Pirolisis Sampah Plastik: LDPE 62 Persen, PET 9 Persen

Cekricek.id — Bayangkan plastik bekas dicacah kecil-kecil, dimasukkan ke tabung baja yang ditutup rapat, lalu dipanaskan sampai lumer dan menguap tanpa ada udara yang boleh masuk, dan uap itu diembunkan kembali menjadi cairan cokelat yang bisa dituang ke gelas ukur. Peristiwa itulah yang di laboratorium teknik lingkungan disebut pirolisis, kata yang sering muncul di berita daur ulang tetapi jarang benar-benar diterjemahkan. Kata itu bukan sinonim dari membakar, dan justru pada perbedaan itulah seluruh hasilnya bergantung.

Terjemahan itu perlu didahulukan karena angka-angkanya baru masuk akal setelah istilahnya jelas. Muhammad Abrar Firdausy, Nabella Safitri, Wulannika Listiara, dan Andy Mizwar dari Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Lambung Mangkurat menulis artikel Pemanfaatan Sampah Plastik Jenis Plastik Polypropylene (PP), High-Density Polyethylene (HDPE), Polyethylene Terephtalate (PET) dan Low-Density Polyethylene (LDPE) Menjadi Bahan Bakar Minyak (BBM) Alternatif dengan Proses Pirolisis dalam Upaya Pengurangan Sampah An-Organik, yang terbit di Jukung (Jurnal Teknik Lingkungan) Volume 9 Nomor 2, tahun 2023, halaman 83–90.

Pirolisis: Dipanaskan, Bukan Dibakar

Contoh yang paling dekat dengan pengalaman pembaca justru contoh yang keliru. Di banyak pekarangan, sampah plastik ditumpuk lalu disulut; api menyala, asap hitam mengepul, bau menyengat menempel di baju, dan yang tersisa keesokan paginya hanya gumpalan hangus bercampur abu. Peristiwa itu bernama pembakaran, bukan pirolisis. Bedanya begini: pada pembakaran, plastik bertemu oksigen dari udara bebas dan habis menjadi asap serta abu, sedangkan pada pirolisis udara justru ditahan agar plastik tidak sempat menyala sama sekali.

Maksudnya, panas di sini dipakai untuk memutus, bukan untuk melahap. “Proses degradasi atau penguraian bahan baku padat menjadi minyak atau gas dengan bantuan panas tanpa adanya oksigen disebut dengan proses pirolisis,” tulis Firdausy bersama tiga rekan penelitinya, merujuk kajian Bow dan kawan-kawan. Kalimat itu sekaligus mengoreksi salah paham yang paling sering beredar: mesin pirolisis bukan tungku pembakar sampah versi mahal, melainkan tabung tertutup yang seluruh isinya dijaga supaya tidak terbakar. Api hanya boleh berada di luar dinding tabung.

Bahan bakunya nyata dan bisa ditunjuk lokasinya. Keempat peneliti mengambil sampah plastik dari Tempat Pemrosesan Akhir Gunung Kupang di Banjarbaru, Kalimantan Selatan, lalu memilah, mencuci, mengeringkan, dan mencacahnya. Tiap jenis plastik ditimbang 500 gram, kira-kira seberat sebotol air mineral ukuran sedang, lalu dipanaskan pada suhu 400 derajat Celsius selama 60 menit, dan tiap jenis diulang dua kali. Sebagai pembanding, oven kue di rumah jarang disetel melewati 200 derajat, jadi suhu reaktor itu kira-kira dua kali lipatnya.

Baca juga COD 440 mg/l di Sungai Gentung, Baku Mutunya 25

Empat jenis plastik yang diuji punya wajah sehari-hari yang mudah dikenali. Polypropylene atau PP adalah bahan kursi plastik, sedotan, dan kemasan makanan; high-density polyethylene atau HDPE dipakai untuk botol sampo dan jeriken; polyethylene terephthalate atau PET adalah botol air minum sekali pakai; low-density polyethylene atau LDPE adalah kantong kresek dan plastik pembungkus tipis. Keempatnya tergolong thermoplastic, yakni plastik yang bisa dilelehkan lalu dibentuk ulang berkali-kali tanpa berubah jenis, dan justru sifat itulah yang membuatnya bisa diurai oleh panas.

Rendemen: Bagian yang Benar-Benar Menetes

Istilah kedua yang perlu diterjemahkan adalah rendemen. Dalam paper ini rendemen berarti berapa bagian dari plastik yang masuk reaktor akhirnya keluar sebagai minyak yang tertampung, dihitung sesederhana berat minyak dibagi berat plastik awal yang 500 gram itu, lalu dinyatakan dalam persen. Contoh sehari-harinya ada di dapur: memeras kelapa parut menjadi santan. Dari sekilo parutan, yang keluar sebagai santan hanya sebagian, sisanya tertinggal sebagai ampas basah di telapak tangan. Yang dihitung adalah bagian yang keluar, bukan yang tertinggal.

Angka papernya berjarak jauh satu sama lain. LDPE memberi rendemen 62 persen, PP 31,1 persen, HDPE 24,7 persen, dan PET hanya 9 persen. Kalau dihitung dari 500 gram bahan, LDPE menyerahkan sekitar 310 gram minyak, sedangkan PET meninggalkan sekitar 45 gram saja, kira-kira setara tiga sendok makan. Dengan berat yang sama, setumpuk kantong kresek karena itu jauh lebih menjanjikan ketimbang setumpuk botol air mineral bekas, meski keduanya sama-sama disebut sampah plastik di tempat pemrosesan akhir.

Di sinilah contoh santan tadi meleset. Pada kelapa, bagian yang tidak keluar masih bisa dipegang sebagai ampas; pada pirolisis, bagian yang tidak menetes tidak seluruhnya tinggal di dalam reaktor sebagai residu. Para peneliti menduga sebagian lolos ke udara sebagai hidrokarbon berantai pendek yang terlalu ringan untuk mengembun, dan dugaan itu mereka tulis dengan kata mungkin. PET tercatat paling sedikit karena cenderung menyublim, yaitu langsung berubah dari padat menjadi gas tanpa melewati fase cair yang bisa ditampung.

Nilai Kalor: Ukuran Panas, Bukan Ukuran Bersih

Istilah ketiga, nilai kalor, adalah jumlah panas yang dilepaskan tiap satu gram bahan ketika dibakar sampai habis, dinyatakan dalam kilojoule per gram, satuan energi yang sama dengan yang dipakai menghitung kandungan energi makanan. Contoh sehari-harinya terasa saat memasak: merebus seteko air dengan kayu bakar membutuhkan tumpukan yang jauh lebih besar daripada dengan minyak tanah, sebab tiap gram minyak tanah melepas panas jauh lebih banyak daripada tiap gram kayu. Ukuran itu berlaku untuk berat, bukan untuk volume.

Baca juga Pusat Data AI Kenya Picu Kekhawatiran Air Naivasha

Hasil ujinya ternyata rapat berdekatan. Minyak dari LDPE mencatat 44,7 kilojoule per gram, HDPE 44,17, PP 41,22, dan PET 40. Selisih antara yang tertinggi dan terendah hanya sekitar sepersepuluh, setipis beda antara dua ikat kayu bakar yang sama-sama kering. Para peneliti membandingkan angka itu dengan spesifikasi bahan bakar minyak resmi dan menilai minyak dari PP paling dekat ke minyak tanah, sedangkan HDPE dan LDPE lebih dekat ke solar. Dengan kata lain, keempatnya berada di rentang bahan bakar yang sudah dikenal.

Ada satu angka lagi yang gampang dibayangkan, yaitu densitas: berat bahan untuk tiap satuan volume. Minyak hasil pirolisis tercatat 726 sampai 778 kilogram per meter kubik, sementara air 1.000 kilogram per meter kubik, artinya keempat sampel itu akan mengapung bila dituang ke dalam air. Papernya mencatat densitas yang terlalu tinggi berpotensi mempercepat keausan mesin, sehingga angka rendah pada PET dinilai lebih menguntungkan dari sisi itu, walaupun PET justru jenis yang paling sedikit menghasilkan minyak.

Tetapi di sinilah terjemahan gampang meleset lagi. Nilai kalor hanya menjawab satu pertanyaan, yaitu seberapa banyak panas yang keluar, dan sama sekali diam soal seberapa bersih cairannya. Penelitian ini memang mengukur tiga hal saja: densitas, nilai kalor, dan titik nyala. Kandungan belerang, sisa tar, endapan, maupun komposisi kimia rincinya tidak diuji, padahal rujukan yang dipakai papernya sendiri menyebut minyak dari plastik tergolong kotor. Panas yang besar dan cairan yang layak pakai adalah dua hal berbeda.

Titik Nyala: Suhu Saat Uap Mulai Bisa Tersulut

Istilah keempat paling sering disalahartikan sebagai suhu ketika cairan terbakar. Titik nyala sebenarnya suhu terendah ketika uap di atas permukaan cairan sudah cukup pekat untuk tersulut andai ada percikan api kecil. Contoh sehari-harinya bensin yang tumpah di lantai bengkel: bensinnya dingin, tetapi uapnya sudah siap menyala. Maksudnya, yang menyala lebih dulu bukan cairan di dalam wadah, melainkan lapisan uap tipis yang menggantung tepat di atasnya. Karena itu titik nyala selalu lebih rendah daripada suhu cairan menyala sendiri.

Baca juga Sulfat Dikira Mengunci Metana Mangrove, Ternyata Tidak

Pada minyak hasil pirolisis, angkanya berkisar 37 sampai 50 derajat Celsius: PP 37, HDPE 47, PET 48,5, dan LDPE 50. Batas terendah itu setara suhu tubuh orang yang sedang demam ringan, dan gudang beratap seng di siang hari Kalimantan Selatan bisa mendekatinya. Papernya menilai titik nyala rendah pada PP sebagai kelebihan, sebab minyaknya lebih mudah terbakar, mengikuti rujukan yang mereka kutip. Penilaian itu dibuat dari sudut pandang mesin, bukan dari sudut pandang gudang penyimpanan.

Bedanya begini: mudah dinyalakan dan aman disimpan adalah dua penilaian yang berlawanan arah untuk satu angka yang sama. Titik nyala rendah memang berarti uapnya cepat tersulut di ruang bakar mesin, tetapi juga berarti jeriken penyimpanannya lebih cepat menjadi berbahaya ketika siang memanas. Istilah itu mengukur sifat cairan, bukan memberi rekomendasi soal cara menyimpan atau mesin mana yang layak diisi dengan cairan tersebut. Penilaian baik atau buruk selalu datang dari luar angkanya.

Papernya sendiri berskala laboratorium dan menahan diri dalam menyimpulkan. Tiap jenis plastik diuji 500 gram dengan dua kali pengulangan, pada satu suhu dan satu durasi, sehingga tidak ada variasi suhu yang bisa dibandingkan di dalam penelitian ini. Penjelasan tentang berat yang hilang pun ditulis sebagai dugaan. Ada pula angka yang tidak konsisten: titik nyala HDPE tercatat 47 derajat di bagian hasil, tetapi 43,5 derajat di bagian kesimpulan, selisih yang tidak dijelaskan di badan artikel.

Karena itu kata pirolisis perlu ditempatkan pada ukurannya sendiri. Ia hanya menamai satu langkah, memanaskan bahan padat tanpa udara sampai terurai, dan tidak mencakup pemilahan sampah di tempat pemrosesan akhir, pencucian dan pengeringan, energi yang dipakai memanaskan reaktor, gas yang lolos tanpa sempat mengembun, abu yang tersisa, maupun hitungan biaya. Yang dibuktikan penelitian ini adalah perilaku 500 gram cacahan plastik di dalam satu reaktor, bukan nasib gunungan sampah di Gunung Kupang.