Sampah Plastik: Antara BBM dan Polusi Udara

Limbah plastik dan bahan bakar yang dihasilkan

Sampah plastik dapat diolah menjadi bahan bakar minyak?. Bagi orang-orang yang bergelut dalam dunia kimia dan penerapannya tentu telah lama mengetahuinya, sebab telah ada penelitian tentang ini sebelumnya.  Bersama siswa-siswa saya, pada bulan Oktober 2012 yang lalu kami mengadakan percobaan pengolahan sampah plastik menjadi bahan bakar minyak (BBM).

Lansiran VOA pada 31 Oktober 2012, Plastik Dapat Gantikan BBM di AS memaparkan tentang sebuah perusahan di AS yang mengolah limbah plastik menjadi bahan bakar, sehingga dapat mengurangi limbah plastik dan ketergantungan terhadap minyak impor. Ada hal yang baru yang diangkat dalam lansiran  VOA tersebut yaitu tentang belum ditentukanya proses pengolahan plastik menjadi minyak apakah merupakan proses “daur ulang”. Hal ini juga telah menjadi pertanyaan setelah saya dan siswa-siswa saya melakukan percobaan pengolahan  limbah plastik menjadi BBM. Apakah uap yang dihasilkan pengolahan sampah plastik bisa mengakibatkan polusi? Mari kita bahas tentang plastik dan pengolahan sampah plastik.

Plastik dan Komponen Penyusun Plastik

Kita semua sering menggunakan plastik. Bahkan saat ini bisa dikatakan sebagai era plastik ! Produk yang menggunakan sedikit atau seluruhnya bahan plastik telah menyentuh semua sisi keperluan hidup, mulai dari pembungkus plastik, sepatu plastik, hand phone, laptop, piring, gelas, kaca mata bahkan mungkin bisa rumah dari plastik. Kelemahan plastik adalah tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme sehingga tidak dapat membusuk, tidak teroksidasi sehingga tidak dapat berkarat. Beberapa keunggulan plastik dari bahan lainnya adalah tahan air, lebih ringan, tidak menghantarkan listrik  dan bisa lebih murah jika dibandingkan untuk benda dengan manfaat yang sama. Seiring dengan terus bertambahnya kebutuhan akan plastik maka  limbah plastikpun terus meningkat, sehingga proses daur ulang sampah atau limbah plastik menjadi suatu keharusan. 

Plastik merupakan polimer organik dengan massa molekul yang besar. Polimer adalah molekul besar yang dibangun oleh pengulangan molekul sederhana yang disebut monomer. Plastik yang banyak terdapat di masyarakat  banyak berasal dari polyethylene. Polyethylene terbagi dua yaitu High Density Poliethylene (HDPE) dan Low Density Polyethylene (LDPE).  HDPE banyak digunakan sebagai botol minuman, sedangkan LDPE banyak digunakan sebagai kantong plastik. Plastik dikatakan sebagai senyawa organik berarti komponen utama plastik adalah unsur karbon C dan unsur hidrogen H atau senyawa hidrokarbon dengan ikatan kovalen. Dalam plastik  juga terkandung unsur yang lain seperti oksigen O, nitrogen N, Chlor Cl dan belerang S. Komponen utama yang menyusun BBM adalah juga senyawa hidrokarbon.

          Perbandingan jumlah atom C antara plastik dan senyawa-senyawa dalam minyak bumi.

Jumlah Atom C dalam senyawa	Zat / Wujud Zat
1-4	Gas (LPG, LNG)
5-11	Cair (bensin)
9-16	Cairan dengan viskositas rendah
16-25	Cairan dengan viskositas tinggi (oli, gemuk)
25-30	Padat (paraffin, lilin)
1000-3000	Plastik (polistiren, polietilen, dll)

Pengolahan Sampah Plastik Dengan Teknik Pirolisis.

Karena komponen utama plastik berupa hidrokarbon maka plastik dapat diolah menjadi BBM,  pengolahannya dengan cara pirolisis. Pirolisis atau destilasi kering adalah  teknik pembakaran sampah (limbah plastik) tanpa gas oksigen dan dilakukan pada suhu tinggi.  Pengolahan  tersebut merupakan perekahan pada molekul polimer plastik menjadi potongan molekul yang lebih pendek melalui proses pemanasan plastik pada suhu tinggi.  

Pada tulisan ini saya mengkaji publikasi dua penelitian pengolahan sampah plastik dan percobaan pengolahan sampah plastik yang saya lakukan bersama siswa-siswa.

Pertama adalah penelitian yang dimuat pada Jurnal Riset Industri Vol. V No. 3, 2011 dengan judul konversi limbah plastik sebagai sumber energi alternatif. Dari penelitian tersebut dipaparkan  bahwa proses pengolahan limbah plastik menjadi minyak meliputi 3 tahap/proses yaitu pirolisis, hydrotreating/hydrocracking dan hidro-isomerasi. Pada proses pirolisis limbah plastik dibakar pada suhu 800 ^oC sampai 1000 ^oC. Teknik ini mampu menghasilkan gas pembakaran yang berguna dan aman bagi lingkungan yaitu gas O₂ dan CO₂ . Selain gas, pada proses pirolisis senyawa-senyawa hidrokarbon cair mulai dari senyawa dengan jumlah atom C satu hingga empat. Tahap kedua adalah hydrotreating yaitu proses penyulingan untuk memisahkan unsur-unsur yang dihasilkan pada proses pirolisis. Proses ketiga adalah hidro-isomerasi, pada proses ini digunakan katalis khusus yang berfungsi menjadikan molekul-molekul isomer mempunyai viskositas tinggi. Berdasarkan dasar teori yang digunakan pada penelitian tersebut dituliskan bahwa sifat kimia yang dimiliki senyawa hidrokarbon cair hasil proses pirolisis  mirip dengan senyawa hidrokarbon yang terkandung dalam minyak mentah (minyak bumi), sehingga dapat menjadi energi alternatif. Banyaknya sampah plastik yang terurai menjadi minyak atau hidrokarbon cair adalah 60 %.  

Kedua adalah  penelitian yang dimuat pada Jurnal Ilmiah Berkala, Sains dan Terapan Kimia oleh Prodi Kimia FMIPA Unlam Vol. 3 No. 2, 2009 dengan judul pirolisis sampah plastik untuk mendapatkan asap cair dan penentuan komponen kimia penyusunnya serta uji kemampuannya sebagai bahan bakar cair.  Pirolisis dilakukan pada suhu 425 ^oC dengan jenis sampah plastik berupa kantong plastik dan pembungkus makanan. Senyawa-senyawa yang terkandung dalam sampel asap cair kantong plastik adalah 2-hidroksimetil-oxiran, asam asetat, hidroksiaseton, 2-siklopenten, dan 2-butanon/metil etil keton.dari senyawa-senyawa tersebut yang bersifat mudah terbakar adalah hidroksi aseton, 2-siklopentena dan 2-butanon.  Senyawa-senyawa yang terkandung dalam sampel asap cair pembungkus makanan  adalah 2-propanon/aseton, asam borat, asam asetat, dan siklopentanon. Dari senyawa-senyawa tersebut yang memiliki sifat mudah terbakar adalah aseton dan siklopentanon.

Ketiga adalah percobaan yang saya lakukan bersama-sama siswa-siswa saya. Kami melakukan destilasi kering atau pembakaran plastik dengan menggunakan alat buatan sendiri. Pembuatan alat tersebut mengacu pada cara pembuatan alat sederhana pengubah sampah plastik yang diakses pada website klikedukasi.com.  Sampah plastik yang dipanaskan berupa gelas dan botol plastik air mineral. Pada percobaan pertama sampah plastik di panaskan dengan sumber api dari kayu bakar. Selama proses pemanasan dihasilkan uap yang keluar melalui kondensor yang baunya sangat menyengat. Setelah setengah jam pemanasan  didapatkan cairan kental berwarna kuning. Cairan tersebut dapat terbakar setelah dites dengan api.

Cairan kental berwarna kuning ini bukanlah orange juice tetapi hasil destilasi kering plastik:
hasil percoaan pertama, cairan ini bersifat mudah terbakar.

                                Percobaan pertama. Pemanasan sampah plastik dengan kayu bakar.

Pada percobaan kedua,  alat, bahan  dan caranya tetap sama, tetapi sumber panasnya kami gunakan dari kompor gas elpiji. Setelah satu jam dihasilkan cairan bening  dan uap yang keluar melalui kondensor tetapi baunya tidak menyengat.  Cairan tersebut dites dengan api tetapi tidak menyala.  Dari analisis kami, perbedaan  kedua percobaan tersebut adalah pada suhu. Pada percobaan pertama, suhunya lebih tinggi  dari percobaan kedua sehingga pada percobaan kedua polimer plastik belum terurai, yang dihasilkan adalah senyawa-senyawa yang tidak terbakar. Hal tersebut  dibuktikan dengan masih adanya sisa-sisa plastik yang masih belum terbakar. Pada percobaan pertama tidak ada sisa plastik yang tidak terbakar.

Alat sederhana yang dibuat dari alat masak bekas dan pipa leding bekas sebagai kondensor

Dari ketiga bahasan penelitian dan percobaan tersebut, saya mecermati tentang uap yang keluar melalui kondensor yang tak terkondensasi atau tidak mengalami pengembunan. Pada paparan penelitian pertama  uap yang dihasilkan adalah gas O₂  dan CO₂  yang ramah lingkungan, tetapi pada paparan penelitian kedua dihasilkan uap yang terkandung senyawa-senyawa  2-hidroksimetil-oxiran, asam asetat, hidroksiaseton, 2-siklopenten, dan 2-butanon/metil etil keton dari pemanasan kantong plastik dan dari pemanasan pembungkus plastik dihasilkan 2-propanon/aseton, asam borat, asam asetat, dan siklopentanon.  Senyawa-senyawa ini bisa mencemari udara. Sebagai contoh asam borat, berbahaya jika terhirup dapat menyebabkan iritasi pada membran mukosa disertai nyeri tenggorokan, batuk, dan nafas pendek. Dapat menyebabkan batuk, mimisan, pernapasan menjadi pendek. Pada percobaan yang kami lakukan dihasilkan uap dengan bau yang menyengat, hampir seperti bau asap mobil dengan bahan bakar solar. Walaupun kami belum melakukan uji  identifikasi senyawa pada uap tersebut tetapi dari bau yang menyengat tersebut bisa menjadi peringatan bagi kami untuk menjauh agar baunya tidak terhirup.

 

Percobaan kedua pengolahan sampah plastik menjadi BBM:

 cairan ini bersifat tidak terbakar

Berdasarkan tulisan diatas, saya sependapat dengan Allen Hershkowitz, ilmuan senior dari Dewan Pertahanan Sumber Daya Alam, yang  mengatakan bahwa “Barangkali pemisahan karbon menjadi botol plastik yang dibuang di tempat sampah lebih baik daripada mengubahnya menjadi bahan bakar cair dan melepaskan serta menggerakkan banyak senyawa karbon,”  seperti yang dilansir oleh voaindonesia.com .  Pengolahan sampah plastik menjadi minyak menurut saya sepertinya bukanlah proses daur ulang. Tetapi tidak tertutup kemungkinan diadakan penelitian lebih lanjut agar tidak ada hasil samping yang berupa senyawa-senyawa yang dapat menjadi toksik dan mencemari udara.  

Cara yang bijak adalah seperti anjuran pemerintah selama ini yaitu meminimalisasi penggunaan plastik dengan menumbuhkan kesadaran untuk menjaga lingungan agar tidak tercemar.

Sumber:

Asam Borat. Sentra Informasi Keracunan Nasional (SIKerNas) Pusat Informasi Obat dan Makanan, Badan POM RI. 2011

http://www.voaindonesia.com/content/plastik-dapat-gantikan-bbm-di-as/1536410.html

http://www.plastic.web.id/plastic_chemistry

http://en.wikipedia.org/wiki/Plastic

http://id.wikipedia.org/wiki/Plastik

 

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-polimer/klasifikasi-polimer/polimer-termoplastik-dan-termosetting/

http://www.klikedukasi.com/2012/04/alat-sederhana-pengubah-sampah-plastik.html

http://indonesiaproud.wordpress.com/2011/12/01/tri-handoko-mengubah-limbah-plastik-jadi-bahan-bakar-minyak/

Rahyani Ermawati. Konversi Limbah Plastik Sebagai Sumber Energi Alternatif. Jurnal Riset Industri Vol. V. No. 3, 2011, Hal. 257-263

Tri Anggono., Erina Wahyu W., Handayani., Arini Rahmadani., Abdullah. Pirolisis Sampah Plastik Untuk Mendapatkan Asap Cair Dan Penentuan Komponen Kimia Penyusunnya Serta Uji Kemampuannya sebagai Bahan Bakar Cair. Jurnal Ilmiah Berkala, Sains dan Terapan Kimia oleh Prodi Kimia FMIPA Unlam Vol. 3 No. 2, 2009

BISNIS PULSA