Kembangkan Pirolisis, Zahrul Ubah Sampah Jadi BBM

Dr. Zahrul Mufrodi, M.T., sedang menjelaskan proses daur ulang sampah plastik menjadi BBM menggunakan alat pirolisis yang dikembangkannya (4/11/2017).

Plastik memiliki kandungan energi yang tinggi. Potensi pemanfaatannya sebagai salah satu sumber energi memiliki prospek yang bagus di masa mendatang. Ada dua keuntungan dari proses daur ulang sampah plastik. Pertama mengurangi jumlah sampah plastik, yang kedua menghasilkan energi yang bisa digunakan untuk mengurangi ketergantungan pada sumber energi fosil. Di Indonesia, limbah dari bahan yang tahan terhadap korosi ini mencapai 10 kilogram per kapita per tahun. Plastik sangat sulit untuk diurai dan membutuhkan waktu yang sangat lama sehingga menimbulkan permasalahan dalam penanganannya.

Dr. Zahrul Mufrodi, M.T., dosen Program Studi Teknik Kimia Universitas Ahmad Dahlan (UAD) Yogyakarta melakukan penelitian mengubah sampah plastik menjadi energi alternatif (bahan bakar minyak). Zahrul menyelesaikan program doktornya di Teknik Kimia Universitas Gadjah Mada (UGM) dan sandwich ke Tokyo Institute of Technology (TiTech) Japan. Ia mengubah sampah plastik menjadi bahan bakar minyak menggunakan prinsip pirolisis.

Penelitiannya mengenai energi sudah dilakukan sejak 2009. Beberapa di antaranya pernah didanai oleh Kemenristek Dikti dan Departemen Pertanian. Sejak 2015 sampai 2018, ia bekerja sama dengan Assoc. Prof Fumitake Takahashi, D.Eng., dari TiTech Japan. Kolaborasi penelitian ini memperoleh pendanaan dari Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) senilai hampir 1,8 miliar.

Seperti apa proses daur ulang sampah plastik menggunakan alat pirolisis yang Anda ciptakan?

Perlu diketahui, proses pirolisis dilakukan untuk memotong rantai karbon dari limbah plastik. Alat ini bisa memutus rantai karbon yang ada di plastik dengan dua cara. Pertama, Thermal Cracking, prosesnya menaikkan suhu sehingga karbon terputus. Kedua, menggunakan Catalitic Cracking, prosesnya ditambahkan katalis sehingga suhu yang diperlukan untuk memutus rantai tidak terlalu tinggi, sehingga hasil putusan karbon lebih pendek. Proses pirolisis membutuhkan waktu sekitar 3-4 jam. Per kilogram sampah plastik dapat menghasilkan setengah liter cairan minyak. Dalam proses ini, sampah plastik dipanaskan pada suhu sekitar 500 derajat celcius sehingga fasenya berubah menjadi gas dan kemudian akan terjadi proses perengkahan (cracking).

Dari mana Anda mendapat ide daur ulang sampah menggunakan proses pirolisis?

Saya prihatin dengan semakin banyaknya sampah, utamanya plastik. Berawal dari keprihatinan ini saya mencoba mencari ide penelitian yang solutif. Tidak bisa dipungkiri, penggunaan plastik semakin banyak karena fleksibilitasnya. Perlu dipikirkan kembali nantinya akan dibawa ke mana sampah plastik yang sulit terurai ini. Saya tidak ingin kehidupan anak-anak di masa mendatang terganggu karena masalah sampah plastik. Jadi, solusi yang saya tawarkan dari penelitian ini adalah mencoba mendaur ulang sampah menjadi bahan bakar.

Jenis plastik yang digunakan?

Jenis plastik yang memungkinkan untuk diubah menjadi bahan bakar minyak adalah polypropylene (PP) yang banyak didapatkan pada komponen otomotif, tempat makanan, dan minumam. Polystyrene (PS) biasa digunakan untuk kemasan, mainan, dan peralatan medis.  High destiny polyethylene (HDPE) biasa digunakan sebagai wadah makanan, wadah sampo dan sabun, serta kantong sampah. Low destiny polyethylene (LDPE) biasa digunakan untuk tempat makanan dan minuman dengan kontur plastik yang lebih lembek.

Sudah ada beberapa penelitian semacam ini, apa perbedaannya?

Alat pirolisis yang saya gunakan akan mengondensasikan secara bertingkat rantai karbon yang ada pada plastik dengan proses kondensasi. Jadi, minyak plastik dengan rantai karbon panjang akan diputus dengan Thermal Cracking dan Catalitic Cracking. Kondensasi menggunakan pendingin udara dan dikondensasi dengan pendingin air. Perbedaan suhu kondensasi inilah salah satu kebaruan proses pirolisis sampah plastik alat saya. Perbedaan selanjutnya ada di katalis. Penggunaan katalis memungkinkan minyak yang dihasilkan lebih baik dibandingkan yang tanpa katalis.

Sudah berapa lama Anda melakukan penelitian ini?

Sudah sejak 2 tahun lalu saya menciptakan alat ini dengan kondensasi pirolisis 1 stage yang sederhana. Alat ini juga sudah diuji coba di beberapa bank sampah di beberapa wilayah di Yogyakarta. Minyak hasil pirolisis dapat digunakan untuk bahan bakar masyarakat. Selanjutnya, alat ini ditingkatkan menjadi generasi kedua. Saya ingin mendapat hasil lebih baik dari generasi pertama.

Apa kendalanya?

Kendala utamanya pada modifikasi alat. Bengkel-bengkel las belum begitu memenuhi standar yang saya inginkan. Sehingga selain mendesain, saya mentransfer ilmu pembuatan alatnya kepada mereka. Itu yang sulit.

Sejauh ini, berapa dana yang dikeluarkan untuk menciptakan dan mengembangkan alat ini?

Budget yang dihabiskan untuk menciptakan dan mengembangkannya sudah sekitar 40 juta rupiah. Untuk dana, saya mendapat suntikan dari Universitas Ahmad Dahlan (UAD). Tetapi, beberapa alat lain yang saya ciptakan dan ada di bank sampah masyarakat mendapat hibah dana dari Kemenristek Dikti.

Apakah sudah dipatenkan?

Sudah masuk dalam drafting paten, Insya Allah segera. Akan ada dua yang dipatenkan, pertama terkait proses, kedua terkait katalitis.

Ada 3 katalis yang digunakan dengan 3 hasil yang berbeda pula, apakah memungkinkan untuk dikembangkan lagi?

Alat pirolisis yang dibuat dilengkapi dengan pengontrol suhu, pengukur tekanan, dan kondensasi bertingkat sehingga didapatkan degradasi hasil yang berbeda. Hasil bahan bakar minyak dengan titik kondensasi yang lebih rendah memiliki spesifikasi yang lebih baik jika dibandingkan dengan titik kondensasi yang lebih tinggi. Sekarang ada 3 hasil. Pertama kondensasi udara dengan hasil yang setara diesel oil. Kedua kondensasi air tingkat pertama setara solar, tingkat kedua setara premium. Ke depan, pengembangan katalis akan saya usahakan agar menghasilkan minyak aftur.

Dari mana Anda mendapat sampah plastik?

Semua jenis plastik bisa diubah menjadi bahan bakar minyak dengan hasil akhir kualitas yang berbeda-beda. Selama ini saya memperoleh dari bank sampah masyarakat atau pemulung. Jadi selain mengurangi sampah dan menciptakan energi alternatif, akan meningkatkan perkonomian masyarakat.

Apakah minyak hasil daur ulang sudah diproduksi dan diperjualbelikan?

Hasil yang diperoleh masih dalam pengembangan, untuk yang setara premium akan segera uji mesin dan uji emisi. Kami akan melakukan kerja sama dengan pemerintah terkait, sehingga ke depannya diharapkan dapat dimanfaatkan lebih lanjut untuk kepentingan bersama.

Terkait Tridarma Perguruan Tinggi, pendidikan dan penelitian sudah, bagaimana dengan pengabdian masyarakat?

Alat pirolisis yang sederhana sudah digunakan di beberapa bank sampah di daerah Bantul. Mereka mendaur ulang sampah yang dikumpulkan sendiri, minyak yang dihasilkan digunakan untuk memasak pada kompor. Proses pemanasan pada reaktor pirolisis menggunakan briket, jadi lebih efisien dan nilai ekonominya lebih tinggi lagi. Ini konsep yang saya lakukan di masyarakat, sehingga hanya bermodal briket dan sampah, masyarakat dapat memperoleh bahan bakar minyak. Mulai sekarang kita harus mandiri energi, mencari sumber energi alternatif untuk kemajuan dan meningkatkan taraf hidup masyarakat.

Proses pirolisis juga menghasilkan residu, bagaimana pengelolannya?

Residu dihasilkan dari pirolisis, namun tergantung dari jenis plastiknya. Plastik yang baik dengan kemurnian tinggi hampir tidak ada residu atau sisanya. Yang campuran biasanya akan ada padatan yang tertinggal di reaktor pirolisis. Padatan itu berbentuk seperti arang, sehingga dapat diolah menjadi briket.

Mengapa Anda mau susah payah melakukan penelitian?

Sesuai Tridarma, sedapat mungkin saya akan mentransfer ilmu kepada mahasiswa. Penelitian tidak hanya menambah pengetahuan, tetapi juga bermanfaat bagi masyarakat. Apa yang kita miliki dan teliti hasilnya dapat disampaikan kepada masyarakat dan bangsa. Ke depan, melalui Pusat Studi Energi dan Pengembangan Teknologi Tepat Guna UAD, saya berusaha menciptakan pengelolaan sampah yang baik dari sisi manajemen, teknologi, maupun mengubah perilaku masyarakatnya dengan mengedepankan reduce, reause, dan recycle. (ard)