USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
PEMANFAATAN SAMPAH PLASTIK DALAM INDUSTRI BAHAN BAKAR MINYAK
DAN PENELITIAN PENDAHULUAN ARANG AKTIF
PKM-T
Diusulkan Oleh:
I Dewa Made Kresna (09 313 161)
Marius Yoseph Lahea (09 313 157)
Yuda Pratama (09 312 705)
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MANADO
2011
JUDUL PENELITIAN
PEMANFAATAN SAMPAH PLASTIK DALAM INDUSTRI BAHAN BAKAR MINYAK (THE USE OF PLASTIC WASTES IN FUEL INDUSTRIES)
BIDANG/TEKNOLOGI
KIMIA/TEKNOLOGI INDUSTRI
PENDAHULUAN
Latar Belakang Masalah
Dalam kehidupan sehari-hari sering kali kita menjumpai adanya bahan-bahan sisa yang dibuang seperti karet, keras, kayu, bahan buangan industri, plastik dan lain sebagainya. Bahan sisa yang dibuang seperti ini biasanya disebut sampah. Sampah yang berasal dari rumah tangga atau berasal dari sampah industri bila pembuangannya kurang mendapat perhatian maka dapat mengganggu keseimbangan lingkungan, yang menimbulkan terjadinya pencemaran udara, pencemaran tanah dan pencemaran air.
Sampah plastik sebagai bahan buangan dapat bersumber dari berbagai kegiatan, mulai dari kegiatan industri, rumah tangga, kantor, toko, bahkan sampai kegiatan pembungkusan makanan di pasar-pasar. Sampah plastik bersifat bahan yang sukar diuraikan oleh mikroorganisme yang terdapat dalam air maupun mikroorganisme dalam tanah. Akibatnya jika sampah plastik tersebut dibuang kedalam air atau tanah, maka kelestarian air dan tanah akan terganggu.
Untuk mengatasi masalah bahan pencemaran plastik ini, UNIMA khususnya pendidikan kimia turut mengambil bagian untuk menunjang program pemerintah dalam menanggulangi pencemaran lingkungan serta akan mencoba membuat terobosan baru untuk mengolah dan memanfaatkan sampah plastik dalam industri bahan bakar minyak.
Bila sampah plastik dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar minyak, berarti sebagaian bahan pencemar sintetik khususnya plastik sudah dapat teratasi. Bahan bakar minyak yang diharapkan adalah: bensin, solar, minyak tanah, minyak ringan dan bahan pelumas oli.
Identifikasi Masalah
Yang menjadi identifikasi masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Apakah sampah plastik mempunyai bahan baku sejenis bahan baku yang berasal dari bahan bakar minyak?
2. Apakah sampah dapat didistilasi untuk dipisahkan menjadi bahan bakar minyak?
3. Apakah hasil distilasi berfraksi dari sampah plastik dapat menghasilkan bensin, solar, minyak tanah, minyak ringan dan pelumas oli?
Pembatasan Maslah
Untuk memperjelas penelitian ini maka dibatasi:
1. Sampah plastik yang akan diolah untuk didistilasi diambil dari plastik bekas:
a. Sampah plastik bekas pembungkus roti
b. Sampah plastik bekas pembukus shampoo
c. Sampah plastik bekas botol shampoo
d. Sampah selang plastik
e. Sampah plastik ember bekas (bekas timba atau bekas ember cuci)
f. Sampah tas plastik bekas yang umum dipakai masyarakat sebagai tempat mengisi belanjaan
2. Pengolahan sampah plastik diolah dengan tehnik distilasi berfraksi berdasarkan kenaikan titik didih yang bertujuan untuk memisahkan komponen-komponen:
a. Bensin
b. Solar
c. Minyak tanah
d. Minyak Ringan
e. Pelumas oli
Perumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi dan pembatasan masalah diatas maka dapat dirumuskan permasalahan penelitian sebagai berikut:
Dapatkah sampah plastic bekas (a, b, c, d, e, f, pada pembatasan masalah point 1) diolah dan dimanfaatkan untuk; bensin,solar, minyak tanah, minyak ringan dan pelumas oli?.
Tujuan Penelitian
1. Menanggulangi masalah pencemaran lingkungan terutama pencemaran yang diakibatkan oleh sampah plastik.
2. Memanfaatkan sampah plastik untuk diolah menjadi bahan bakar bensin, solar, minyak tanah, minyak ringan dan pelumas oli.
3. Mencari bahan baku industri minyak sebagai bahan bakar dan pelumas oli.
Kegunaan Penelitian
Dari hasil penelitian ini dapat diharapkan dan dimanfaatkan sebagai:
1. Membuka lapangan kerja bagi masyarakat untuk mengumpulkan sampah plastik dan dijual pada industri pengolahan bahan bakar minyak.
2. Memperkecil masalah pencemaran lingkungan khususnya pencemaran yang disebabkan oleh pencemar plastik.
3. Menunjang program pemerintahan untuk menanggulangi kebutuhan akan bahan bakar minyak.
4. Memanfaatkan sampah plastik untuk bahan baku industri minyak, sekaligus menunjang program pemerintah untuk mencari bahan baku di luar gas dan minyak bumi.
5. Membantu program pemerintah untuk menunjang berdirinya industri pengolahan sampah plastik sebagai bahan bakar dan pelumas oli.
TINJAUAN PUSTAKA
Bahan baku plastik banyak disintesis dari batu kapur, fraksi-fraksi minyak bumi, gas alam, garam-garam, batu bara, dan produk-produk pertanian seperti kayu, kapas, dan kacang kedelai.
Proyek Balai Penataran Guru Tertulis (1977-1978), menjelaskan bahwa:
1. Batu bara
Batu bara dapat digunakan untuk tujuan-tujuan kimia dengan jalan distilasi destruktif; hasil umumnya adalah gas, gas cair, tar, kokas dan gas air. Sebagai contoh; dari batu bara dapat dihasilkan benzena yang dapat dipakai sebagai bahan pembuat fenol. Fenol, kresol dan xylenol-xylenol adalah bahan-bahan yang sangat penting dalam industri plastik. Gas air dapat diubah menjadi formaldehida, methanol dan formamida, yang dapat dipakai sebagai bahan pembuat plastik. Plastik-plastik yang dihasilkan dari batu bara antara lain adalah fenolformaldehida, xylenolformaldehida, ureaformaldehida, kresol, resin-resin melamina, resin-resin anhidrida pthalik, anhidrida asam malat, polistirene, selulosa asetat, poliamida polimetilmetakrilat, kumaronindena, polivinil asetat dan polivilchlorida.
2. Minyak Bumi
Minyak bumi merupakan sumber kaya dari karbon dan hidrogen, yang secara cepat dan murah dapat diubah menjadi bahan-bahan mentah kimia. Dengan memecahkan rantai n-heptana (suatu komponen dari bensin) dan dengan membentuk zat-zat kimia siklik, misalnya kita dapat memperoleh toluene untuk bahan peledak, pelarut-pelarut dan lain-lain.
Fraksi-fraksi dari hasil pemecah yang penting bagi pembuatan plastik adalah antara lain:
a. Etilena: plastik yang dihasilkan adalah etilena selulosa, polietilena, polistirena, polivinilchlorida dan tetrafluoroetilena.
b. Propilena: plastik yang dihasilkan adalah resis alil, resin-resin alkid, polister, polimetil metakrilat, dan sellulosaasetat.
c. Butilena: plastik yang dihasilkan dari butilena adalah resin builfenol, butadiena dan karet butil.
d. Metilalkohol: plastik yang dihasilkannya adalah resin-resin formaldehida.
e. Dialkena: menghasilkan resin-resin vernis keras.
3. Gas Alam
Gas alam dan bensin menghasilkan fraksi-fraksi yang sejenis dengan yang dihasilkan dari minyak bumi, dan hasilnya dipisahkan dengan jalan kondensasi atau dengan absorbs atau kombinasi dari kedua metode itu. Plastik yang dihasilkan dari fraksi-fraksi gas alam adalah resin-resin formaldehida, selulosaasetat glikol-glikol, vinildenachlorida, polietilena, poliester, polivinilbutirat, polimetilletakrilat, dan resin-resin alil.
Plastik adalah senyawa polimer dari etena atau dari turunan-turunan etena (etilena) yang dapat digolongkan menjadi 2 bagian yaitu:
1. Adisi polimerisasi ialah: penggabungan monomer-monomer sejenis menjadi polimer yang berat molekulnya merupakan kelipatan berat monomernya. Plastik asal polimer dari etena sifatnya fleksibel dan kegunaannya dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai bahan pembungkus dan pengemas barang-barang, tas plastik atau kantong-kantong plakstik dan botol-botol wadah cairan.
Aloysius Hadyana Pudjaatmaka (1986), melaporkan bahwa suatu polimer terbuat dari ribuan satuan berulang dari bagian kecil yang disebut monomer. Polimer terbagi dalam tiga kelompok umum: elastomer yaitu polimer dengan sifat-sifat elastis seperti karet; serat yaitu polimer mirip benang, seperti kapas, sutra atau nilon; plastik yaitu polimer yang berupa lembaran tipis (pembungkus dapur) dan zat padat yang keras dan dicetak (pipa, mainan kanak-kanak), atau salutan (cat mobil, pernis). Banyak polimer yang berguna berasal dari alkena; misalnya etilena membentuk polimer sederhana menjadi polietilena yang digunakan untuk membuat kantong plastik dan pipa plastik.
2. Kondensasi polimerisasi ialah: penggabungan monomer-monomer tidak sejenis dengan melepaskan molekul kecil seperti air, methanol. Plastik-plastik dalam pembuatan ini berupa biji-biji plastik yang kemudian diolah menjadi barang-barang keperluan sehari-hari. Beberapa macam plastik yang dikenal secara umum antara lain: polietena,polivinil klorida, polipropena, Teflon, polistirena dan polivinilasetat.
Hasan Skadily (1977), menjelaskan bahwa plastik dapat dibagi atas dua golongan menurut sifatnya: golongan termoplast dan golongan termoset. Yang pertama pada kenaikan suhu menjadi lembek, sedangkan yang lain pada kenaikan suhu tak lebur, tak larut. Plastik dipakai sangat luas, baik dalam industri maupun dalam rumah tangga karena sifatnya yang sangat menyenangkan. Etilena adalah gas tak berwarna, baunya lemah, rasanya manis. Dengan oksigen merupakan campuran yang mudah meledak.
Norman L. Allinger, etc (1976), menjelaskan bahwa alkena dihasilkan dengan jumlah besar dalam industri kertakan (suhu yang tinggi) petrolium. Pada berat molekul rendah, alkena dapat diperoleh dalam bentuk murni melalui distilasi berfraksi, misalnya etilena dan propilena. Alkena tinggi dapat dihasilkan dengan kertakan, tidak dapat dipisahkan secara ekonomis, campurannya dapat digunakan yang sama pentingnya dengan komponen gasoline. Sumber utama alkena-1 dengan nomor-nomor atom lurus (C8 – C18) diolah dari etilena. Sebagian besar dan sangat penting alkena digunakan untuk kimia lanjutan: etilena untuk etilalkohol, etilena oksid, alkena-1 tinggi; propilene untuk propilene oksid, 1,2-dichloropropana; C8 – C12 alkena-1 untuk detergen. Trichloroetilena (triklene) dan tetrachloroetilena (perklene) digunakan meluas sebagai pembersih larutan-larutan. Bilangan olivin dan olefinik asal mulanya adalah telah ditukarkan dan digunakan untuk plastik (polietilena, teflon, polisterina, dll) dan serat untuk kain buatan (akrelan, orlon, dll). Produksi etilena secara industri melampaui zat organik lain. Penggunaan etilena yang penting adalah: 6% untuk plastik, 10% bahan anti beku, 5% serat dan 5% pelarut.
Pada umumnya cara-cara memproses plastik merupakan modifikasi dari cara memproses logam.
Bryson J. A. (1975), menjelaskan bahwa tujuan seperti itu dapat dibentuk dengan teknik umum sebagai berikut:
1. Perubahan bentuk dari salah satu polimer termoplast atau thermoset. Cara kerja didalam memasukkan ekstruksi ini dengan jalan; injeksi, molding, kalendering, dan bentuk-bentuk tonasi, sangatlah penting dalam pengolahan gelas.
2. Perubahan bentuk dari sebuah polimer dalam keadaan elastis, bentuk vakum, bentuk tekanan rendah, dan teknik mempah panas.
3. Perubahan bentuk dari suatu larutan, biasanya dengan salah satu penjalaran atau dengan ekstrusi, yang telah dipakai untuk membuat lembaran film, serat dan benang sintetik, kawat pijar.
4. Perubahan bentuk dari suatu suspensi; ini adalah sebagian besar dari getah karet dan getah-getah yang lain dengan pasta p.v.c.
5. Perubahan bentuk dari polimer dengan berat molekul rendah, tinggi atau polimer pendahuluan berupa lembaran dari lembaran acrylic dan perbandingan untuk pelapis gelas bertulang.
Jenis-jenis memproses plastik antara lain; molding, casting, thermoforming, reinforming, foam molding. Gupta R. K, menjelaskan, P.V.C. adalah bahan serba guna dapat digunakan oleh tukang jahit untuk hal-hal tertentu, untuk pipa-piap berkualitan yang tidak beracun, pipa sistem minyak tanah, pipa jernih tembus cahaya sama seperti pipa air, kabel listrik, pipa pemampang. Jenis polivinil lainnya adalah polivinilaseta dan polivinilidena klorida.
Ferrigno T. H. (1963) menejelaskan bahwa, resin-resin polivinil klorida dan kopolimer adalah dua resin polietilena yang penting untuk industri plastik. Resin polivinil klorida sangat baik sebagai pelekat dalam prosesing. Polimerisasi dan kopolimer dari vinil klorida adalah sangat kompleks terutama dalam perkembangan baru stereosfesisfik polimerisasi.
Gupta R. K. Mengatakan,polimer-polimer bentuk plastik film dapat diklasifikasikan dala komposisi kimia :
1. Poliofelin-poliefelin
2. Vinil-vinil
3. Stirene polimer dan kopolimer
4. Polimer aklirik
5. Miscellaneous
Dibandingkan dengan bentuk plastik lainnya maka poliolefin mempunyai banyak kelebihan karena mudah diberi dan ringan, sehingga harganya relatif murah. Minyak bumi mempunyai campuran kompleks, terutama terdiri dari senyawa-senyawa hidrokarbon. Berdasarkan titik didihnya fraksi-fraksi minya bumi dan gas alam merupakan sumber energi yang penting. Minyak bumi merupakan campuran dari berbagai senyawa karbon, baik alifatik maupun aromatik, didalamnya juga terdapat senyawa belerang dan nitrogen. Minyak bumi dapat dipisahkan menjadi komponen-komponen penyusunnya sesuai dengan perbedaan titik didihnya. Cara ini dikenal dengan destilasi hasil penyulingan minyak bumi kasar diperoleh beberapa fraksi yaitu : fraksi gas, bensin, minyak tanah, minyak disel dan residu.
Koesoemadinata R. P. (1980), menjelaskan secara routine minyak bumi dianalisis secara distilasi berfraksi. Distilasi berfraksi adalah penyulingan serta penegembunan kembali berbagai macam cairan dengan titik didih yang berlainan, yang dibagi atas gas, bensin, kerosin, minyak gas atau solar, pelumas ringan, pelumas tinggi dan residu. Gas biasanya bernomor atom karbon dari C1-C4, bensin dari C5-C10, minyak disel atau gas C14-C17, pelumas ringan C18-C25, pelumas berat C26-C35, sedangkan diatas C36-C60 dianggap residu.
Fraksi hidrokarbon yang diperoleh dari penyulingan minyak bumi dapat dimafaatkan untuk :
1. Eter petrolium (Ligroin) sebagi pelarut.
2. Bensin (distilat langsung) digunakan sebagai bahan bakar motor.
3. Minyak tanah (kerosin) digunakan sebagai minyak lampu.
4. Solar dan minyak ringan digunakan sebagai bahan bakar untuk kompor, bahan bahar mesin diesel dan kertakan.
5. Distilasi residu digunakan sebagai pelumas, lilin, korek api dan aspal.
Pada tabel di bawah ini terlihat bahwa senyawa hidrokarbon utama dalam berbagai fraksi distilasi minyak bumi :
Fraksi
Distilasi
|
Titik didih
|
Kisaran
No. atom C
|
Gas
|
C1-C4
| |
Bensin
|
t.d. – 2000 c
|
C5-C10
|
Kerosin
|
2000 – 2500 c
|
C14-C17
|
Solar
|
2500 – 3000 c
|
C18-C25
|
Minyak ringan
|
3000 – 4000 c
|
C26-C35
|
Distilasi residu
|
– 5000 c
|
C36-C60
|
Di dalam fraksi bensin banyak didapatkan parafin normal dan juga parafin bercabang, sedangkan aromatik terdapat hanya sedikit sekali. Makin kearah pelumas dan residu, persentasi aromatik jauh lebih besar dari pada persentasi parafin normal.
HIPOTESIS
Hipotesis H0 : Tidak terdapat perbedaan jumlah bahan bakar yang diperoleh dari hasil penyulingan sampah plastik bekas yang berbeda. (U0 = U1).
Hipotesis H1 : Terdapat perbedaan jumlah bahan bakar minyak yang diperoleh dari hasil penyulingan sampah plastik bekas yang berbeda. (U0 
U1).
U1).
METODELOGI PENELITIAN
1. Tempat penelitian :
Tempat penelitian ini pada laboratorium kimia FMIPA UNIMA, yang pelaksanaannya disesuaikan dengan jadwal penelitian.
2. Metode penelitian :
Metode penelitian ini menggunakan metode eksperimen yang dilaksanakan dilaboratorium dengan langkah sebagai berikut :
Ø Sampah plastik atau plastik bekas yang diambil berasal dari buangan sampah, dicuci sampai bersih kemudian di jemur hingga kering.
Ø Plastik bekas yang akan dikumpulkan adalah plastik bekas pembungkus roti, pembungkus sampoo, botol sampoo, selang plastik, ember plastik bekas, tas plastik tempat mengisi belanjaan di pasar.
Ø Disain penelitian menggunakan disain rancangan satu arah dengan menghubungkan jumlah bahan bakar yang diperoleh terhadap berat plastik yang digunakan.
3. Bahan dan alat penelitian :
a. Bahan : sampah plastik yang sudah dicuci bersih terdiri dari :
- Plastik bekas pembungkus roti
- Plastik bekas pembungkus sampoo
- Plastik bekas botol sampoo
- Selang plastik bekas
- Ember plastik bekas
- Tas plastik bekas
b. Alat :
- pembakar
- tangki minyak
- pompa speda
- labu distilasi
- pendingin
- tabung pengukur panas
- thermometer
- timbangan listrik
- standar klem
- pipa bengkok penyalur gas
- kaki tiga
- botol penampung distilat
4. Cara pengambilan sampel dan besarnya sampel :
- Sampel dari setiap plastik bekas masing-masing 100 gram.
- 100 gram plastik bekas yang sudah ditimbang dimasukkan dalam labu pemanas, seterusnya diadakan distilasi.
- Hasil ditilasi ditampung dengan erlemeyer (distilasi pertama).
5. Teknik pengumpulan data :
- Cairan yang ditampung dalam erlenmeyer hasil distilasi pertama, kemudian distilasi kedua untuk memisahkan komponen-komponen bahan bakar yang diharapkan dengan menggunakan ukuran titik didih sebagai indikator.
- Hasil distilasi kedua masing-masing ditimbang dan diukur dalam mililiter.
Tabel untuk mengumpulkan data dari satu plastik bekas
Cairan hasil distilasi pertama
|
Suhu 00 c
|
Hasil distilasi kedua
| |
Berat
|
Volume
| ||
....ml
....ml
....ml
....ml
....ml
|
200
250
300
400
5000
|
.....gr
.....gr
.....gr
.....gr
.....gr
|
.....ml
.....ml
.....ml
.....ml
.....ml
|
Untuk pengumpulan data dari plastik bekas yang lain, dikumpulkan dengan cara seperti tabel diatas.
6. Teknik analisis data :
Teknik yang digunakan untuk menganalisis data adalah menghitung rata-rata hasil distilasi ke-2. Hasil rata-rata hasil ini disalin dalam persen.
Pendekatan statistik untuk menghitung rata-rata hasil distilasi adalah sebagai berikut :
X = 
, sudjana (1986).
X = simbol rata-rata hasil distilasi n = banyaknya perlakuan yang diteliti untuk sampel
SXn = jumlah semua harga X yang ada dalam kumpulan hasil distilasi.
JADWAL PENELITIAN
Penelitian ini akan berlangsung selama 9 bulan, mulai bulan oktober 1990- juni dengan rincian penjadwalan sebagai berikut:
1. Persiapan (Oktober 1990)
2. Pengumpulan data (November-Desember 1990)
3. Analisi data (Januari-Maret 1991)
4. Penuliasan naska laporan (April-Mei 1991)
5. Seminar hasil penelitian (Juni 1991)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
Jangan lupa di follow and coment ya Gan ... :)