Analisis Pengaruh Temperatur terhadap Yield dan Karakteristik Bio-Oil Hasil Pirolisis Plastik HDPE dan Serbuk Kayu Pinus Menggunakan Katalis Bentonit

Alfarizky Pradirga; Dwi Lestari; Irawan Rusnadi; Lety Trisnaliani; Rima Daniar

doi:10.69693/ijmst.v4i3.12560

Authors

Alfarizky Pradirga Politeknik Negeri Sriwijaya
Dwi Lestari Politeknik Negeri Sriwijaya
Irawan Rusnadi Politeknik Negeri Sriwijaya
Lety Trisnaliani Politeknik Negeri Sriwijaya
Rima Daniar Politeknik Negeri Sriwijaya

DOI:

https://doi.org/10.69693/ijmst.v4i3.12560

Keywords:

Pirolisis, HDPE, Biomassa, Katalis Bentonit, Bio-Oil, Temperatur Operasi

Abstract

Penumpukan sampah plastik dan limbah biomassa yang belum dimanfaatkan secara optimal merupakan permasalahan lingkungan yang memerlukan solusi berkelanjutan. Penelitian ini bertujuan menganalisis pengaruh temperatur operasi terhadap yield dan karakteristik bio-oil hasil pirolisis campuran plastik High Density Polyethylene (HDPE) dan serbuk kayu pinus dengan rasio 2:1 menggunakan katalis bentonit. Proses pirolisis dilakukan pada reaktor fixed bed dengan variasi temperatur 250°C, 300°C, 350°C, 400°C, dan 450°C, massa bahan baku 2 kg, katalis bentonit 10% dari massa bahan baku, serta waktu operasi 120 menit. Karakteristik bio-oil yang dianalisis meliputi densitas, viskositas, nilai kalor, titik nyala, serta komposisi senyawa menggunakan Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan temperatur operasi meningkatkan yield bio-oil dari 10,04% pada 250°C menjadi 13,02% pada 450°C. Densitas bio-oil menurun dari 0,7970 g/ml menjadi 0,7405 g/ml, sedangkan nilai kalor meningkat dari 8.083 cal/g menjadi 8.942 cal/g seiring kenaikan temperatur. Viskositas berfluktuasi pada rentang 3,01–6,77 cP dan titik nyala berada pada rentang 33,1–38,2°C. Kondisi operasi optimum diperoleh pada temperatur 450°C dengan yield 13,02%, densitas 0,7405 g/ml, viskositas 3,53 cP, nilai kalor 8.942 cal/g, dan titik nyala 33,1°C. Analisis GC-MS menunjukkan bio-oil didominasi oleh fraksi bensin (42,23%) dan fraksi solar (38,49%), diikuti fraksi kerosin (13,18%) dan fraksi pelumas (6,12%). Hasil ini menunjukkan bahwa campuran plastik HDPE dan serbuk kayu pinus berpotensi dikembangkan sebagai bahan baku bahan bakar cair alternatif, meskipun masih memerlukan proses upgrading lanjutan agar sesuai standar bahan bakar komersial.

References

1. Bahng, M.-K., Mukarakate, C., Robichaud, D. J., & Nimlos, M. R. (2009). Current technologies for analysis of biomass thermochemical processing: A review. Analytica Chimica Acta, 651(2), 117–138. https://doi.org/10.1016/j.aca.2009.08.016

2. Effendy, S., Rusnadi, I., Amin, J. M., Aina, N., Rossa, B., & Waltin, M. (2021). Unjuk kerja proses pirolisis katalitik limbah ban bekas menjadi bahan bakar cair ditinjau dari jumlah katalis, variasi temperatur, dan waktu operasi. Kinetika, 12(1), 32–39.

3. Irvan, M. K. (2020). Viskositas bahan bakar cair hasil pirolisis.

4. Kurniawan, E., & Sari, I. (2019). Pirolisis kantong plastik bekas. Jurnal Teknologi Kimia Unimal, 1(1), 30–44.

5. Lestari, S. P., Aswan, A., Effendy, S., Febriana, I., Ramadhana S, S. E., Safitri, W., & Shaskia, B. A. (2020). Katalis zeolit dengan metode pirolisis: Liquid fuel production from beef tallow using the zeolite catalyst with pyrolysis method. Jurnal Kinetika, 11(2), 1–9.

6. Maafa, I. M. (2021). Pyrolysis of polystyrene waste: A review. Polymers.

7. Majid, M. N., Ismail, N. R., & Swandono, P. (2021). Pengaruh ukuran serbuk kayu jati dan suhu pemanasan terhadap volume dan nilai kalor tar pada proses pirolisis. Jurnal Rekayasa Mesin, 16(2), 1–6.

8. Marodiyah, I. (2023). Inovasi warga dalam mengelolah sampah plastik. Jurnal Pengabdian Masyarakat Universitas Muhammadiyah Sidoarjo, 4(1), 39–43.

9. Mekanika, J. T. J., Mandala, W. W., Cahyono, M. S., & Sukarjo, H. B. (2021). Pengaruh suhu terhadap rendemen dan nilai kalor minyak hasil pirolisis sampah plastik. Jurnal Mekanika Termal (JMST), 1(2), 49–52.

10. Murnawan, E., & Majedi, F. (2019). Karakteristik bio-oil hasil pirolisis limbah brem. Jurnal Teknik Mesin Otomotif, 7(1), 23–28.

11. Naimah, S., Nuraeni, C., Rumondang, I., Nugroho, B., & Ermawati, R. (2022). Dekomposisi limbah plastik polypropylene dengan metode pirolisis. Jurnal Riset Industri, 13(3), 226–229.

12. Nazif, R., & Wicaksana, E. (2021). Pengaruh karbon aktif terhadap yield dan kualitas bahan bakar cair hasil pirolisis. Jurnal Teknik Kimia USU, 5(3), 49–55.

13. Rizal, W. A., Suryani, R., Wahono, S. K., Anwar, M., Amdani, R. Z., Suwanto, A., & Februanata, N. (2023). Pirolisis limbah biomassa serbuk gergaji kayu campuran: Parameter proses dan analisis produk asap cair. Jurnal Riset Industri Hasil Hutan, 14(2), 353–364.

14. Sahwan, F. L., Martono, D. H., & Wahyono, S. (2023). Sistem pengelolaan limbah plastik di Indonesia. Jurnal Teknologi Lingkungan, (1), 311–318.

15. Sinaga, S. V., Haryanto, A., & Triyono, S. (2020). Pengaruh suhu dan waktu reaksi pada pembuatan biodiesel dari minyak jelantah. Jurnal Teknik Pertanian Lampung, 3(1), 27–34.

16. Wahyudi Slamet, W. (2020). Pengaruh temperatur pemanasan terhadap karakteristik fisik minyak hasil pirolisis plastik HDPE.

17. Zalfa, D., Safitri, A., Wijayanto, D. S., & Saputra, T. W. (2023). Pirolisis biomassa limbah kayu mahoni dan plastik polypropylene. Jurnal Teknik Kimia, 12(1), 73–80.