan makanan agar kesegaran makanan
tersebut terjaga. Pada tahun yang sama, dua orang ahli kimia organik bernama
E.W. Fawcett dan R.O. Gibson yang bekerja di Imperial Chemical Industries
Research Laboratory menemukan polyethylene. Temuan mereka ini mempunyai
dampak yang amat besar bagi dunia. Karena bahan ini ringan serta tipis, pada
masa Perang Dunia II bahan ini digunakan sebagai pelapis untuk kabel bawah air
dan sebagai isolasi untuk radar. Pada tahun 1940 penggunaan polyethylene
sebagai bahan isolasi mampu mengurangi berat radar sebesar 600 pounds atau
sekitar 270 kg. Setelah perang berakhir, plastik ini menjadi semakin populer. Saat
ini polyethylene digunakan untuk membuat botol minuman, jerigen, tas belanja
atau tas kresek, dan kontainer untuk menyimpan makanan. (Anonim1,
www.angelfire.com/indie/shefougtbravely/sejarah.htm,11-02-2011)

II.2 Kegunaan Plastik

Plastik telah dikenal luas dalam kehidupan manusia. Berbagai barang
kebutuhan hidup mulai barang-barang sederhana hingga barang-barang berteknologi
terus meningkat menumbuhkan kekhawatiran mengenai dampak buruknya terhadap
lingkungan. Awalnya sifat-sifat plastik yang ringan, praktis, ekonomis, dan tahan
terhadap pengaruh lingkungan menjadi unggulan, sehingga plastik dapat digunakan
untuk menggantikan bahan-bahan lain yang tidak tahan lama. Akan tetapi plastik juga
banyak digunakan untuk barang sekali pakai sehingga sampah plastik semakin

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

8

bertambah, sementara proses degradasi secara alamiah berlangsung sangat lama.
Sebagai akibatnya sampah plastik menjadi masalah bagi lingkungan

Bahan pembuat plastik dari minyak dan gas sebagai sumber alami, dalam
perkembangannya digantikan oleh bahan-bahan sintetis sehingga dapat diperoleh
sifat-sifat plastik yang diinginkan dengan cara kopolimerisasi, laminasi, dan
ekstruksi (Syarief, et al., 1989).
Komponen utama plastik sebelum membentuk polimer adalah monomer,
yakni rantai yang paling pendek. Polimer merupakan gabungan dari beberapa
monomer yang akan membentuk rantai yang sangat panjang. Bila rantai tersebut
dikelompokkan bersama-sama dalam suatu pola acak, menyerupai tumpukan
jerami maka disebut amorp, jika teratur hampir sejajar disebut kristalin dengan
sifat yang lebih keras dan tegar (Syarief, et al., 1988).

II.3 Plastik Menur ut Str uktur Kimia
Menurut Davidson dalam Nurminah (2002), klasifikasi plastik menurut
struktur kimianya terbagi atas dua macam yaitu:
1. Linear, bila monomer membentuk rantai polimer yang lurus (linear) maka akan
terbentuk plastik thermoplastik yang mempunyai sifat meleleh pada suhu tertentu,
melekat mengikuti perubahan suhu dan sifatnya dapat balik (reversible) kepada
sifatnya yakni kembali mengeras bila didinginkan.
2. Jaringan tiga dimensi, bila monomer berbentuk tiga dimensi akibat polimerisasi
berantai, akan terbentuk plastik thermosetting dengan sifat tidak dapat mengikuti

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

9

perubahan suhu (irreversible). Bila sekali pengerasan telah terjadi maka bahan
tidak dapat dilunakkan kembali.
Proses polimerisasi yang menghasilkan polimer berantai lurus mempunyai
tingkat polimerisasi yang rendah dan kerangka dasar yang mengikat antar atom
karbon dan ikatan antar rantai lebih besar daripada rantai hidrogen. Bahan yang
dihasilkan dengan tingkat polimerisasi rendah bersifat kaku dan keras (Flinn dan
Trojan dalam Nurminah,2002).

Bahan kemasan plastik dibuat dan disusun

melalui proses yang disebabkan polimerisasi dengan menggunakan bahan mentah
monomer, yang tersusun sambung-menyambung menjadi satu dalam bentuk
polimer.
Bahan kemasan plastik dibuat dan disusun melalui proses yang disebut
polimerisasi dengan menggunakan bahan mentah monomer, yang tersusun
sambung-menyambung menjadi satu dalam bentuk polimer. Dalam plastik juga
terkandung beberapa aditif yang diperlukan untuk memperbaiki sifat-sifat fisiko
kimia plastik itu sendiri. Bahan aditif yang ditambahkan tersebut disebut
komponen nonplastik yang berupa senyawa anorganik atau organik yang memiliki
berat molekul rendah. Bahan aditif dapat berfungsi sebagai pewarna, antioksidan,
penyerap sinar UV, anti lekat dan masih banyak lagi (Winarno dalam
Nurminah,2002).
II.4 Plastik Menur ut Perubahan Suhu
Syarief et al., (1989) membagi plastik menjadi dua berdasarkan sifat
sifatnya terhadap perubahan suhu, yaitu:

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

10

1. Termoplastik: meleleh pada suhu tertentu, melekat mengikuti perubahan suhu
dan mempunyai sifat dapat balik (reversibel) kepada sifat aslinya, yaitu kembali
mengeras bila didinginkan,
2. Termoset: tidak dapat mengikuti perubahan suhu (irreversibel). Bila sekali
pengerasan telah terjadi maka bahan tidak dapat dilunakkan kembali. Pemanasan
yang tinggi tidak akan melunakkan termoset melainkan akan membentuk arang
dan terurai karena sifatnya yang demikian sering digunakan sebagai tutup ketel,
seperti jenis-jenis melamin.
II.5 J enis J enis Plastik
1. Polyethylen
Polietilen merupakan film yang lunak, transparan dan fleksibel,
mempunyai kekuatan benturan serta kekuatan sobek yang baik. Dengan
pemanasan akan menjadi lunak dan mencair pada suhu 110OC. Berdasarkan sifat
permeabilitasnya yang rendah serta sifat-sifat mekaniknya yang baik, polietilen
mempunyai ketebalan 0.001 sampai 0.01 inchi, yang banyak digunakan sebagai
pengemas makanan, karena sifatnya yang thermoplastik, polietilen mudah dibuat
kantung dengan derajat kerapatan yang baik (Sacharow dan Griffin dalam
Nurminah,2002). Konversi etilen menjadi polietilen (PE) secara komersial semula
dilakukan dengan tekanan tinggi, namun ditemukan cara tanpa tekanan tinggi.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
n(CH2= CH2
Etilen

(-CH2-CH2-)n
Polimerisasi

Polietilen

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

11

Polietilen dibuat dengan proses polimerisasi adisi dari gas etilen yang diperoleh
dari hasil samping dari industri minyak dan batubara. Proses polimerisasi yang
dilakukan ada dua macam, yakni pertama dengan polimerisasi yang dijalankan
dalam bejana bertekanan tinggi (1000-3000 atm) menghasilkan molekul makro
dengan banyak percabangan yakni campuran dari rantai lurus dan bercabang. Cara
kedua, polimerisasi dalam bejana bertekanan rendah (10-40atm) menghasilkan
molekul makro berantai lurus dan tersusun paralel.
2.

Low Density Polyethylen (LDPE)
LDPE yaitu plastic type coklat (thermoplastic/dibuat dari minyak bumi).

Biasa dipakai untuk tempat makanan,plastic kemasan dan botol-botol yang
lembek. Walaupun baik untuk tempat makanan,barang berbahan LDPE ini sulit
dihancurkan (Cahyaningrum,2010)
Sifat mekanis jenis plastik LDPE adalah kuat, agak tembus cahaya,
fleksibel dan permukaan agak berlemak. Pada suhu di bawah 60OC sangat resisten
terhadap senyawa kimia, daya proteksi terhadap uap air tergolong baik, akan
tetapi kurang baik bagi gas-gas yang lain seperti oksigen (Cahyaningrum,2010)
menurut Mustafa Dalam Cahyaningrum,2010 LDPE memiliki titik leleh = 100 oC.
Barang berbahan LDPE sulit dihancurkan tetapi baik untuk tempat
makanan karena sulit bereaksi secara kimiawi dengan makanan yang dikemas
dengan bahan ini (Cahyaningrum,2010)
3.

High Density Polyethylen (HDPE).
Pada polietilen jenis low density terdapat sedikit cabang pada rantai antara

molekulnya yang menyebabkan plastik ini memiliki densitas yang rendah,

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

12

sedangkan high density mempunyai jumlah rantai cabang yang lebih sedikit
dibanding jenis low density. Dengan demikian, high density memiliki sifat bahan
yang lebih kuat, keras, buram dan lebih tahan terhadap suhu tinggi. Ikatan
hidrogen antar molekul juga berperan dalam menentukan titik leleh plastik
(Harper dalam Nurminah,2002). Titik leleh plastik HDPE lebih tinggi dari plastik
LDPE yaitu pada suhu 110oC-120oC
4.

Polypropilena
Polipropilen sangat mirip dengan polietilen dan sifat-sifat penggunaannya

juga serupa (Brody dalam Nurminah,2002). Polipropilen lebih kuat dan ringan
dengan daya tembus uap yang rendah, ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil
terhadap suhu tinggi dan cukup mengkilap (Winarno dan Jenie dalam
Nurminah,2002). Monomer polypropilen diperoleh dengan pemecahan secara
thermal naphtha (distalasi minyak kasar) etilen, propylene dan homologues yang
lebih tinggi dipisahkan dengan distilasi pada temperatur rendah. Dengan
menggunakan katalis Natta- Ziegler polypropilen dapat diperoleh dari propilen
(Birley, et al dalam Nurminah,2002).

II.6 Pengkodean dan Penggunaan Plastik di Kehidupan Sehar i-Har i
Plastik sudah menjadi bagian penting dalam kehidupan kita. Namun di balik
kepraktisan yang ditawarkannya, ada bahaya yang mengancam. Mari kita kenali
lebih lanjut, agar bisa memilih yang terbaik dan meminimalkan risiko. Kode
produk plastik dikeluarkan oleh The Society of Plastic Industry pada tahun 1998
di Amerika Serikat, kemudian diadopsi oleh lembaga-lembaga pengembangan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

13

sistem kode, seperti ISO (International Organization for Standardization). Kode
ini memiliki tujuh macam tanda diantaranya .
1. Nomor 1:
Tanda nomor 1 biasanya tertera logo daur ulang dengan angka 1 berada di
tengahnya, serta tulisan PETE atau PET (polyethylene terephthalate) di bawah
segitiga. Plastik jenis ini biasa dipakai untuk botol plastik, berwarna
jernih/transparan/ tembus pandang seperti botol air mineral, botol jus, dan hampir
semua

botol

minuman

lainnya.

Botol

plastik

jenis

PETE/PET

ini

direkomendasikan Hanya sekali pakai. Bila digunakan untuk menyimpan air
hangat apalagi panas, akan mengakibatkan lapisan polimer pada botol tersebut
akan meleleh dan mengeluarkan zat karsinogenik. (Anonim2,2011). Gambar kode
plastic 1 digambarkan pada gambar 2.1

Gambar 2.1 : Kode PETE

2. Nomor 2:
Umumnya, pada bagian bawah kemasan botol plastik, tertera logo daur
ulang dengan angka 2 di tengahnya, serta tulisan HDPE (high density
polyethylene) di bawah segitiga. Biasa dipakai untuk botol susu yang berwarna
putih susu, tupperware, galon air minum, kursi lipat, dan lain-lain. HDPE
memiliki sifat bahan yang lebih kuat, keras, buram dan lebih tahan terhadap suhu
tinggi. HDPE merupakan salah satu bahan plastik yang aman untuk digunakan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

14

karena kemampuan untuk mencegah reaksi kimia antara kemasan plastik berbahan
HDPE

dengan

makanan/minuman

yang

dikemasnya.

Plastik

jenis

ini

direkomendasikan hanya untuk sekali pemakaian karena pelepasan senyawa
antimoni trioksida terus meningkat seiring waktu. (Putra S,2011).

Gambar 2.2 : Kode HDPE

3. Nomor 3:
Tertera logo daur ulang (terkadang berwarna merah) dengan angka 3 di
tengahnya, serta tulisan V. Huruf V itu berarti PVC (polyvinyl chloride), yaitu
jenis plastik yang paling sulit didaur ulang. Plastik ini bisa ditemukan pada plastic
pembungkus (cling wrap), dan botol-botol. Reaksi yang terjadi antara PVC
dengan makanan yang dikemas dengan plastik ini berpotensi berbahaya untuk
ginjal, hati dan berat badan. Sebaiknya kita mencari alternatif pembungkus
makanan lain, bukan yang bertanda 3 dan V. (Anonim2,2011). Gambar kode
plastic 3 digambarkan pada gambar 2.3

Gambar 2.3 : Kode PVC

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

15

4. Nomor 4:
Tertera logo daur ulang dengan angka 4 di tengahnya, serta tulisan LDPE.
LDPE (low density polyethylene) yaitu plastic tipe cokelat (thermoplastic/ dibuat
dari minyak bumi), biasa dipakai untuk tempat makanan, plastik kemasan, dan
botol-botol yang lembek.
Sifat mekanis jenis plastik LDPE adalah
a. Kuat,
b. Agak tembus cahaya,
c. Fleksibel dan permukaan agak berlemak.
d. Pada suhu di bawah 60 derajat Celcius sangat resisten terhadap senyawa kimia,
e. Daya proteksi terhadap uap air tergolong baik,
f. Kurang baik bagi gas-gas yang lain seperti oksigen.
Plastik jenis ini dapat didaur ulang, baik untuk barang-barang yang
memerlukan fleksibilitas tetapi kuat, dan memiliki resistensi yang baik terhadap
reaksi kimia. Barang berbahan LDPE ini sulit dihancurkan, tetapi baik untuk
tempat makanan karena sulit bereaksi secara kimiawi dengan makanan yang
dikemas dengan bahan ini. (Putra S,2011). Gambar kode plastic 4 digambarkan
pada gambar 2.4

Gambar 2.4 : Kode LDPE

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

16

5. Nomor 5:
Tertera logo daur ulang dengan angka 5 di tengahnya, serta tulisan PP
(polypropylene). Karakteristiknya, botol transparan yang tidak jernih atau
berawan. Polipropilen lebih kuat dan ringan dengan daya tembus uap yang rendah,
ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap suhu tinggi dan cukup
mengkilap. Jenis PP ini adalah pilihan bahan plastik terbaik, terutama untuk
tempat makanan dan minuman seperti tempat menyimpan makanan, botol minum
dan terpenting botol minum untuk bayi. Kode angka 5 ini menandakan aman
untuk menyimpan kemasan berbagai makanan dan minuman. (Anonim2,2011).
Gambar kode plastic 5 digambarkan pada gambar 2.5

Gambar 2.5 : Kode PP

6. Nomor 6:
Tertera logo daur ulang dengan angka 6 di tengahnya, serta tulisan PS. PS
(polystyrene) ditemukan tahun 1839, oleh Eduard Simon, seorang apoteker dari
Jerman, secara tidak sengaja. PS biasa dipakai sebagai bahan tempat makan
styrofoam, tempat minum sekali pakai, dan lain-lain. Polystyrene merupakan
polimer aromatik yang dapat mengeluarkan bahan styrene ke dalam makanan
ketika makanan tersebut bersentuhan. Selain tempat makanan, styrene juga bisa

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

17

didapatkan dari asap rokok, asap kendaraan dan bahan konstruksi gedung. Bahan
ini harus dihindari, karena selain berbahaya untuk kesehatan otak, mengganggu
hormon estrogen pada wanita yang berakibat pada masalah reproduksi, dan
pertumbuhan dan sistem syaraf, juga karena bahan ini sulit didaur ulang.
(Anonim2,2011). Gambar kode plastik 6 digambarkan pada gambar 2.6

Gambar 2.6 : Kode PS

7. Nomor 7:
Tertera logo daur ulang dengan angka 7 di tengahnya, serta tulisan
OTHER. Untuk jenis plastik 7 Other ini ada 4 jenis, yaitu :
a) SAN (styrene acrylonitrile)
b) ABS (acrylonitrile butadiene styrene)
c) PC ( polycarbonate)
d) Nylon
Dapat ditemukan pada tempat makanan dan minuman seperti botol minum
olahraga, suku cadang mobil, alat-alat rumah tangga, komputer, alat-alat
elektronik, dan plastik kemasan. SAN dan ABS memiliki resistensi yang tinggi
terhadap reaksi kimia dan suhu, kekuatan, kekakuan, dan tingkat kekerasan yang
telah ditingkatkan. Biasanya terdapat pada mangkuk mixer, pembungkus termos,
piring, alat makan, penyaring kopi, dan sikat gigi, sedangkan ABS biasanya

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

18

digunakan sebagai bahan mainan lego dan pipa. Plastik dengan kode 7 berjenis
SAN dan ABS merupakan salah satu bahan plastik yang sangat baik untuk
digunakan dalam kemasan makanan ataupun minuman. Sementara itu, plastik
dengan kode 7 berjenis PC (Polycarbonate) dapat ditemukan pada botol susu bayi,
gelas anak batita (sippy cup), botol minum polikarbonat, dan kaleng kemasan
makanan dan minuman, termasuk kaleng susu formula. Sayangnya, bahan plastik
ini dapat mengeluarkan bahan utamanya yaitu Bisphenol-A ke dalam makanan
dan minuman. Zat ini berpotensi merusak sistem hormon, kromosom pada
ovarium, penurunan produksi sperma, dan mengubah fungsi imunitas. Sebaiknya
plastik jenis ini tidak digunakan untuk tempat makanan ataupun minuman
(Anonim2,2011).

Gambar 2.7 : Kode OTHER

II.7 Pirolisis
Pirolisis adalah peruraian bahan, karena panas yang berasal dari luar atau
yang ditimbulkan oleh prosesnya (thermal decomposition), dan sering pula
diartikan sebagai proses devolatilisasi. Selain itu pirolisis juga disebut sebagai
suatu peruraian kimia pada suhu tinggi tanpa berhubungan dengan udara
(Wahyudi,2001),Proses pirolisis berlangsung tanpa adanya oksigen atau udara.
Pirolisis biasanya digunakan untuk mengolah zat-zat organik yang mengandung

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

19

lignosellulose dan lignin,seperti kayu oak,ampas tebu,tempurung kelapa,sekam
padi,serbuk

gergaji,tongkol

jagung,sabut

kelapa,sampah plastik,blotong (

Wahyudi,2001).Proses pirolisis dalam industri petroleum sering diistilahkan
sebagai cracking, yaitu merupakan proses perengkahan dengan tujuan untuk
memperkecil berat molekul hidrokarbon dengan memutuskan ikatan rantai
molekul.
Proses pirolisis dibagi menjadi 2 macam,yaitu :
1. Thermal Crakcking yaitu pirolisis dengan perlakuan panas.
2. Catalitic Cracking yaitu pirolisis dengan bantuan katalis.
Parameter yang berpengaruh pada kecepatan reaksi pirolisis mempunyai
hubungan yang sangat kompleks, sehingga model matematis persamaan kecepatan
reaksi pirolisis yang diformulasikan oleh setiap peneliti selalu menunjukkan
rumusan empiris yang berbeda (Trianna dan Rochimoellah, 2002). Selain itu,
plastik merupakan polimer yang berat molekulnya tidak bisa ditentukan, ataupun
dihitung. Karena itu, kecepatan reaksi dekomposisi didasarkan pada perubahan
massa atau fraksi massa per satuan waktu. Produk pirolisis selain dipengruhi oleh
suhu dan waktu, juga oleh laju pemanasan. Agra telah mengawali penelitian
kemungkinan sampah plasik sebagai sumber energi. Menurut Agra, berdasarkan
analisis yang pernah dilakukan Lembaga Minyak dan Gas Bumi (Lemigas),
minyak dari sampah plastik ini memiliki sifat tidak jenuh. Artinya, perbandingan
antara karbon dan hidrogen tidak seimbang sehingga ada mata rantai yang tidak
terisi.

Minyak hasil pirolisis ini mudah terbakar, mengeluarkan jelaga, dan

baunya menyengat. Untuk itu masih perlu pengolahan lanjut, yaitu dibuat jenuh

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

20

dan stabil bila dipakai sebagai bahan bakar sintetis (Mulyadi, 2004). Rahman
dkk.,(2002) dengan proses bacth menggunakan katalis zeolit melakukan fraksinasi
sampah plastic jenis polipropiline konversi fraksi bensin tertinggi dicapai pada
suhu 300oC. Rodiansono dkk.,(2007) melakukan perengkahan sampah plastik
jenis polipropilena dari kemasan air mineral dalam reaktor pirolisis terbuat dari
stainless steel, dilakukan pada temperatur 475 oC dengan dialiri gas nitrogen (100
mL/menit). Dengan menggunakan katalis bentonite untuk aplikasi pembuatan
bahan bakar sintetis dari sampah plastik juga memberikan hasil yang prospektif,
yaitu pada suhu 475oC dihasilkan produk cair 60% dan distribusi produk terbesar
adalah fraksi bensin Sutarjo dkk. Dalam Mulyadi,2010 Selain itu, Budiman dan
Fudiesta (2007), telah memanfaatkan arang plastik yang diaktifkan sebagai
pengadsorpsi warna minyak goreng curah.
II.8 Faktor-Faktor Yang Ber pengar uh
Faktor-faktor atau kondisi yang mempengaruhi proses pirolisis adalah :
1. Waktu
Waktu berpengaruh pada produk yang akan dihasilkan karena, semakin
lama waktu proses pirolisis berlangsung. produk yang dihasilkannya (residu
padat, tar, dan gas) makin naik. Kenaikan itu sampai dengan waktu tak hingga
(τ) yaitu waktu yang diperlukan sampai hasil padatan residu, tar, dan gas
mencapai konstan. Nilai τ dihitung sejak proses isotermal berlangsung.Tetapi
jika melebihi waktu optimal maka karbon akan teroksidasi oleh oksigen
(terbakar), menjadi karbondioksida dan abu. Untuk itu pada proses pirolisis
penentuan waktu optimal sangatlah penting. Dengan mengambil anggapan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

21

bahwa reaksi dekomposisi berlangsung secara progresif atau seragam pada
seluruh partikel, maka persamaan kecepatan reaksi yang dinyatakan dalam
fraksi massa per satuan waktu adalah
dw/dt = - k (w - w∞)n

(1)

dengan,
w = fraksi massa sampa plastik, yang dinyatakan dengan
w = mt / mto , bagian,
w∞ = fraksi residu padat pada saat t = τ , yang dinyatakan dengan
w∞ = m∞ / mto , bagian,
mto = massa umpan saat awal pada suhu isotermal, gram,
mt = massa residu padat setiap saat, gram,
m∞ = massa residu padat saat t = τ pada suhu isotermal, gram,
n

= orde reaksi,

k

= konstante laju dekomposisi termal.

Pada saat (t), fraksi volatil matter yang terdekomposisi mencapai (xs),
didefinisikan sebagai devolatilization degree yang nilainya adalah:
xs = [mto - mt]/ [mto- m∞]

(2).

2. Suhu
Suhu sangat mempengaruhi produk yang dihasilkan karena sesuai dengan
persamaan Arhenius, suhu makin tinggi nilai konstanta dekomposisi termal
makin besar akibatnya laju pirolisis bertambah dan konversi naik. Berdasarkan
teorema Arrhenius hubungan konstante persamaan reaksi dengan suhu
absolute, adalah

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

22

k = k0. e-(E/RT)

(3)

dengan,
k = Konstanta kecepatan reaksi dekomposisi termal
ko = Faktor tumbukan (faktor frekuensi)
E = Energi aktivasi (kal/gr.mol)
T = Suhu absolute (0K)
R = Tetapan gas (1,987 kal/gr.mol 0K)
maka persamaan (1) dapat dinyatakan dengan
dw/dt = -ko e -E/RT (w - w∞)n

(4),

jika kecepatan reaksi (4) mengikuti persamaan reaksi orde satu, maka
dw/dt = -ko e -E/RT (w - w∞)

(5),

Pada proses isotermal integrasi persamaan (5) dengan keadaan batas antara t = t1
sampai dengan t = t2 , diperoleh
ln (w1 - w∞) - ln(w2- w∞) = ko e -E/RT (t2 - t1)

(6).

Apabila reaksi dekomposisi terjadi pada permukaan partikel dan reaksi
mengikuti constant size particles, dan berlangsung secara unreacted-core model,
maka dengan luas permukaan butir (a) dan konstante kecepatan reaksi
dekomposisi (k) persamaannya berwujud:
-(1/a)[(dC)/dt]

= k C∞

-(1/a)[(dmt/mto)/dt]= k C∞
-[1/a][dmt/dt]= k mto C∞

(7).

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

23

Dengan menganggap partikel padat berbentuk bola pejal, dan ukuranya relatif
seragam, maka
dmt = (ρ) dVs = (ρ) 4 π r2 dr ,
-(1/a)(dmt/dt) = -[1/(4π r 2)][(ρ)(4π r 2)dr /dt] = -(ρ) [dr/dt]
-dr/dt = -[1/(ρ.a)](dmt/dt)

(8)

subtitusi persamaan (7) ke (8) diperoleh,
-dr/dt = k(mto /ρ) C∞

(9).

bila diintegralkan, diperoleh
t = [ρ/(C∞ mtok)] (ro -r),
t = [(ro ρ)/(m∞ k)](1 - r/ro)

(10)

Plastik yang belum terdekomposisi (1-xs) dapat dihitung, yaitu:
(1-xs) = (ρ)(4/3)π r3/{(ρ)(4/3)π r o3}=(r/r o)3,
r/ro

=(1-xs)1/3

(11).

dengan memasukkan (14) ke (15), dihasilkan:
t = [(ro ρ)/(m∞ k)] [1-(1-xs)1/3]

(12).

Kalau waktu yang diperlukan untuk mencapai dekomposisi sempurna (xs=1)
adalah τr, maka
τr = [(ro ρ)/(m∞ k)]

(13).

sehingga penggabungan (12 dan (13) menjadi:
[1-(1-xs)1/3] = t/τr

(14).

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

24

Menurut Mulyadi (2010) hubungan antara [1-(1-xs)1/3] dengan waktu t, berbentuk
linear dengan tangen arah [τr] atau [(ro ρ)/(m∞ k)], maka hal ini merupakan bukti
bahwa langkah reaksi kimia yang berperan.
3. Ukuran Partikel
Ukuran partikel berpengaruh terhadap hasil,semakin besar ukuran partikel.
Luas permukaan per satuan berat semakin kecil,sehingga proses akan menjadi
lambat. (Wahyudi,2001)
4. Berat Partikel
Semakin banyak bahan yang dimasukkan,menyebabkan hasil bahan bakar
cair(tar) dan arang meningkat. (Wahyudi,2001)

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB III
METODE PENELITIAN

Waktu pirolisis mulai dihitung sejak suhu mencapai variasi yang dipelajari
dan berat sampah plastik pada keadaan itu dicatat sebagai mto. Variasi waktu dan
suhu digunakan untuk menentukan kecepatan reaksi pirolisis. Perubahan massa
residu sampah plastik dalam reactor pada setiap saat dilakukan pengukuran secara
langsung. Semua data-data itu digunakan untuk menghitung konversi volatile
matter sampah plastik.
III.1. Bahan Yang Digunakan
Bahan yang digunakan didalam penelitian ini adalah sampah kota
(plastik), yang berasal dari TPA Benowo Surabaya dan yang sudah tidak dipungut
oleh pemulung. Sebelum dipergunakan, sampah plastik dijemur terlebih dahulu
pada panas matahari. Selanjutnya dipilah dari pengotor tanah lalu dipotongpotong dalam ukuran tertentu dan ditimbang.
III.2. Alat Yang Digunakan
Susunan alat terlukis pada gambar-1 yang terdiri :
1. Reaktor pirolisis : sebagai tempat proses pirolisis dengan spesifikasi
diameter 15 cm, tinggi 60 cm, dari bahan baja tahan karat (SS-304)
2. Heater : sebagai pemanas reaktor dengan Menggunakan Kompor berbahan
bakar LPG
3. Tempat cuplikan: sebagai tempat sampah plastik dengan spesifikasi
diameter 12 cm dan tinggi 40 cm, bahan baja tahan karat.
25
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

26

4. Pendingin tar terbuat dari stainless steel dengan diameter 7 cm, tinggi 50 cm
dengan ujung satu tertutup sedang yang lain mengecil.
5. Penampung tar : sebagai penampung hasil produk cair, berupa erlenmeyer
500 ml terbuat dari bahan gelas pyrex.
6. Timbangan digital dengan kapasitas 2000 g untuk mengukur massa residu
sampah plastik .

Gambar 3-1 . Rangkaian Alat Per cobaan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

27

III.3. Prosedur Penelitian
Sampah plastik yang telah dikeringkan dan dipilah dari zat pengotor,
dipotong dengan ukuran rerata 1-2 cm2 . Kemudian ditimbang dengan berat awal
(mo) 500 gram. Pelaksanaan percobaan dimulai dengan memasukkan sampah
plastik kering seberat 500 gram ke dalam tempat umpan reactor.Pemanas reaktor
dijalankan dan ditunggu sesuai suhu yang akan dipelajari. Setelah mencapai suhu
yang ditentukan, maka saat itu waktu mulai dihitung sebagai waktu awal (to) dan
dilakukan pembacaan neraca/timbangan untuk mengukur massa residu padat
(mto). Selanjutnya pada setiap selang waktu 10 menit,kompor dimatikan,dan
tempat cuplikan sampah plastic di ambil untuk di timbang sebagai massa residu
padat (mt).Gas yang mempunyai berat molekul besar akan terkondensasi dalam
siklon dan yang ringan terkondensasi dalam pendingin es. Setelah massa residu
padat mencapai konstan (m∞ ) proses dihentikan dan waktu dihitung sebagai
waktu maximum (τ). Seperti halnya residu padat, hasil tar juga diambil dan
diukur.
III.4. Variabel
Seluruh percobaan dilakukan dengan berat sampah plastik yang
dimasukkan 500 gram, dan ukuran rata-rata 1-2 cm2.
Variabel yang dipelajari adalah :
1. Waktu Pemanasan (menit)

: 0;

10;

20; 30 ;

40;

2. Suhu Reaktor ( oC)

: 200; 250; 300; 350; 400; 420

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

50;

60

28

III.5. Analisis Data.
Penentuan nilai konversi volatile matter (xs) atau juga sering
didefinisikan sebagai devolatilization degre