KINETIKA REAKSI KIMIA PROSES PIROLISIS DARI LIMBAH PASTIK POLIPROPILEN DENGAN VARIASI EFEK PENAMBAHAN BENTONIT KEDALAM KATALIS ZEOLIT ALAM

GOVINDA ARIS SAPUTRA, Chandra Wahyu Purnama, ST., M.E., M.Eng., D.Eng ; Ir. Hary Sulistyo, SU., Ph.D

2017 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Konsumsi plastik dalam kehidupan sehari-hari semakin meningkat selama tiga dekade terakhir. Akibat dari semakin bertambahnya tingkat konsumsi masyarakat serta aktivitas lainnya maka bertambah pula limbah yang dihasilkan. Peningkatan jumlah sampah plastik menuntut suatu metode penganggulangan sampah yang ramah lingkungan dan memiliki prospek jangka panjang, misalnya dengan proses pirolisis. Salah satu keuntungan dari proses pirolisis limbah plastik adalah memperoleh minyak berbasis minyak bumi. Penelitian ini bertujuan untuk Mengetahui pengaruh komposisi penambahan bentonit (10%, 30%, 50%) kedalam katalis zeolit terhadap plastik polipropilen untuk menghasilkan produk minyak yang setara dengan kualitas bahan bakar minyak serta mendapatkan parameter kinetika yang menggambarkan pengaruh suhu terhadap proses pirolisis. Bahan baku berupa sampah plastik jenis polypropylene dibersihkan dari pengotor tanah dan dijemur. Selanjutnya plastik dicacah menggunakan mesin pencacah dan ditimbang 1000 gram. Proses pirolisis berlangsung selama 120 menit dengan laju pemansan 10oC/menit. Asap yang terbentuk dari proses pirolisis dikondensasikan sebagai plastic oil dan ditimbang setiap 10 menit sejak tetesan pertama hingga waktu pirolisis selesai. Padatan yang tersisa didalam reaktor diambil setelah proses pirolisis selesai dan suhu reaktor mencapai suhu ruangan. Percobaan diulangi untuk berbagai variasi suhu (350oC, 400 oC, 450 oC, 500 oC dan 550 oC) dan berbagai campuran katalis zeolit-bentonit (10%, 30% dan 50%). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kenaikan suhu pirolisis dengan suhu optimal 500oC akan menaikan yield cairan (minyak) dan menurunkan yield gas dan padatan. Yield maksimal untuk gas adalah 21,04 % pada suhu 550oC sedangkan untuk cairan adalah 81% pada suhu 500oC. Dengan penambahan katalis zeolit-bentonit 10% dan 50% hasil yield minyak naik menjadi 82,3% dan 81,1%, sedangkan dengan penambahan katalis zeolit-bentonit 30% yield minyak turun menjadi 75,5%. Semakin tinggi suhu menyebabkan nilai high heating value pada produk minyak pirolisis plastik semakin meningkat. Nilai tertinggi high heating value diperoleh pada suhu 500oC yaitu 11.107,678 Kalori/gram dan nilai terendah diperoleh pada suhu 400oC yaitu 10.881 kalori/gram. Model kinetika yang mewakili proses pirolisis plastik polypropylene adalah model reaksi modifikasi dari model koufopanos dengan nilai parameter energi aktivasi (E) sebesar 201,51kJ/mol

Plastic consumption in everyday life has been increasing for the last three decades. As a result of the increasing levels of public consumption and other activities, the waste also generated. Increasing the number of plastic waste require a waste reduction method which are environmentally friendly and have long-term prospects, for example, by pyrolysis. One of advantages of plastic waste pyrolysis process is to obtain petroleum-based oil. This study aims to determine the effect of bentonite addition composition (10%, 30%, 50%) into zeolite catalyst for polypropylene plastic to produce oil product which has a quality equivalent with fuel oil. and to obtain kinetic parameters which describes the effect of temperature on the pyrolysis process Raw materials in the form of plastic waste polypropylene cleaned from dirt and dried in the sun. Furthermore, the plastic is chopped using a chopper machine and weighed 1000 grams. The pyrolysis process lasts for 120 minutes with a heating rate of 10oC / min. The smoke formed from the pyrolysis process was condensed as plastic oil and weighed every 10 minutes from the first droplet until the pyrolysis time is completed. The remaining solids in the reactor was taken after pyrolysis process is complete and temperature in reactor reaches the room temperature. The experiment was repeated for temperature variation ( 350 oC, 400 oC, 450 oC, 500 oC, 550 oC) and various mixtures of zeolite-bentonite catalysts (10%, 30% dan 50%). The results show that the rise of pyrolysis temperature with optimum temperature 500oC will increase the yield of liquid (oil) and decrease the yield of gas and solids. The maximum yield for gas is 21.04% at a temperature of 550oC while for liquids it is 81% at a temperature of 500oC. With the addition of 10% and 50% zeolite-bentonite catalysts the yield of oil increase to 82.3% and 81.1%, while with the addition of zeolite-bentonite catalyst 30% oil yield decreased to 75.5%. The higher of temperature will cause high heating value in plastic pyrolysis oil products increase. The highest value of high heating value is obtained at a temperature of 500oC that is 11.107,678 Calories / gram and the lowest value is obtained at a temperature of 400oC that is 10.881 calories / gram. The kinetic model that representing plastic pyrolysis procces of polypropylene is modified reaction model from koufopanos model with kinetic parameter values of activation energy (E) is 201,51 kJ/mol

Kata Kunci : pirolisis, plastik, polipropilen, suhu, zeolit