Oleh Adyndha Qanaya Dhwytiara Permana, Haifa Sarah Labibah, Kineta Naurah, Najla Aqila Zebua, Naurah Didie' Salsabila Mumtaz, Zalfa Leilani Rusydah

Latar Belakang

Plastik merupakan salah satu material yang paling banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari karena memiliki sifat ringan, kuat, fleksibel, dan biaya produksi yang relatif rendah. Seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk dan aktivitas industri, konsumsi plastik di dunia terus mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Namun, tingginya penggunaan plastik tidak diimbangi dengan sistem pengelolaan limbah yang memadai sehingga menyebabkan terjadinya akumulasi sampah plastik di lingkungan. Kondisi ini menjadi salah satu permasalahan lingkungan global yang memerlukan penanganan serius karena sebagian besar jenis plastik sulit terurai secara alami dan dapat bertahan di lingkungan selama ratusan tahun.

Salah satu jenis plastik yang banyak ditemukan dalam limbah rumah tangga adalah Low-Density Polyethylene (LDPE). Plastik jenis ini umumnya digunakan sebagai kantong belanja, kemasan makanan, dan berbagai produk sekali pakai lainnya. Sifat LDPE yang tahan terhadap degradasi biologis menyebabkan limbahnya terus menumpuk dan berpotensi mencemari tanah maupun perairan. Selain menimbulkan pencemaran lingkungan, limbah plastik yang tidak terkelola dengan baik juga dapat mengganggu keseimbangan ekosistem serta membahayakan organisme hidup melalui terbentuknya mikroplastik yang masuk ke dalam rantai makanan.

Di sisi lain, kebutuhan energi dunia terus meningkat seiring dengan pertumbuhan populasi dan perkembangan teknologi. Ketergantungan yang tinggi terhadap bahan bakar fosil menimbulkan berbagai permasalahan, seperti menipisnya cadangan energi dan meningkatnya emisi gas rumah kaca. Oleh karena itu, diperlukan pengembangan sumber energi alternatif yang tidak hanya mampu memenuhi kebutuhan energi, tetapi juga dapat membantu mengatasi permasalahan lingkungan. Salah satu teknologi yang berpotensi menjawab kedua tantangan tersebut adalah pirolisis, yaitu proses dekomposisi termal tanpa oksigen yang mampu mengubah limbah plastik menjadi produk bernilai guna berupa minyak, gas, dan residu padat.

Indonesia juga menghasilkan berbagai jenis limbah biomassa dalam jumlah besar, salah satunya adalah sekam padi dan cangkang telur. Sekam padi merupakan limbah pertanian yang kaya akan kandungan silika (SiO?), sedangkan cangkang telur mengandung kalsium karbonat (CaCO?) yang dapat diubah menjadi kalsium oksida (CaO). Kedua material tersebut memiliki potensi untuk dimanfaatkan sebagai katalis dalam proses pirolisis. Pemanfaatan limbah biomassa sebagai katalis tidak hanya dapat meningkatkan efisiensi proses konversi plastik menjadi minyak, tetapi juga memberikan nilai tambah pada limbah yang selama ini kurang dimanfaatkan.

Meskipun penelitian mengenai pirolisis limbah plastik telah banyak dilakukan, penggunaan katalis komposit yang berasal dari kombinasi abu sekam padi dan cangkang telur masih relatif terbatas. Sebagian besar penelitian sebelumnya lebih berfokus pada penggunaan satu jenis katalis atau satu jenis limbah biomassa secara terpisah. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengkaji pemanfaatan katalis komposit abu sekam padi dan cangkang telur dalam proses pirolisis limbah plastik LDPE menjadi minyak alternatif. Penelitian ini dipilih karena menggabungkan solusi terhadap dua permasalahan sekaligus, yaitu penumpukan limbah plastik dan pemanfaatan limbah biomassa yang belum optimal. Melalui penelitian ini diharapkan dapat diketahui proses pembuatan minyak alternatif dari limbah plastik LDPE menggunakan teknik pirolisis berbantuan katalis komposit abu sekam padi dan cangkang telur serta tingkat keberhasilan produk yang dihasilkan sebagai sumber energi alternatif yang lebih ekonomis dan ramah lingkungan.

Pirolisis sebagai Metode Konversi Limbah Plastik Menjadi Minyak Alternatif

Pirolisis adalah proses penguraian termal material pada suhu tinggi tanpa atau dengan sedikit oksigen. Proses ini memecah senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dan menghasilkan tiga produk utama, yaitu padatan (char), cairan (bio-oil), dan gas (syngas). Hasil yang diperoleh dipengaruhi oleh kondisi operasi selama proses berlangsung. Oleh karena itu, pirolisis banyak digunakan sebagai teknologi pengolahan limbah untuk menghasilkan energi alternatif yang bernilai ekonomis (Masrida & Kartika, 2025).

Ada juga beberapa faktor yang mempengaruhi keberhasilan proses pirolisis adalah sebagai berikut:

1. Suhu
Suhu memengaruhi laju reaksi dan jenis produk yang dihasilkan. Suhu yang lebih tinggi umumnya meningkatkan proses dekomposisi bahan dan pembentukan gas (Maulina & Putri, 2017).

2. Waktu Reaksi
Waktu reaksi menentukan lamanya bahan mengalami pemanasan. Waktu yang terlalu lama dapat meningkatkan pembentukan gas dan mengurangi hasil minyak pirolisis (Maulina & Putri, 2017).

3. Laju Pemanasan
Laju pemanasan memengaruhi jumlah serta karakteristik produk. Pemanasan yang cepat cenderung menghasilkan lebih banyak minyak pirolisis dibandingkan arang (Karisno dkk., 2021).

4. Jenis Bahan Baku
Komposisi, kadar air, dan ukuran partikel bahan baku berpengaruh terhadap kualitas dan kuantitas produk pirolisis yang dihasilkan (Novita et al., 2021).

5. Penggunaan Katalis
Katalis berfungsi mempercepat reaksi dan meningkatkan kualitas produk. Dalam penelitian ini, abu sekam padi dan cangkang telur digunakan sebagai katalis untuk meningkatkan hasil minyak pirolisis dari limbah plastik LDPE (Sania & Rubianto, 2020).

Metode Penelitian

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen untuk mengolah limbah plastik Low-Density Polyethylene (LDPE) menjadi minyak alternatif melalui teknik pirolisis dengan memanfaatkan abu sekam padi dan cangkang telur sebagai katalis alami. Percobaan dilakukan menggunakan reaktor pirolisis sederhana berupa panci presto yang dilengkapi dengan saluran pendingin dan wadah penampung hasil kondensasi. Bahan yang digunakan meliputi limbah plastik LDPE, abu sekam padi, dan cangkang telur. Variasi perlakuan dilakukan dengan membandingkan pirolisis plastik LDPE tanpa katalis dan pirolisis plastik LDPE dengan penambahan katalis alami. Proses pirolisis dilakukan pada rentang suhu 150–200°C hingga diperoleh minyak hasil kondensasi.

Data yang diamati meliputi jumlah plastik yang digunakan (gram), jumlah abu sekam padi (gram), jumlah cangkang telur (gram), suhu pembakaran (°C), waktu pembakaran (jam), volume minyak yang dihasilkan (ml), warna minyak, dan tekstur minyak. Selanjutnya dilakukan uji keberhasilan produk melalui uji pembakaran dengan mengamati volume minyak yang terbakar (ml), lama pembakaran (detik), dan laju pembakaran minyak. Analisis data dilakukan secara deskriptif dengan membandingkan volume minyak yang dihasilkan pada setiap perlakuan serta hasil uji pembakaran. Laju pembakaran dihitung menggunakan persamaan: Laju pembakaran = Volume minyak yang terbakar (ml) / Waktu pembakaran (s)

Hasil pengamatan kemudian disajikan dalam bentuk tabel dan dianalisis untuk mengetahui pengaruh penggunaan katalis abu sekam padi dan cangkang telur terhadap jumlah minyak yang dihasilkan serta potensi minyak sebagai bahan bakar alternatif.

Hasil dan Pembahasan Penelitian

Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahap percobaan pirolisis limbah plastik LDPE menggunakan dua jenis reaktor, yaitu kaleng dan panci presto. Pada percobaan awal menggunakan reaktor kaleng, sebanyak 200 gram plastik LDPE dipirolisis selama 1 jam 29 menit 53 detik. Namun, percobaan ini tidak menghasilkan minyak karena terjadi kebocoran pada pipa tembaga sehingga sebagian besar uap hasil pirolisis keluar dari reaktor dan tidak terkondensasi menjadi minyak. Percobaan kedua menggunakan 170 gram plastik LDPE dengan waktu pembakaran 37 menit 45 detik juga tidak menghasilkan minyak. Berdasarkan hasil pengamatan, kegagalan tersebut disebabkan oleh sistem kondensor yang terlalu dingin sehingga uap hasil pirolisis mengalami kondensasi di dalam pipa tembaga dan tidak dapat mengalir menuju wadah penampung. Hasil ini menunjukkan bahwa desain alat dan sistem kondensasi memiliki pengaruh yang besar terhadap keberhasilan proses pirolisis.

Setelah dilakukan perbaikan alat, percobaan dilanjutkan menggunakan reaktor panci presto. Pada percobaan pertama digunakan 200 gram plastik LDPE tanpa penambahan katalis pada suhu sekitar 150°C dengan waktu pembakaran 52 menit 44 detik. Hasil yang diperoleh berupa minyak pirolisis sebanyak dua tetes. Meskipun jumlah minyak yang dihasilkan masih sangat sedikit, percobaan ini menunjukkan bahwa proses pirolisis telah berlangsung dan menghasilkan produk cair.

Gambar 1 Minyak Hasil Percobaan Pertama

Berdasarkan hasil pengamatan, jumlah minyak yang sedikit diduga disebabkan oleh kondisi selang yang kurang tahan terhadap suhu tinggi sehingga sebagian uap tidak dapat terkondensasi secara optimal. Oleh karena itu, dilakukan penggantian selang dengan bahan yang lebih kuat untuk meningkatkan efisiensi alat.

Pada percobaan kedua digunakan 200 gram plastik LDPE yang dicampur dengan 50 gram abu sekam padi dan 50 gram cangkang telur sebagai katalis alami. Proses pirolisis berlangsung selama 47 menit 25 detik pada rentang suhu 110–150°C. Hasil yang diperoleh berupa minyak pirolisis sekitar satu sendok teh. Jumlah minyak yang dihasilkan lebih banyak dibandingkan percobaan tanpa katalis, menunjukkan bahwa penambahan abu sekam padi dan cangkang telur berpotensi membantu proses dekomposisi termal plastik LDPE. Namun, berdasarkan hasil pengamatan, jumlah abu sekam padi yang digunakan masih terlalu banyak sehingga sebagian material tidak mengalami pembakaran secara optimal.

Gambar 2 Minyak Hasil Percobaan Kedua

Untuk mengetahui potensi minyak yang dihasilkan sebagai bahan bakar alternatif, dilakukan uji pembakaran terhadap sampel minyak dari masing-masing perlakuan. Minyak hasil pirolisis tanpa katalis dapat terbakar ketika diuji menggunakan sumber api. Akan tetapi, volume sampel yang sangat sedikit menyebabkan waktu pembakaran dan laju pembakaran tidak dapat diukur secara akurat. Sementara itu, minyak hasil pirolisis dengan penambahan katalis abu sekam padi dan cangkang telur tidak berhasil terbakar pada saat pengujian. Hal ini diduga disebabkan oleh masih adanya kandungan air atau senyawa lain yang memengaruhi sifat mudah bakar minyak hasil pirolisis.

Secara keseluruhan, penelitian menunjukkan bahwa limbah plastik LDPE dapat dikonversi menjadi minyak alternatif melalui proses pirolisis. Keberhasilan proses sangat dipengaruhi oleh desain alat, sistem kondensasi, suhu operasi, serta komposisi bahan yang digunakan. Penambahan katalis alami berupa abu sekam padi dan cangkang telur mampu meningkatkan jumlah minyak yang dihasilkan dibandingkan perlakuan tanpa katalis. Namun, kualitas minyak yang dihasilkan masih perlu ditingkatkan agar memiliki karakteristik pembakaran yang lebih baik dan berpotensi digunakan sebagai bahan bakar alternatif.

Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan mengenai produksi minyak alternatif dari limbah plastik LDPE melalui metode pirolisis dengan katalis abu sekam padi dan cangkang telur, dapat disimpulkan sebagai berikut:

1.      Proses pembuatan minyak alternatif dilakukan melalui pemanasan limbah plastik LDPE di dalam reaktor pirolisis dengan bantuan katalis abu sekam padi dan cangkang telur. Uap yang dihasilkan kemudian dialirkan menuju kondensor untuk didinginkan sehingga berubah menjadi minyak cair.

2.      Minyak alternatif yang dihasilkan belum menunjukkan efektivitas yang optimal sebagai bahan bakar karena masih sulit membantu proses penyalaan api. Hal ini menunjukkan bahwa kondisi proses dan komposisi katalis yang digunakan masih perlu disempurnakan untuk meningkatkan kualitas minyak yang dihasilkan.

Saran

Sebagai tindak lanjut dari penelitian ini, beberapa saran yang dapat diberikan adalah sebagai berikut:

1. Untuk Peneliti

Disarankan menggunakan reaktor yang lebih besar dan tahan panas agar distribusi suhu lebih merata selama proses pirolisis berlangsung. Selain itu, penggunaan sumber panas yang lebih stabil dapat membantu meningkatkan efisiensi proses dan hasil minyak yang diperoleh.

2. Untuk Proses Pirolisis

Komposisi bahan di dalam reaktor perlu diperhatikan agar tidak menghambat aliran uap hasil pirolisis. Penempatan limbah plastik, abu sekam padi, dan cangkang telur sebaiknya diatur secara merata sehingga proses pemanasan dan pembentukan uap dapat berlangsung lebih optimal.

3. Untuk Penelitian Selanjutnya

Penelitian selanjutnya disarankan melakukan variasi suhu, waktu reaksi, dan komposisi katalis untuk memperoleh hasil minyak yang lebih baik. Selain itu, perlu dilakukan pengujian kualitas minyak secara lebih mendalam agar dapat diketahui potensi penggunaannya sebagai bahan bakar alternatif.

Daftar Pustaka

Masrida, R., & Kartika, W. (2025). Potensi Konversi Limbah Organik dengan Metode Pirolisis Menjadi Biochar, Syngas dan Bio-Oil: Tinjauan Literatur Sistematis. Journal of Engineering Environtmental Energy and Science, 4(2), 79-88. Availabel online at: http://ejurnal.ubharajaya.ac.id/index.php/joeees

Maulina, S., & Putri, F. S. (2017). Pengaruh suhu, waktu, dan kadar air bahan baku terhadap pirolisis serbuk pelepah kelapa sawit. Jurnal Teknik Kimia USU, 6(2), 35-40.

Novita, S. A., Santosa, S., Nofialdi, N., Andasuryani, A., & Fudholi, A. (2021). Artikel Review: Parameter Operasional Pirolisis Biomassa. Agroteknika, 4(1), 53-67

Fauzan Karisno, F., Sunenda, A., & Musadi, M. R. (2021). ANALISIS PENGARUH LAJU PEMANASAN, SUHU DAN UKURAN KATALIS PADA HASIL PIROLISIS LIMBAH PLASTIK POLYPROPYLENE. e-Proceeding FTI.

Sania, S., & Rubianto, L. (2023). Studi Literatur Pengaruh Suhu Pemanasan dan Jenis Katalis  terhadap Produksi Minyak Pirolisis Sampah Plastik. DISTILAT: Jurnal Teknologi Separasi, 6(2), 171-  175.