KELOMPOK IPA DAN TEKNOLOGI KARYA TULIS ILMIAH PEMBUATAN BAHAN BAKAR DARI LIMBAH PLASTIK DENGAN LEMPUNG NDAVE SEBAGAI KATALIS SERTA ANALISIS EKONOMI PRODUKNYA Disusun dalam rangka mengikuti lomba Karya Tulis Ilmiah yang dilaksanakan oleh BALITBANG Kab. Merauke Disusun Oleh: 1. Apilia Patampang 2. Fajriatul Mutoharoh 3. Presthia Wulandari SMA NEGERI 3 MERAUKE 2013
BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Bahan bakar merupakan salah satu kebutuhan kedua yang terpenting setelah kebutuhan manusia akan pangan, sandang, dan papan. Seiring dengan kebutuhan bahan bakar yang meningkat menyebabkan bahan bakar semakin langka. Negara Indonesia berusaha agar kebutuhan masyarakat terhadap bahan bakar yang semakin langka dapat terpenuhi. Ketergantungan masyarakat akan bensin juga semakin tinggi sehingga perlu adanya alternatif lain untuk memenuhi ketersedian bensin saat ini. Hampir semua orang mengetahui plastik dan manfaatnya dalam kehidupan sehari-hari, misalnya untuk mainan atau peralatan rumah tangga. Kini, hampir semua peralatan juga terbuat dari plastik atau mengandung unsur materi yang berasal dari plastik. Selain murah, plastik juga memiliki sifat-sifat menguntungkan lainnya yang tidak dimiliki oleh bahan-bahan lain, seperti tidak mudah membusuk, awet, kuat, ringan, tidak mudah bereaksi dengan zat lain, dan tidak beracun. Bahan baku pembuatan plastik berasal minyak bumi seperti etena, fenil etena, vinil klorida, dan fenol. Bahan-bahan tersebut dinamakan monomer (bijih plastik). Plastik juga digunakan untuk peralatan listrik karena sifatnya yang kuat, merupakan isolator yang baik, dan tahan panas. Walaupun plastik bermanfaat tetapi plastik juga dapat menimbulkan masalah. Limbah plastik yang dibuang sembarangan sulit untuk di uraikan oleh alam, baik oleh curah hujan, dan panas matahari maupun mikroba tanah. Hal ini dikarenakan plastik yang umum digunakan termasuk zat yang bersifat non-biodegradable (sulit diuraikan oleh mikroba) sehingga sukar sekali terurai. Selain itu, apabila masuk ke badan air plastik dapat menyumbat aliran sehingga menjadi pemicu terjadinya banjir dan bila dibakar akan menimbulkan asap membahayakan. Untuk mengatasi hal tersebut maka diadakan program daur ulang sampah plastik, tetapi program tersebut dirasakan semakin tidak efektif mengingat jumlah sampah plastik semakin meningkat. Oleh sebab itu diperlukan alternatif lain untuk dapat mengubah limbah plastik menjadi sesuatu yang lebih bermanfaat dan bernilai, misalnya menjadi bahan bakar cair dan gas. Dalam skala yang lebih besar limbah plastik dapat dijadikan sebagai sumber energi alternatif di tengah krisis bahan bakar yang semakin perlu untuk mendapatkan penyelesaiannya. Proses perengkahan plastik merupakan cara untuk menangani limbah plastik tersebut menjadi bahan bakar cair dan gas. Untuk mempermudah proses perengkahan
plastik digunakan katalis. Salah satu katalis yang dapat digunakan adalah lempung Ndave. Katalis ini berfungsi menurunkan suhu dalam proses perengkahan sehingga energi yang dibutuhkan dapat diminimalisir. Tim peneliti tertarik untuk meneliti perengkahan limbah plastik tersebut, limbah plastik yang kami gunakan adalah jenis polipropilena yang terdapat pada plastik gelas air minum kemasan dengan menggunakan katalis dari lempung Ndave. Sehingga karya tulis ini kami beri judul PEMBUATAN BAHAN BAKAR DARI LIMBAH PLASTIK DENGAN LEMPUNG NDAVE SEBAGAI KATALIS SERTA ANALISA EKONOMI PRODUK. 1.2 RUMUSAN MASALAH Berdasarkan latar belakang diatas, maka yang menjadi rumusan masalah dalam penelitian ini adalah : 1. Bagaimana cara pembuatan bahan bakar dari limbah plastik propilena dengan lempung Ndave sebagai media katalis? 2. Bagaimana efektifitas proses perengkahan plastik menggunakan katalis lempung Ndave yang meliputi konversi total, selektivitas pembentukan produk cair, dan persentase produk cair? 3. Berapa keuntungan yang dapat diperoleh bila limbah plastik dikonversi menjadi bahan bakar? 1.3 PEMBATASAN MASALAH Untuk menghindari penafsiran berbeda dari penelitian ini, maka penulis membatasi permasalahan hanya pada: 1. Limbah plastik yang digunakan adalah jenis polipropilena/plastik gelas 2. Lempung yang dipakai adalah lempung Ndave yang dijual di pasar Merauke. 3. Proses perengkahan dilakukan dengan sistem semi-batch. 4. Konversi total merupakan persentase pengubahan massa plastik menjadi produk bahan bakar cair dan gas. 1.4 TUJUAN PENELITIAN Adapun tujuan dari penelitian ini adalah 1. Mengetahui cara pembuatan bahan bakar dari limbah plastik propilena dengan lempung Ndave sebagai media katalis.
2. Mengetahui efektifitas proses perengkahan plastik menggunakan katalis lempung Ndave yang meliputi konversi total, selektivitas pembentukan produk cair, dan persentase produk cair. 3. Menghitung keuntungan yang dapat diperoleh bila limbah plastik dikonversi menjadi bahan bakar. 1.5 MANFAAT PENELITIAN Adapun manfaat dari penelitian ini adalah 1. Sebagai penghasil bahan bakar yang dapat memenuhi kebutuhan manusia. 2. Memberikan alternatif penanganan masalah lingkungan yang disebabkan oleh limbah plastik. 3. Menggunakan manfaat lain dari lempung Ndave sebagai media katalis yang dapat membantu dalam pembuatan bahan bakar dari plastik. 4. Meningkatkan nilai ekonomi dari lempung Ndave dan limbah plastik.
BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 SIMPULAN Berdasarkan semua data hasil penelitian yang diperoleh dan pembahasan yang telah diuraikan,dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut: 1. Cara pembuatan bahan bakar produk hasil perengkahan limbah plastik polipropilena dengan menggunakan katalis lempung Ndave adalah plastik gelas air minum kemasan dan katalis lempung Ndave dicampurkan secara merata dalam reaktor dan dipanaskan sampai proses perengkahan selesai. Uap yang dihasilkan dari proses diembunkan sehingga terbentuk cairan menyerupai bensin. Namun gas yang dihasilkan tidak mampu ditampung oleh sistem. 2. Lempung Ndave memiliki unjuk kerja katalitik yang baik dalam proses perengkahan karena menghasilkan bahan bakar cair yang lebih banyak dari bahan bakar gas dan sisa padatan (karbon) dengan nilai konversi total 97,33%, selektivitas pembentukan produk cair sebesar 92,47%, dan persentase produk cair sebesar 90,00%. 3. Keuntungan yang diperoleh dari analisa ekonomi produk perengkahan untuk 100 kg limbah plastik/hari mencapai Rp. 115.905.000,-/tahun (subsidi) dan Rp. 173.040.000,- /tahun (non subsidi). 5.2 SARAN Adapun yang dapat menjadi saran pada penelitian selanjutnya adalah 1. Perlu dilakukan pengujian untuk plastik jenis lainnya. 2. Dapat dilakukan perbandingan hasil perengakahan terhadap jenis katalis yang berbeda misalnya dengan zeolit alam atau lempung yang dipilarisasi. 3. Perlu dilakukan fraksinasi untuk memperoleh kualitas bahan bakar cair yang sesuai dengan spesifikasi mesin/peruntukannya serta pengujian unjuk kerja hasil perengkahan pada mesin kendaraan bermotor
DAFTAR PUSTAKA Anggoro, Dwi Didi. (2008). Penelitian Riset Intensif Dasar: Simulasi dan Model Pengaruh Sifat Keasaman Zeolit HY dan ZSM-5 pada Reaksi Perengkahan Katalitik Limbah Plastik Menjadi Bahan Bakar Cair. Lemlit UNDIP: Semarang. Darwanta. (2002). Sintesis dan Karakterisasi Lempung Terpilar-Al Serta Aplikasinya sebagai Katalis Hidrorengkah Fraksi Berat Minyak Bumi. Tesis pada Jurusan Kimia Universitas Gadjah Mada: Yogyakarta. Dimara, Ana F. (2008). Cracking Katalitik Limbah Plastik LDPE dengan Katalis Lempung Asal Sota Merauke. Skripsi Jurusan Kimia FMIPA Universitas Cenderawasih: tidak diterbitkan. http://id.m.wikipedia.org/wiki/bahan_bakar (diakses tanggal 11 Juli 2013) http://nayhndy.wordpress.com/2011/01/18/bahan-bakar (diakses tanggal 11 Juli 2013) Hasanah, Uswatun. (2008). Cracking Katalitik Limbah Plastik LDPE dengan Katalis Lempung Asal Koya. Skripsi Jurusan Kimia FMIPA Universitas Cenderawasih: tidak diterbitkan. Malcom, P. Stevens. (2007). Polymer Chemistry: An Introduction, di Indonesiakan oleh Iis Sopyan, Cetakan ke-2. Jakarta: Pradnya Paramita. Manos, G., et al. (2001). Catalytic Cracking of Polyethylene over Clay Catalyst Comparison with an Ultrastable Y Zeolite, Ind. Eng. Chem. Res., 40, 2220 2225. Purba, Michael. 2006. Kimia untuk SMA Kelas X. Jakata : Erlangga Purba, Michael. 2006. Kimia untuk SMA Kelas XII. Jakarta : Erlangga Setiawati, Arifatun Anifah. 2007. Kimia Mengkaji Fenomena Alam. Klaten : Cempaka Putih Weitkamp, P.J., and Puppe, L. (1999). Catalysis and Zeolite: Fundamental and Application. Springer: New York.