Nelson Manurung Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan nelson.manurung15gmail.com
JITEKH, Vol 6, No 1, Tahun 2017, 11-16
ISSN 2338-5677(Media Cetak)
ISSN 2549-6646 (Media Online)
Pembuatan Bahan Bakar Minyak Dari Limbah Plastik Dengan
Menggunakan Dua Kondensor
Nelson Manurung
Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan
[email protected]
Abstract
Plastic waste can be used to make fuel oil (BBM ) . The process of making fuel to plastic is done by distillation ,
and by pyrolysis process (chemical decomposition of organic matter through the process of heating without or
little oxygen other ) . From the research results , the heated plastic has melted and melted at a temperature of
approximately 200oC , then began to evaporate into a gas phase and produce liquid fuel . But the results obtained
not yet a maximum of 1 kg of plastic should produce 0.625 liters of fuel . From the analysis results should be
elevated until the temperature reaches 400 0C so that the hydrocarbon chain can decompose . The weakness
obtained in the design of the equipment is less high heating rate of combustion so that the heat generated in the
reactor has not reached 400 0C . The reactor tube is less large in volume , the output pipe from condenser-1 and
condenser-2 is less sloping, the shape of the reactor cover is not good because it is not conical shaped upward ,
the temperature at the condenser-2 is difficult to rise and can not reach 50 0C , this is due to the possibility of
distance Which is too long between the reactor with the two condensers and the influence of the outside air
which makes the combustion gas temperature decrease before it reaches the condenser-2 . The more detailed
reactor design with larger stove heat source reaches a minimum temperature of 450 0C , will produce maximum
liquid fuel .
Keywords : Plastic waste , fuel , pyrolyine , reactor , condenser .
Abstrak
Limbah plastik dapat dipergunakan untuk membuat bahan bakar minyak (BBM). Proses pembuatan BBM dari
plastik dilakukan dengan cara destilasi, dan dengan proses pirolisis (dekomposisi kimia bahan organik melalui
proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen lainnya). Dari hasil penelitian, plastik yang dipanaskan telah
melumer dan mencair pada temperatur kurang lebih 200oC, selanjutnya mulai menguap menjadi fase gas dan
menghasilkan cairan BBM. Namun hasil yang diperoleh belum maksimal yaitu 1 kg plastik seharusnya
menghasilkan 0,625 liter BBM. Dari hasil analisa seharusnya temperatur harus ditinggikan sampai mencapai 400
0
C agar rantai hidrokarbon dapat terurai. Kelemahan yang diperoleh pada disain peralatan yaitu kurang tingginya
laju panas pembakaran sehingga panas yang dihasilkan di dalam reaktor belum mencapai 400 0C. Tabung
Reaktor kurang besar volumenya, pipa keluaran dari kondensor-1 dan kondensor-2 kurang landai, bentuk tutup
reaktor tidak baik karena tidak berbentuk mengerucut ke atas, temperatur pada kondensor-2 sulit naik dan tidak
dapat mencapai 50 0C, hal ini disebabkan kemungkinan jarak yang terlalu panjang antara reaktor dengan kedua
kondensor dan pengaruh udara luar yang membuat temperatur gas pembakaran menurun sebelum sampai di
kondensor-2. Disain reaktor yang lebih detail dengan sumber panas kompor yang lebih besar minimum
mencapai temperatur 450 0C, akan menghasilkan cairan BBM yang maksimal
Kata Kunci : Limbah Plastik, BBM, pirolis, reaktor, kondensor
1.
Pendahuluan:
Tempat Pembuangan Akhir (TPA) sampah
Pemko Medan ada di dua kawasan yaitu Namu
Bintang dan Desa Terjun kabupaten Deli Serdang
tidak mampu lagi menampung produksi sampah
Pemko Medan sebanyak 1000 sampai 1400 ton per
hari. Perkiraan itu sesuai dengan asumsi bahwa
jumlah penduduk Kota Medan yang mencapai 2
juta menghasilkan sampah 0,7 kg/jiwa/hari atau
sekitar 1400 ton sampah per hari. Dari hasil
penelitian yang dilakukan di Tempat Pembuangan
Akhir (TPA) Namo Bintang dan Desa Terjun
menunjukkan sumber sampah berasal dari 21
kecamatan dan 151 kelurahan di Kota Medan.
Sebagaimana diketahui sampah itu bila diolah
dengan sistem pembakaran setelah melalui proses
pencacahan dan pengeringan nilai bakar akan
mampu dimanfaatkan menjadi bahan bakar boiler
sebagai pembangkit tenaga listrik. Masalah sampah
di Medan telah membuat resah masyarakat dan
sejumlah pejabat di daerah ini. Solusi untuk
mengatasi gunungan sampah ini, sampah dapat
dikonversikan menjadi energi termal. Dari
komposisi sampah tersebut terdapat 30 persen
plastik, tidak seluruh sampah domestik Pemko
Medan dapat dijadikan sumber energi. Dari 1.400
ton per hari tersebut, bahan sampah yang dapat
dijadikan bahan bakar adalah 752.900 kg per hari,
sedangkan sisanya dapat dijadikan pupuk kompos.
2.
Perumusan Masalah
Bertitik tolak dari uraian di atas, dapat
dirumuskan permasalahannya sebagai berikut:
a. Perlu diupayakan untuk mengendalikan
limbah industri rumah tangga khususnya
JITEKH, Vol 6, No 1, Tahun 2017, 11-16
b.
c.
ISSN 2338-5677(Media Cetak)
ISSN 2549-6646 (Media Online)
polioksimetilen (POM), poli carbonat
(PC), polibutilena tereftalat (PBT).
Aplikasi:
komponen
otomotif
dan
elektronik.
c. Plastik teknik khusus
Temperatur operasi di atas 150 °C, Sifat
mekanik sangat bagus (kekuatan tarik di
atas 500 Kgf/cm²) Contohnya: PSF,
polisulfon (PES), PAI, PAR Aplikasi:
komponen pesawat
limbah plastik untuk kegiatan yang lebih
produktif.
Bagaimana alat pembuat bahan bakar
minyak ini dapat memproses limbah
plastik menjadi bahan bakar minyak.
Bagaimana pengaruh temperatur tinggi
dan penggunaan dua kondensor dapat
menghasilkan bahan minyak (BBM)
minyak solar dan premium.
3. Pustaka
3.1 Sejarah Plastik
Seluruh plastik terbuat dari karbon. Plastik
buatan menggunakan karbon dari turunan minyak
bumi, namun biopolimer atau bioplastik
menggunakan karbon sebagai hasil turunan dari
material alami. Karbon sangat penting karena
memiliki keunikan yaitu dapat bergabung antar
sesamanya dengan berbagai cara. Karbon dapat
membentuk ikatan tunggal, ikatan rangkap dan
ikatan triple dengan dirinya sendiri (sharing
elektron antara dua atom). Plastik merupakan
material yang baru secara luas dikembangkan dan
digunakan sejak abad ke-20 yang berkembang
secara luar biasa penggunaannya dari hanya
beberapa ratus ton pada tahun 1930-an, menjadi
150 juta ton/tahun pada tahun 1990-an dan 220 juta
ton/tahun pada tahun 2005. Saat ini penggunaan
material plastik di negara-negara Eropa Barat
mencapai 60 kg/orang/tahun, di Amerika Serikat
mencapai 80kg/orang/tahun, di India hanya 2
kg/orang/tahun.
3.3. Arti Simbol Pada Kemasan Plastik
Plastik merupakan material yang sering kita
temui dalam kehidupan sehari-hari. Plastik telah
banyak digunakan untuk membuat produk atau
barang-barang yang berguna bagi kehidupan
manusia. Sejak abad ke-20, penggunaan plastik
telah berkembang secara luar biasa. Pada kemasan
yang terbuat dari plastik, biasanya ditemukan
simbol atau logo daur ulang yang berbentuk segi
tiga dengan kode-kode tertentu. Kode ini
dikeluarkan oleh The Society of Plastik Industry
pada tahun 1998 di Amerika Serikat dan diadopsi
oleh lembaga-lembaga pengembangan sistem kode,
seperti ISO (International Organization for
Standardization). Secara umum tanda pengenal
plastik tersebut:
1. Berada atau terletak di bagian bawah.
2. Berbentuk segitiga
3. Di dalam segitiga tersebut terdapat angka.
4. Serta nama jenis plastik di bawah segitiga
Simbol daur ulang (recycle) menunjukkan jenis
bahan resin yang digunakan untuk membuat materi.
Simbol ini dibentuk berdasar atas Sistem
internasional koding Plastik dan lazim digambarkan
sebagai angka (dari 1 sampai 7) dilingkari dengan
segitiga atau loop segitiga biasa (juga dikenal
sebagai Mobius loop), dengan akronim dari bahan
yang digunakan, tepat di bawah segitiga.
3.2. Jenis plastik
Plastik dapat digolongkan berdasarkan:
1. Sifat fisikanya
a. Termoplastik. Merupakan jenis plastik
yang bisa didaur-ulang/dicetak lagi dengan
proses
pemanasan
ulang.
Contoh:
polietilen (PE), polistiren (PS), akrilonitril
butadiene stiren (ABS), polikarbonat (PC)
b. Termoset. Merupakan jenis plastik yang
tidak bisa didaur ulang/dicetak lagi.
Pemanasan ulang akan menyebabkan
kerusakan molekul-molekulnya. Contoh:
resin epoksi, bakelit, resin melamin, ureaformaldehida
2. Kinerja dan penggunaannya
a. Plastik komoditas
Sifat mekanik tidak terlalu bagus, Tidak
tahan panas
Contohnya: polietilen (PE), polistiren
(PS),akrilonitril butadiene stiren (ABS),
poli metal metakrilat (PMMA), stirena
akrilonitril (SAN)
Aplikasi:
barang-barang
elektronik,
pembungkus makanan, botol minuman
b. Plastik teknik
Tahan panas, temperatur operasi di atas
100 °C dan Sifat mekanik bagus.
Contohnya:
poliamide
(PA),
Gambar 3.1 Simbol pada kemasan plastik
Berikut adalah deskripsi singkat dari simbol daur
ulang yang sering digunakan.
1. PET atau PETE (Polyethylene Etilen
Terephalate)
Gambar 3.2 Simbol plastic Jenis PETE
12
JITEKH, Vol 6, No 1, Tahun 2017, 11-16
ISSN 2338-5677(Media Cetak)
ISSN 2549-6646 (Media Online)
Tanda ini biasanya tertera logo daur ulang dengan
angka 1 di tengahnya serta tulisan PETE atau PET
(Polyethylene Terephthalate) di bawah segitiga.
Biasa dipakai untuk botol plastik, berwarna
jernih/transparan/tembus pandang seperti botol air
mineral, botol jus, wadah makanan dan hampir
semua botol minuman lainnya. Botol jenis
PET/PETE ini direkomendasikan hanya sekali
pakai. Bila terlalu sering dipakai, apalagi digunakan
untuk menyimpan air hangat apalagi panas, akan
mengakibatkan lapisan polimer pada botol tersebut
akan meleleh dan mengeluarkan zat karsinogenik
(dapat menyebabkan kanker) dalam jangka panjang.
Bahan ini dapat dibuat lagi ke dalam bulu domba
kutub, serat, karpet, dan lain-lain. Permintaan untuk
jenis plastik ini di antara komunitas pendaur ulang
plastik relatif banyak, tetapi saat ini tingkat daur
ulang untuk bahan ini tetap rendah sebesar 20%.
PS
PVC
180 – 260
160 – 180
3.4. Bahan Bakar Minyak
BBM (Bahan Bakar Minyak) adalah jenis
bahan bakar (fuel) yang dihasilkan dari pengilangan
(refining) minyak mentah (crude oil). Minyak
mentah dari perut bumi diolah dalam pengilangan
(refinen) terlebih dahulu untuk menghasilkan
produk-produk minyak (oil products), yang
termasuk di dalamnya adalah BBM. Selain
menghasilkan BBM, pengilangan minyak mentah
menghasilkan berbagai produk lain terdiri dari gas,
hingga ke produk-produk seperti naphta, Light
Sulfur Wax Residue (LSWR) dan aspal. BBM
seperti didefinisikan oleh pemerintah Indonesia
untuk keperluan pengaturan harga dan subsidi
seperti sekarang ini meliputi:
1. Bensin (premium gasoline).
2. Solar (IDO & ADO: Industrial Diesel Oil &
utomotive Diesel Oil).
3. Minyak bakar (FO: Fiel Oil) serta.
4. Minyak tanah (kerosene).
2. HDPE (High Density Polyethylene)
3.5. Pirolisis
Pirolisis adalah dekomposisi kimia bahan
organik melalui proses pemanasan tanpa atau
sedikit oksigen lainnya, di mana material mentah
akan mengalami pemecahan struktur kimia menjadi
fase gas. Pirolisis yang banyak digunakan dalam
industri kimia, misalnya, untuk menghasilkan
arang, karbon aktif, metanol dan bahan kimia
lainnya dari kayu, untuk mengubah ethylene
dichloride ke vinil cholorida untuk membuat PVC,
memproduksi kokas dari batubara, mengubah
biomassa menjadi gas sintesis, mengubah limbah
menjadi bahan sekali pakai dengan aman, dan
untuk pemecahan struktur hidrokarbon dari minyak
dalam memproduksi struktur hidrokarbon yang
lebih ringan yang seperti bensin.
Gambar 3.3 Simbol plastic Jenis HDPE
Pada bagian bawah kemasan botol plastik, tertera
logo daur ulang dengan angka 2 di tengahnya, serta
tulisan HDPE (High Density Polyethyline) di
bawah segitiga. Biasa dipakai untuk botol susu
yang berwarna putih susu, tupperware, galon air
minum, kursi lipat, dan lain-lain. Botol plastik jenis
HDPE memiliki sifat bahan yang lebih kuat, keras,
buram dan lebih tahan lama terhadap suhu tinggi.
Merupakan salah satu bahan plastik yang aman
untuk digunakan karena kemampuan untuk
mencegah reaksi kimia antara kemasan plastik
berbahan HDPE dengan makanan/minuman yang
dikemasnya. Sama seperti PET, HDPE juga
direkomendasikan hanya sekali pakai. Pemakaian
karena pelepasan senyawa antimoni trioksida terus
meningkat seiring waktu. Jenis ini juga dapat
digunakan kembali sebagai bahan lantai ubin,
drainase, botol HDPE baru, pipa, dan lain-lain.
Tabel berikut menjelaskan suhu leleh berbagai jenis
plastik.
Tabel 3.1 Temperatur Leleh Termoplastik
PROCESSING
TEMPERATURE RATE
MATERIAL
(0C)
ABS
180 – 240
ACETAL
185 -225
ACRYLIC
180 – 250
NYLON
260 -290
POLY CARBONAT
280 -310
LDPE
160 -240
HDPE
200 – 280
PP
200 -300
3.6 Efisiensi Alat
Dengan memperhitungkan harga Limbah
plastik dan bahan bakar:
Harga plastik
= Rp 1.000 s/d 1500 /kg
Harga LPG
= Rp 20.000/3kg
Dengan menggunakan 1 tabung LPG 3 kg, proses
ini dapat berlangsung sebanyak 5 kali proses.
Untuk satu kali proses membutuhkan gas LPG
seharga :
Rp 20.000/5 kali proses = Rp.4000,Jadi untuk pengolahan 1 kg plastik menjadi minyak
membutuhkan dana sebesar :
Rp 1500,- + Rp 4000,- = Rp 5.500,Dari 1 kg plastik didapat 625 ml (0,625 liter).
Untuk menghasilkan 1kg minyak maka di butuhkan
dana sebesar :
Rp 5.500/0,625 liter = Rp. 8.800;
Bila melihat harga minyak non subsidi
(pertamax) sekarang yang mencapai harga Rp
13
JITEKH, Vol 6, No 1, Tahun 2017, 11-16
ISSN 2338-5677(Media Cetak)
ISSN 2549-6646 (Media Online)
10.250/liter, harga premium Rp.8,500 maka dengan
menggunakan alat ini diperoleh keuntungan
sebanyak : Rp 10.250; – Rp 8.800; = Rp 1.450;
Berdasarkan hasil penelitian Kadir dengan
judul “Kajian pemanfaatan Sampah Plastik Sebagai
bahan Bakar Cair “ yang diterbitkan pada Dinamika
Ilmiah Teknik Mesin, Vol. 3, No. 2, Mei 2012,
ISSN : 2085-8817 seperti ditampilkan pada tabel
3..2. di bawah ini.
Tabel 3.2. Perbandingan Jumlah Bahan Baku
Plastik yang Digunakan dengan
Bahan Bakar yang Dihasilkan
(sumber: Munawar Ali, Program Studi Teknik
Lingkungan,
Fakultas
Teknik
Sipil
dan
Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran” Jawa Timur, Jurnal Ilmiah Teknik
Lingkungan Vol. 4 No. 1)
Tabel 3.3 Karakteristik HDPE dangan Minyak Jenis
lain
(Sumber:Munawir Ali)
4. Tujuan Penelitian :
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini
adalah :
Menghasilkan bahan bakar minyak tanah dan
premium dari limbah plastik
5. Manfaat Penelitian :
Manfaat hasil penelitian ini adalah:
a. Mengaplikasikan ilmu pengetahuan teknik
mesin, khususnya termodinamika sebagai
sarana untuk membantu dan mencari alternatif
untuk mengelola limbah plastik rumah tangga
yang semakin banyak menjadi kegiatan yang
mempunyai nilai tambah.
b. Memberikan informasi yang berguna bagi
masyarakat bahwa limbah plastik dapat diolah
menjadi bahan bakar minyak yang mempunyai
nilai tambah.
6. Metode Penelitian:
Metodologi yang diterapkan pada penelitian
ini dapat dilihat pada diagram alir penelitian
gambar 5.1. Diagram Aliran Penelitian. Adapun
tahapannya adalah sbb:
a. Studi Literatur dan Mendesain Alat
Pemroses Limbah Plastik menjadi BBM
b. Pengadaan bahan dan alat yang
diperlukan.
c. Pembuatan Alat di bengkel Teknik Mesin
Polmed
d. Peralatan yang diperlukan adalah sebagai
berikut:
1) Gergaji Tangan
2) Mesin Gerinda Tangan
3) Mesin las
4) Mesin Rol
5) Mesin Bor
6) Mesin bubut
7) Tool set (kunci ring spanner)
e. Asembling alat dan percobaan/pengujian
alat
f. Pengujian sampel limbah plastik, massa
plastik 1 kg untuk setiap jenis plastik
(HDPE kode nomor 2 dan PETE kode
nomor 1), masing-masing jenis plastik
mengalami
proses
menjadi
BBM
diperkirakan 1,5 jam.
Dari tabel 3.2. dihasilkan rata rata (484 + 403 +
447)/3 = 444,6 ml untuk massa bahan plastik 500
gram, jika untuk massa yang sama 1 kg akan
menghasilkan sebanyak 889,2 mili liter atau =
88,92 %. Sedangkan dari Munawar Ali seperti pada
gambar 3.4 dan gambar 3.5 diperoleh 500 ml baik
plastik LDPE maupun HDPE dengan efisiensi alat
90 %.
Gambar 3.4. Pengaruh Suhu Terhadap Minyak
yang Dihasilkan (LDPE)
(sumber: Munawar Ali, Program Studi Teknik
Lingkungan,
Fakultas
Teknik
Sipil
dan
Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran” Jawa Timur, Jurnal Ilmiah Teknik
Lingkungan Vol. 4 No. 1)
Gambar 3.5 Pengaruh Suhu Terhadap Minyak
yang Dihasilkan (HDPE)
14
JITEKH, Vol 6, No 1, Tahun 2017, 11-16
g.
ISSN 2338-5677(Media Cetak)
ISSN 2549-6646 (Media Online)
pada tangki dan pipa kondensor. Katup dibutuhkan
untuk mengatur pembukaan dan penutupan aliran
uap hidrokarbon, diperlukan 2 buah. Pada sisi
pendingin diperlukan pompa air 1 buah, katup 2
buah dan piping sistem, termasuk tangki persediaan
air. Untuk bahan bakar diperlukan gas LPG 12 kg 1
botol, dengan peralatan burner lengkap. Peralatan
ini diletakkan pada kerangka yang disesuaikan
dengan desain yang telah direncanakan.
6.3 Proses Pembuatan BBM Dari Plastik
Proses pembuatan BBM dari plastik ini
dilakukan dengan cara destilasi, dan dengan proses
pirolisis pada reaktornya. Pertama bahan baku atau
limbah plastik dibersihkan dan dicacah, kemudian
dimasukkan ke dalam reaktor. Pemanasan reaktor
menggunakan tungku yang berbahan bakar gas
LPG.
Selanjutnya kunci baut dan mur tutup reaktor,
dan kemudian pasang instalasi saluran uap pipa dari
reaktor ke kondensor. lalu nyalakan api tungku
untuk proses pemanasan. Waktu yang dibutuhkan
untuk menghasilkan bahan bakar-minyak ini ±80
menit. Pada proses pemanasan ini, plastik akan
melumer dan mencair pada temperatur kurang lebih
200oC dan akan mulai menguap menjadi fase gas,
selanjutnya
temperatur
ditinggikan
sampai
mencapai 400oC agar rantai hidrokarbon dapat
terurai. gas yang terbentuk akan di kondensasikan
melalui dua buah kondensor, proses kondensasi
dengan menggunakan pompa sebagai alat
penyirkulasi air dari drum penampungan air ke
kondensor dan sebaliknya.
Analisis dan Pembahasan
Data hasil pengujian sampel limbah plastik
untuk setiap jenisnya diukur volumenya sehingga
diperoleh jenis plastik yang paling banyak
menghasilkan bahan bakar minyak (BBM). Jika
memungkinkan hasil BBM diuji kualitasnya apakah
layak digunakan sebagai bahan bakar mobil/motor
atau hanya sebagai bahan bakar pengganti minyak
tanah.
Gambar 6.1 Diagram Aliran Penelitian
6.1 Perancangan Alat Pengolah Limbah Plastik
Menjadi BBM
Alat untuk mengolah limbah plastik menjadi
BBM dirancang dengan bentuk seperti berikut:
Gambar 6.2 Proses Pembuatan BBM dari Limbah
Plastik dengan Dua Kondensor
6.2 Prinsip Kerja Alat
Bahan baku limbah plastik dicincang ukuran
kecil agar dapat dimasukkan ke dalam tangki
reaktor. Dalam reaktor limbah plastik dipanaskan
tanpa udara (pirolisis) dengan bahan bakar Gas
(LPG), temperatur diupayakan mencapai 200
sampai 400oC. Dari proses
pembakaran ini
menghasilkan uap polimer. Polimer terbentuk dari
rantai hidrokarbon yang juga adalah bahan
penyusun minyak, Uap hidrokarbon bergerak
menuju kondensor 1 dan kondensor 2. Uap
hidrokarbon yang lebih berat dengan molekul rantai
yang lebih panjang akan tertampung di kondensor
1, sedangkan molekul yang lebih ringan ditampung
di kondensor 2. Dalam kondensor (pendingin)
dialirkan air pendingin dari pompa yang telah
disediakan sehingga terjadi proses kondensasi pada
uap hidrokarbon yang akan menghasilkan bahan
bakar minyak.
Pada alat ini dilengkapi dengan alat ukur
pressure gage 1 buah yang dipasang di tangki
reaktor. Ada 2 buah termometer analog terpasang
Gambar 6.3. memasukkan Bahan Baku HDPE ke
Dalam Reaktor
Gambar 6.4 Mesin Sudah dinyalakan dan Reaktor
dilindungi dari Pengaruh Hembusan Angin
15
JITEKH, Vol 6, No 1, Tahun 2017, 11-16
ISSN 2338-5677(Media Cetak)
ISSN 2549-6646 (Media Online)
6.
7.
Gambar 6.5 Proses pengujian
8.
Sepanjang pengamatan selama pengujian,
temperatur pada kondensor 2 sulit naik dan
tidak dapat mencapai 50 0C. Hal ini
disebabkan kemungkinan jarak yang terlalu
panjang antara reaktor dengan kedua
kondensor dan pengaruh udara luar yang
membuat
temperatur
gas pembakaran
menurun sebelum sampai di kondensor 2
Dapat juga disebabkan temperatur yang
kurang tinggi dari sumber api LPG
Pengaruh tutup reaktor yang tidak mengerucut
turut menghambat laju aliran gas yang keluar
menuju kondensor 1 dan 2.
9.
Penutup
Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan di
atas, penelitian ini dapat menyimpulkan bahwa:
Plastik yang dipanaskan telah melumer dan mencair
pada temperatur kurang lebih 200oC, selanjutnya
mulai menguap menjadi fase gas dan menghasilkan
cairan BBM. Namun hasil yang diperoleh belum
maksimal yaitu 1 kg plastik seharusnya dapat
menghasilkan 0,625 liter BBM. Supaya hasil
maksimal selanjutnya temperatur harus ditinggikan
sampai mencapai 400 0C agar rantai hidrokarbon
dapat terurai. Disain peralatan juga perlu
disempurnakan seperti volume tabung reaktor
ditambah, pipa keluaran dari kondensor-1 dan
kondensor-2 kurang landai, tutup reaktor harus
mengerucut ke atas, dan lain-lain.
Gambar 6.6 Cairan Minyak (BBM) Sedang
Menetes ke Dalam Botol
7 Hasil Penelitian
Penelitian dilakukan di bengkel perawatan Jurusan
Teknik Mesin seperti terlihat pada gambar di bawah
ini.
Setelah melakukan percobaan dengan
menggunakan Alat Pengolah Limbah Plastik
menjadi Bahan Bakar Minyak (BBM) dengan
Kapasitas 1 kg/proses, maka didapat hasil seperti
pada tabel berikut:
Diperlukan penelitian lebih lanjut terutama
mengubah desain reaktor yang lebih detail dengan
sumber panas kompor yang lebih besar minimum
mencapai temperatur 450 0C, dan coba
mengesampingkan nilai efesiensi alat agar
diperoleh jenis minyak (BBM) yang lain.
Tabel 6.1 Hasil Pengujian
10. Daftar Pustaka
[1] Holman, Jack P.1997. Perpindahan Kalor,
Jakarta, Indonesia, Erlangga.
[2] Kajian Pemanfaatan ampah Plastik Sebagai
Sumber bahan bakar Cair, Kadir Jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Haluoleo, Kendari, DINAMIKA Jurnal Ilmiah
Teknik Mesin, Vol. 3, No. 2, Mei 2012, ISSN:
2085-8817.
[3] Pengolahan Sampah Plastik Menjadi Minyak
menggunakan proses Pirolisis, Aprian
Ramadhan P. dan Munawar Ali, Program
Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik
Sipil
dan
Perencanaan
Universitas
Pembangunan Nasional Veteran, Jawa Timur,
Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan Vol. 4 No. 1
[4] Pembuatan Bahan Bakar Minyak dari limbah
Plastik, Sumartono, penelitian DIPA 2013
Polmed
[5] Schey, John A, 2000, Introduction to
Manufacturing Processes, Singapore: The
McGraw-Hill Companies.
[6] Sato, G Takashi dan Hartanto, N. Sugiarto,
2005, Menggambar Mesin Menurut Standard
ISO. Jakarta, Indonesia. PT Pradnya Paramita.
8 Analisis/pembahasan:
Dari hasil pengujian diperoleh beberapa catatan
penting sehubungan dengan disain peralatan yaitu:
1. Kurang tingginya laju panas pembakaran
sehingga panas yang dihasilkan di dalam
reactor belum mencapai 400 0C (Kenaikan
temperatur masih dapat dipercepat)
2. Tabung Reaktor kurang besar volumenya,
sehingga kapasitas yang dapat ditampung
hanya 1 kg bahan baku plastik
3. Kondensor 1 dan 2 diperkirakan terlalu besar,
sehingga volume gas yang sampai di
kondensor 1 dan 2 kurang banyak yang
berakibat sulit terkondensasi
4. Posisi pipa keluaran dari kondensor 1 dan
kondensor 2 kurang landai sehingga
menghambat laju pengeluaran cairan BBM
5. Bentuk tutup reaktor tidak baik, karena tidak
berbentuk mengerucut ke atas, sehingga
mempermudah laju aliran gas keluar dari
reaktor menuju kondensor 1 dan kondensor 2.
16
ISSN 2338-5677(Media Cetak)
ISSN 2549-6646 (Media Online)
Pembuatan Bahan Bakar Minyak Dari Limbah Plastik Dengan
Menggunakan Dua Kondensor
Nelson Manurung
Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan
[email protected]
Abstract
Plastic waste can be used to make fuel oil (BBM ) . The process of making fuel to plastic is done by distillation ,
and by pyrolysis process (chemical decomposition of organic matter through the process of heating without or
little oxygen other ) . From the research results , the heated plastic has melted and melted at a temperature of
approximately 200oC , then began to evaporate into a gas phase and produce liquid fuel . But the results obtained
not yet a maximum of 1 kg of plastic should produce 0.625 liters of fuel . From the analysis results should be
elevated until the temperature reaches 400 0C so that the hydrocarbon chain can decompose . The weakness
obtained in the design of the equipment is less high heating rate of combustion so that the heat generated in the
reactor has not reached 400 0C . The reactor tube is less large in volume , the output pipe from condenser-1 and
condenser-2 is less sloping, the shape of the reactor cover is not good because it is not conical shaped upward ,
the temperature at the condenser-2 is difficult to rise and can not reach 50 0C , this is due to the possibility of
distance Which is too long between the reactor with the two condensers and the influence of the outside air
which makes the combustion gas temperature decrease before it reaches the condenser-2 . The more detailed
reactor design with larger stove heat source reaches a minimum temperature of 450 0C , will produce maximum
liquid fuel .
Keywords : Plastic waste , fuel , pyrolyine , reactor , condenser .
Abstrak
Limbah plastik dapat dipergunakan untuk membuat bahan bakar minyak (BBM). Proses pembuatan BBM dari
plastik dilakukan dengan cara destilasi, dan dengan proses pirolisis (dekomposisi kimia bahan organik melalui
proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen lainnya). Dari hasil penelitian, plastik yang dipanaskan telah
melumer dan mencair pada temperatur kurang lebih 200oC, selanjutnya mulai menguap menjadi fase gas dan
menghasilkan cairan BBM. Namun hasil yang diperoleh belum maksimal yaitu 1 kg plastik seharusnya
menghasilkan 0,625 liter BBM. Dari hasil analisa seharusnya temperatur harus ditinggikan sampai mencapai 400
0
C agar rantai hidrokarbon dapat terurai. Kelemahan yang diperoleh pada disain peralatan yaitu kurang tingginya
laju panas pembakaran sehingga panas yang dihasilkan di dalam reaktor belum mencapai 400 0C. Tabung
Reaktor kurang besar volumenya, pipa keluaran dari kondensor-1 dan kondensor-2 kurang landai, bentuk tutup
reaktor tidak baik karena tidak berbentuk mengerucut ke atas, temperatur pada kondensor-2 sulit naik dan tidak
dapat mencapai 50 0C, hal ini disebabkan kemungkinan jarak yang terlalu panjang antara reaktor dengan kedua
kondensor dan pengaruh udara luar yang membuat temperatur gas pembakaran menurun sebelum sampai di
kondensor-2. Disain reaktor yang lebih detail dengan sumber panas kompor yang lebih besar minimum
mencapai temperatur 450 0C, akan menghasilkan cairan BBM yang maksimal
Kata Kunci : Limbah Plastik, BBM, pirolis, reaktor, kondensor
1.
Pendahuluan:
Tempat Pembuangan Akhir (TPA) sampah
Pemko Medan ada di dua kawasan yaitu Namu
Bintang dan Desa Terjun kabupaten Deli Serdang
tidak mampu lagi menampung produksi sampah
Pemko Medan sebanyak 1000 sampai 1400 ton per
hari. Perkiraan itu sesuai dengan asumsi bahwa
jumlah penduduk Kota Medan yang mencapai 2
juta menghasilkan sampah 0,7 kg/jiwa/hari atau
sekitar 1400 ton sampah per hari. Dari hasil
penelitian yang dilakukan di Tempat Pembuangan
Akhir (TPA) Namo Bintang dan Desa Terjun
menunjukkan sumber sampah berasal dari 21
kecamatan dan 151 kelurahan di Kota Medan.
Sebagaimana diketahui sampah itu bila diolah
dengan sistem pembakaran setelah melalui proses
pencacahan dan pengeringan nilai bakar akan
mampu dimanfaatkan menjadi bahan bakar boiler
sebagai pembangkit tenaga listrik. Masalah sampah
di Medan telah membuat resah masyarakat dan
sejumlah pejabat di daerah ini. Solusi untuk
mengatasi gunungan sampah ini, sampah dapat
dikonversikan menjadi energi termal. Dari
komposisi sampah tersebut terdapat 30 persen
plastik, tidak seluruh sampah domestik Pemko
Medan dapat dijadikan sumber energi. Dari 1.400
ton per hari tersebut, bahan sampah yang dapat
dijadikan bahan bakar adalah 752.900 kg per hari,
sedangkan sisanya dapat dijadikan pupuk kompos.
2.
Perumusan Masalah
Bertitik tolak dari uraian di atas, dapat
dirumuskan permasalahannya sebagai berikut:
a. Perlu diupayakan untuk mengendalikan
limbah industri rumah tangga khususnya
JITEKH, Vol 6, No 1, Tahun 2017, 11-16
b.
c.
ISSN 2338-5677(Media Cetak)
ISSN 2549-6646 (Media Online)
polioksimetilen (POM), poli carbonat
(PC), polibutilena tereftalat (PBT).
Aplikasi:
komponen
otomotif
dan
elektronik.
c. Plastik teknik khusus
Temperatur operasi di atas 150 °C, Sifat
mekanik sangat bagus (kekuatan tarik di
atas 500 Kgf/cm²) Contohnya: PSF,
polisulfon (PES), PAI, PAR Aplikasi:
komponen pesawat
limbah plastik untuk kegiatan yang lebih
produktif.
Bagaimana alat pembuat bahan bakar
minyak ini dapat memproses limbah
plastik menjadi bahan bakar minyak.
Bagaimana pengaruh temperatur tinggi
dan penggunaan dua kondensor dapat
menghasilkan bahan minyak (BBM)
minyak solar dan premium.
3. Pustaka
3.1 Sejarah Plastik
Seluruh plastik terbuat dari karbon. Plastik
buatan menggunakan karbon dari turunan minyak
bumi, namun biopolimer atau bioplastik
menggunakan karbon sebagai hasil turunan dari
material alami. Karbon sangat penting karena
memiliki keunikan yaitu dapat bergabung antar
sesamanya dengan berbagai cara. Karbon dapat
membentuk ikatan tunggal, ikatan rangkap dan
ikatan triple dengan dirinya sendiri (sharing
elektron antara dua atom). Plastik merupakan
material yang baru secara luas dikembangkan dan
digunakan sejak abad ke-20 yang berkembang
secara luar biasa penggunaannya dari hanya
beberapa ratus ton pada tahun 1930-an, menjadi
150 juta ton/tahun pada tahun 1990-an dan 220 juta
ton/tahun pada tahun 2005. Saat ini penggunaan
material plastik di negara-negara Eropa Barat
mencapai 60 kg/orang/tahun, di Amerika Serikat
mencapai 80kg/orang/tahun, di India hanya 2
kg/orang/tahun.
3.3. Arti Simbol Pada Kemasan Plastik
Plastik merupakan material yang sering kita
temui dalam kehidupan sehari-hari. Plastik telah
banyak digunakan untuk membuat produk atau
barang-barang yang berguna bagi kehidupan
manusia. Sejak abad ke-20, penggunaan plastik
telah berkembang secara luar biasa. Pada kemasan
yang terbuat dari plastik, biasanya ditemukan
simbol atau logo daur ulang yang berbentuk segi
tiga dengan kode-kode tertentu. Kode ini
dikeluarkan oleh The Society of Plastik Industry
pada tahun 1998 di Amerika Serikat dan diadopsi
oleh lembaga-lembaga pengembangan sistem kode,
seperti ISO (International Organization for
Standardization). Secara umum tanda pengenal
plastik tersebut:
1. Berada atau terletak di bagian bawah.
2. Berbentuk segitiga
3. Di dalam segitiga tersebut terdapat angka.
4. Serta nama jenis plastik di bawah segitiga
Simbol daur ulang (recycle) menunjukkan jenis
bahan resin yang digunakan untuk membuat materi.
Simbol ini dibentuk berdasar atas Sistem
internasional koding Plastik dan lazim digambarkan
sebagai angka (dari 1 sampai 7) dilingkari dengan
segitiga atau loop segitiga biasa (juga dikenal
sebagai Mobius loop), dengan akronim dari bahan
yang digunakan, tepat di bawah segitiga.
3.2. Jenis plastik
Plastik dapat digolongkan berdasarkan:
1. Sifat fisikanya
a. Termoplastik. Merupakan jenis plastik
yang bisa didaur-ulang/dicetak lagi dengan
proses
pemanasan
ulang.
Contoh:
polietilen (PE), polistiren (PS), akrilonitril
butadiene stiren (ABS), polikarbonat (PC)
b. Termoset. Merupakan jenis plastik yang
tidak bisa didaur ulang/dicetak lagi.
Pemanasan ulang akan menyebabkan
kerusakan molekul-molekulnya. Contoh:
resin epoksi, bakelit, resin melamin, ureaformaldehida
2. Kinerja dan penggunaannya
a. Plastik komoditas
Sifat mekanik tidak terlalu bagus, Tidak
tahan panas
Contohnya: polietilen (PE), polistiren
(PS),akrilonitril butadiene stiren (ABS),
poli metal metakrilat (PMMA), stirena
akrilonitril (SAN)
Aplikasi:
barang-barang
elektronik,
pembungkus makanan, botol minuman
b. Plastik teknik
Tahan panas, temperatur operasi di atas
100 °C dan Sifat mekanik bagus.
Contohnya:
poliamide
(PA),
Gambar 3.1 Simbol pada kemasan plastik
Berikut adalah deskripsi singkat dari simbol daur
ulang yang sering digunakan.
1. PET atau PETE (Polyethylene Etilen
Terephalate)
Gambar 3.2 Simbol plastic Jenis PETE
12
JITEKH, Vol 6, No 1, Tahun 2017, 11-16
ISSN 2338-5677(Media Cetak)
ISSN 2549-6646 (Media Online)
Tanda ini biasanya tertera logo daur ulang dengan
angka 1 di tengahnya serta tulisan PETE atau PET
(Polyethylene Terephthalate) di bawah segitiga.
Biasa dipakai untuk botol plastik, berwarna
jernih/transparan/tembus pandang seperti botol air
mineral, botol jus, wadah makanan dan hampir
semua botol minuman lainnya. Botol jenis
PET/PETE ini direkomendasikan hanya sekali
pakai. Bila terlalu sering dipakai, apalagi digunakan
untuk menyimpan air hangat apalagi panas, akan
mengakibatkan lapisan polimer pada botol tersebut
akan meleleh dan mengeluarkan zat karsinogenik
(dapat menyebabkan kanker) dalam jangka panjang.
Bahan ini dapat dibuat lagi ke dalam bulu domba
kutub, serat, karpet, dan lain-lain. Permintaan untuk
jenis plastik ini di antara komunitas pendaur ulang
plastik relatif banyak, tetapi saat ini tingkat daur
ulang untuk bahan ini tetap rendah sebesar 20%.
PS
PVC
180 – 260
160 – 180
3.4. Bahan Bakar Minyak
BBM (Bahan Bakar Minyak) adalah jenis
bahan bakar (fuel) yang dihasilkan dari pengilangan
(refining) minyak mentah (crude oil). Minyak
mentah dari perut bumi diolah dalam pengilangan
(refinen) terlebih dahulu untuk menghasilkan
produk-produk minyak (oil products), yang
termasuk di dalamnya adalah BBM. Selain
menghasilkan BBM, pengilangan minyak mentah
menghasilkan berbagai produk lain terdiri dari gas,
hingga ke produk-produk seperti naphta, Light
Sulfur Wax Residue (LSWR) dan aspal. BBM
seperti didefinisikan oleh pemerintah Indonesia
untuk keperluan pengaturan harga dan subsidi
seperti sekarang ini meliputi:
1. Bensin (premium gasoline).
2. Solar (IDO & ADO: Industrial Diesel Oil &
utomotive Diesel Oil).
3. Minyak bakar (FO: Fiel Oil) serta.
4. Minyak tanah (kerosene).
2. HDPE (High Density Polyethylene)
3.5. Pirolisis
Pirolisis adalah dekomposisi kimia bahan
organik melalui proses pemanasan tanpa atau
sedikit oksigen lainnya, di mana material mentah
akan mengalami pemecahan struktur kimia menjadi
fase gas. Pirolisis yang banyak digunakan dalam
industri kimia, misalnya, untuk menghasilkan
arang, karbon aktif, metanol dan bahan kimia
lainnya dari kayu, untuk mengubah ethylene
dichloride ke vinil cholorida untuk membuat PVC,
memproduksi kokas dari batubara, mengubah
biomassa menjadi gas sintesis, mengubah limbah
menjadi bahan sekali pakai dengan aman, dan
untuk pemecahan struktur hidrokarbon dari minyak
dalam memproduksi struktur hidrokarbon yang
lebih ringan yang seperti bensin.
Gambar 3.3 Simbol plastic Jenis HDPE
Pada bagian bawah kemasan botol plastik, tertera
logo daur ulang dengan angka 2 di tengahnya, serta
tulisan HDPE (High Density Polyethyline) di
bawah segitiga. Biasa dipakai untuk botol susu
yang berwarna putih susu, tupperware, galon air
minum, kursi lipat, dan lain-lain. Botol plastik jenis
HDPE memiliki sifat bahan yang lebih kuat, keras,
buram dan lebih tahan lama terhadap suhu tinggi.
Merupakan salah satu bahan plastik yang aman
untuk digunakan karena kemampuan untuk
mencegah reaksi kimia antara kemasan plastik
berbahan HDPE dengan makanan/minuman yang
dikemasnya. Sama seperti PET, HDPE juga
direkomendasikan hanya sekali pakai. Pemakaian
karena pelepasan senyawa antimoni trioksida terus
meningkat seiring waktu. Jenis ini juga dapat
digunakan kembali sebagai bahan lantai ubin,
drainase, botol HDPE baru, pipa, dan lain-lain.
Tabel berikut menjelaskan suhu leleh berbagai jenis
plastik.
Tabel 3.1 Temperatur Leleh Termoplastik
PROCESSING
TEMPERATURE RATE
MATERIAL
(0C)
ABS
180 – 240
ACETAL
185 -225
ACRYLIC
180 – 250
NYLON
260 -290
POLY CARBONAT
280 -310
LDPE
160 -240
HDPE
200 – 280
PP
200 -300
3.6 Efisiensi Alat
Dengan memperhitungkan harga Limbah
plastik dan bahan bakar:
Harga plastik
= Rp 1.000 s/d 1500 /kg
Harga LPG
= Rp 20.000/3kg
Dengan menggunakan 1 tabung LPG 3 kg, proses
ini dapat berlangsung sebanyak 5 kali proses.
Untuk satu kali proses membutuhkan gas LPG
seharga :
Rp 20.000/5 kali proses = Rp.4000,Jadi untuk pengolahan 1 kg plastik menjadi minyak
membutuhkan dana sebesar :
Rp 1500,- + Rp 4000,- = Rp 5.500,Dari 1 kg plastik didapat 625 ml (0,625 liter).
Untuk menghasilkan 1kg minyak maka di butuhkan
dana sebesar :
Rp 5.500/0,625 liter = Rp. 8.800;
Bila melihat harga minyak non subsidi
(pertamax) sekarang yang mencapai harga Rp
13
JITEKH, Vol 6, No 1, Tahun 2017, 11-16
ISSN 2338-5677(Media Cetak)
ISSN 2549-6646 (Media Online)
10.250/liter, harga premium Rp.8,500 maka dengan
menggunakan alat ini diperoleh keuntungan
sebanyak : Rp 10.250; – Rp 8.800; = Rp 1.450;
Berdasarkan hasil penelitian Kadir dengan
judul “Kajian pemanfaatan Sampah Plastik Sebagai
bahan Bakar Cair “ yang diterbitkan pada Dinamika
Ilmiah Teknik Mesin, Vol. 3, No. 2, Mei 2012,
ISSN : 2085-8817 seperti ditampilkan pada tabel
3..2. di bawah ini.
Tabel 3.2. Perbandingan Jumlah Bahan Baku
Plastik yang Digunakan dengan
Bahan Bakar yang Dihasilkan
(sumber: Munawar Ali, Program Studi Teknik
Lingkungan,
Fakultas
Teknik
Sipil
dan
Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran” Jawa Timur, Jurnal Ilmiah Teknik
Lingkungan Vol. 4 No. 1)
Tabel 3.3 Karakteristik HDPE dangan Minyak Jenis
lain
(Sumber:Munawir Ali)
4. Tujuan Penelitian :
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini
adalah :
Menghasilkan bahan bakar minyak tanah dan
premium dari limbah plastik
5. Manfaat Penelitian :
Manfaat hasil penelitian ini adalah:
a. Mengaplikasikan ilmu pengetahuan teknik
mesin, khususnya termodinamika sebagai
sarana untuk membantu dan mencari alternatif
untuk mengelola limbah plastik rumah tangga
yang semakin banyak menjadi kegiatan yang
mempunyai nilai tambah.
b. Memberikan informasi yang berguna bagi
masyarakat bahwa limbah plastik dapat diolah
menjadi bahan bakar minyak yang mempunyai
nilai tambah.
6. Metode Penelitian:
Metodologi yang diterapkan pada penelitian
ini dapat dilihat pada diagram alir penelitian
gambar 5.1. Diagram Aliran Penelitian. Adapun
tahapannya adalah sbb:
a. Studi Literatur dan Mendesain Alat
Pemroses Limbah Plastik menjadi BBM
b. Pengadaan bahan dan alat yang
diperlukan.
c. Pembuatan Alat di bengkel Teknik Mesin
Polmed
d. Peralatan yang diperlukan adalah sebagai
berikut:
1) Gergaji Tangan
2) Mesin Gerinda Tangan
3) Mesin las
4) Mesin Rol
5) Mesin Bor
6) Mesin bubut
7) Tool set (kunci ring spanner)
e. Asembling alat dan percobaan/pengujian
alat
f. Pengujian sampel limbah plastik, massa
plastik 1 kg untuk setiap jenis plastik
(HDPE kode nomor 2 dan PETE kode
nomor 1), masing-masing jenis plastik
mengalami
proses
menjadi
BBM
diperkirakan 1,5 jam.
Dari tabel 3.2. dihasilkan rata rata (484 + 403 +
447)/3 = 444,6 ml untuk massa bahan plastik 500
gram, jika untuk massa yang sama 1 kg akan
menghasilkan sebanyak 889,2 mili liter atau =
88,92 %. Sedangkan dari Munawar Ali seperti pada
gambar 3.4 dan gambar 3.5 diperoleh 500 ml baik
plastik LDPE maupun HDPE dengan efisiensi alat
90 %.
Gambar 3.4. Pengaruh Suhu Terhadap Minyak
yang Dihasilkan (LDPE)
(sumber: Munawar Ali, Program Studi Teknik
Lingkungan,
Fakultas
Teknik
Sipil
dan
Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran” Jawa Timur, Jurnal Ilmiah Teknik
Lingkungan Vol. 4 No. 1)
Gambar 3.5 Pengaruh Suhu Terhadap Minyak
yang Dihasilkan (HDPE)
14
JITEKH, Vol 6, No 1, Tahun 2017, 11-16
g.
ISSN 2338-5677(Media Cetak)
ISSN 2549-6646 (Media Online)
pada tangki dan pipa kondensor. Katup dibutuhkan
untuk mengatur pembukaan dan penutupan aliran
uap hidrokarbon, diperlukan 2 buah. Pada sisi
pendingin diperlukan pompa air 1 buah, katup 2
buah dan piping sistem, termasuk tangki persediaan
air. Untuk bahan bakar diperlukan gas LPG 12 kg 1
botol, dengan peralatan burner lengkap. Peralatan
ini diletakkan pada kerangka yang disesuaikan
dengan desain yang telah direncanakan.
6.3 Proses Pembuatan BBM Dari Plastik
Proses pembuatan BBM dari plastik ini
dilakukan dengan cara destilasi, dan dengan proses
pirolisis pada reaktornya. Pertama bahan baku atau
limbah plastik dibersihkan dan dicacah, kemudian
dimasukkan ke dalam reaktor. Pemanasan reaktor
menggunakan tungku yang berbahan bakar gas
LPG.
Selanjutnya kunci baut dan mur tutup reaktor,
dan kemudian pasang instalasi saluran uap pipa dari
reaktor ke kondensor. lalu nyalakan api tungku
untuk proses pemanasan. Waktu yang dibutuhkan
untuk menghasilkan bahan bakar-minyak ini ±80
menit. Pada proses pemanasan ini, plastik akan
melumer dan mencair pada temperatur kurang lebih
200oC dan akan mulai menguap menjadi fase gas,
selanjutnya
temperatur
ditinggikan
sampai
mencapai 400oC agar rantai hidrokarbon dapat
terurai. gas yang terbentuk akan di kondensasikan
melalui dua buah kondensor, proses kondensasi
dengan menggunakan pompa sebagai alat
penyirkulasi air dari drum penampungan air ke
kondensor dan sebaliknya.
Analisis dan Pembahasan
Data hasil pengujian sampel limbah plastik
untuk setiap jenisnya diukur volumenya sehingga
diperoleh jenis plastik yang paling banyak
menghasilkan bahan bakar minyak (BBM). Jika
memungkinkan hasil BBM diuji kualitasnya apakah
layak digunakan sebagai bahan bakar mobil/motor
atau hanya sebagai bahan bakar pengganti minyak
tanah.
Gambar 6.1 Diagram Aliran Penelitian
6.1 Perancangan Alat Pengolah Limbah Plastik
Menjadi BBM
Alat untuk mengolah limbah plastik menjadi
BBM dirancang dengan bentuk seperti berikut:
Gambar 6.2 Proses Pembuatan BBM dari Limbah
Plastik dengan Dua Kondensor
6.2 Prinsip Kerja Alat
Bahan baku limbah plastik dicincang ukuran
kecil agar dapat dimasukkan ke dalam tangki
reaktor. Dalam reaktor limbah plastik dipanaskan
tanpa udara (pirolisis) dengan bahan bakar Gas
(LPG), temperatur diupayakan mencapai 200
sampai 400oC. Dari proses
pembakaran ini
menghasilkan uap polimer. Polimer terbentuk dari
rantai hidrokarbon yang juga adalah bahan
penyusun minyak, Uap hidrokarbon bergerak
menuju kondensor 1 dan kondensor 2. Uap
hidrokarbon yang lebih berat dengan molekul rantai
yang lebih panjang akan tertampung di kondensor
1, sedangkan molekul yang lebih ringan ditampung
di kondensor 2. Dalam kondensor (pendingin)
dialirkan air pendingin dari pompa yang telah
disediakan sehingga terjadi proses kondensasi pada
uap hidrokarbon yang akan menghasilkan bahan
bakar minyak.
Pada alat ini dilengkapi dengan alat ukur
pressure gage 1 buah yang dipasang di tangki
reaktor. Ada 2 buah termometer analog terpasang
Gambar 6.3. memasukkan Bahan Baku HDPE ke
Dalam Reaktor
Gambar 6.4 Mesin Sudah dinyalakan dan Reaktor
dilindungi dari Pengaruh Hembusan Angin
15
JITEKH, Vol 6, No 1, Tahun 2017, 11-16
ISSN 2338-5677(Media Cetak)
ISSN 2549-6646 (Media Online)
6.
7.
Gambar 6.5 Proses pengujian
8.
Sepanjang pengamatan selama pengujian,
temperatur pada kondensor 2 sulit naik dan
tidak dapat mencapai 50 0C. Hal ini
disebabkan kemungkinan jarak yang terlalu
panjang antara reaktor dengan kedua
kondensor dan pengaruh udara luar yang
membuat
temperatur
gas pembakaran
menurun sebelum sampai di kondensor 2
Dapat juga disebabkan temperatur yang
kurang tinggi dari sumber api LPG
Pengaruh tutup reaktor yang tidak mengerucut
turut menghambat laju aliran gas yang keluar
menuju kondensor 1 dan 2.
9.
Penutup
Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan di
atas, penelitian ini dapat menyimpulkan bahwa:
Plastik yang dipanaskan telah melumer dan mencair
pada temperatur kurang lebih 200oC, selanjutnya
mulai menguap menjadi fase gas dan menghasilkan
cairan BBM. Namun hasil yang diperoleh belum
maksimal yaitu 1 kg plastik seharusnya dapat
menghasilkan 0,625 liter BBM. Supaya hasil
maksimal selanjutnya temperatur harus ditinggikan
sampai mencapai 400 0C agar rantai hidrokarbon
dapat terurai. Disain peralatan juga perlu
disempurnakan seperti volume tabung reaktor
ditambah, pipa keluaran dari kondensor-1 dan
kondensor-2 kurang landai, tutup reaktor harus
mengerucut ke atas, dan lain-lain.
Gambar 6.6 Cairan Minyak (BBM) Sedang
Menetes ke Dalam Botol
7 Hasil Penelitian
Penelitian dilakukan di bengkel perawatan Jurusan
Teknik Mesin seperti terlihat pada gambar di bawah
ini.
Setelah melakukan percobaan dengan
menggunakan Alat Pengolah Limbah Plastik
menjadi Bahan Bakar Minyak (BBM) dengan
Kapasitas 1 kg/proses, maka didapat hasil seperti
pada tabel berikut:
Diperlukan penelitian lebih lanjut terutama
mengubah desain reaktor yang lebih detail dengan
sumber panas kompor yang lebih besar minimum
mencapai temperatur 450 0C, dan coba
mengesampingkan nilai efesiensi alat agar
diperoleh jenis minyak (BBM) yang lain.
Tabel 6.1 Hasil Pengujian
10. Daftar Pustaka
[1] Holman, Jack P.1997. Perpindahan Kalor,
Jakarta, Indonesia, Erlangga.
[2] Kajian Pemanfaatan ampah Plastik Sebagai
Sumber bahan bakar Cair, Kadir Jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Haluoleo, Kendari, DINAMIKA Jurnal Ilmiah
Teknik Mesin, Vol. 3, No. 2, Mei 2012, ISSN:
2085-8817.
[3] Pengolahan Sampah Plastik Menjadi Minyak
menggunakan proses Pirolisis, Aprian
Ramadhan P. dan Munawar Ali, Program
Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik
Sipil
dan
Perencanaan
Universitas
Pembangunan Nasional Veteran, Jawa Timur,
Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan Vol. 4 No. 1
[4] Pembuatan Bahan Bakar Minyak dari limbah
Plastik, Sumartono, penelitian DIPA 2013
Polmed
[5] Schey, John A, 2000, Introduction to
Manufacturing Processes, Singapore: The
McGraw-Hill Companies.
[6] Sato, G Takashi dan Hartanto, N. Sugiarto,
2005, Menggambar Mesin Menurut Standard
ISO. Jakarta, Indonesia. PT Pradnya Paramita.
8 Analisis/pembahasan:
Dari hasil pengujian diperoleh beberapa catatan
penting sehubungan dengan disain peralatan yaitu:
1. Kurang tingginya laju panas pembakaran
sehingga panas yang dihasilkan di dalam
reactor belum mencapai 400 0C (Kenaikan
temperatur masih dapat dipercepat)
2. Tabung Reaktor kurang besar volumenya,
sehingga kapasitas yang dapat ditampung
hanya 1 kg bahan baku plastik
3. Kondensor 1 dan 2 diperkirakan terlalu besar,
sehingga volume gas yang sampai di
kondensor 1 dan 2 kurang banyak yang
berakibat sulit terkondensasi
4. Posisi pipa keluaran dari kondensor 1 dan
kondensor 2 kurang landai sehingga
menghambat laju pengeluaran cairan BBM
5. Bentuk tutup reaktor tidak baik, karena tidak
berbentuk mengerucut ke atas, sehingga
mempermudah laju aliran gas keluar dari
reaktor menuju kondensor 1 dan kondensor 2.
16