Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 1 dari 18
F-3.1.0.1 Rev.0
KAK/ TOR PER KELUARAN KEGIATAN
TAHUN 2015
1864.001 HASIL KAJIAN/ PENELITIAN PENGUASAAN TEKNOLOGI INDUSTRI
Kementerian Negara/Lembaga : KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN (019)
Unit Eselon I : BADAN PENGKAJIAN KEBIJAKAN, IKLIM DAN
MUTU INDUSTRI (07)
Program : Program Pengkajian Kebijakan, Iklim, dan Mutu
Industri (12)
Hasil : Mewujudkan iklim usaha dan kebijakan yang
kondusif melalui perumusan dan analisa
kebijakan dan iklim di sektor industri,
pelaksanaan kebijakan dan iklim di bidang
penelitian dan pengembangan industri sesuai
dengan peraturan perundang-undangan yang
berlaku.
Unit Eselon II/Satker : BALAI BESAR KIMIA DAN KEMASAN (412528)
Kegiatan : Penelitian dan Pengembangan Teknologi Kimia
Kemasan (1864)
Indikator Kinerja Kegiatan : 1. Terwujudnya hasil litbang yang siap
diterapkan oleh industri untuk meningkatkan
daya saing industri;
2. Terwujudnya kerjasama litbang antar
lembaga litbang, PT, dan dunia usaha;
3. Terwujudnya jasa pelayanan teknis kepada
dunia usaha;
4. Meningkatnya kemampuan LPK;
5. Layanan operasional perkantoran,
manajemen, dan gaji BB Kimia Kemasan.
Satuan Ukur dan Jenis Keluaran : Jumlah hasil litbang
Volume : 4 hasil litbang
A. Latar Belakang
1. Dasar Hukum Tugas Fungsi/ Kebijakan
Berdasarkan Keputusan Menteri Perindustrian Nomor: 38/M-IND/PER/6/2006 tanggal
29 Juni 2006 tentang Organisasi dan Tata Kerja Balai Besar Kimia dan Kemasan, disebutkan
bahwa Balai Besar Kimia dan Kemasan (BBKK) mempunyai tugas untuk melaksanakan
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 2 dari 18
kegiatan penelitian, pengembangan, kerjasama, standardisasi, pengujian, sertifikasi, kalibrasi
dan pengembangan kompetensi industri kimia dan kemasan sesuai kebijaksanaan teknis yang
ditetapkan oleh Kepala Badan Pengkajian Kebijakan, Iklim dan Mutu Industri.
2. Gambaran umum
Dalam rangka menjalankan peran sebagai lembaga litbang, setiap tahunnya BBKK
mengalokasikan anggaran DIPA – nya untuk membiayai kegiatan litbang dengan fokus pada
bidang kimia, kemasan, dan cemaran.
Perkembangan jumlah penelitian yang dibiayai oleh Rupiah Murni (RM) DIPA BBKK
selama 5 (lima) tahun terakhir adalah sebagai berikut :
Tahun Jumlah Judul Penelitian Anggaran
2010 15 1. Sintesis dan karakterisasi partikel nano berbasis
sumber daya alam lokal dengan proses kimia
2. Pembuatan β glukan dari ubi kayu untuk kosmetik
3. Efektifitas penggunaan anti oksidan kayu secang pada
industri makanan
4. Optimalisasi proses pembuatan coco-diethanolamida
5. Aplikasi stearyl alkohol sebagai emulsifier pada lotion
dan cream (kosmetik)
6. Pembuatan pelet dari limbah industri bir untuk mengikat
logam-logam berat
7. Pengembangan PCMs berbahan baku lokal untuk
penerapan CRB
8. Pembuatan instalasi pengolahan air limbah (IPAL)
laboratorium
9. Inhouse riset : Kajian serta aplikasi nano partikel
berbasis sumber daya alam lokal pada industri kimia
dan kemasan
10. Inhouse riset : Pembuatan ester dari palm oil (asam
palmitat) dengan proses biokatalitik sebagai bahan baku
industri
11. Inhouse riset : Penelitian fraksinasi komponen aktif
pada temugiring, temukunci, dan temulawak pada
industri kosmetik
12. Inhouse riset : Penelitian migrasi komponen terhadap
berbagai kemasan pangan
13. Inhouse riset : Penelitian penguasaan berbagai jenis
pati untuk edible film
14. Inhouse riset : Proses pembuatan biogas skala semi
pilot plant
15. Inhouse riset : Pembuatan polygliserol ester sebagai
surfaktan pada industri makanan.
726.312.000
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 3 dari 18
2011 8 1. Aplikasi biosorben limbah bir, TiO2/PCC zat karbon aktif
dalam pemenuhan baku mutu limbah cair IKM
elektroplating
2. Peningkatan kualitas palet kayu dengan metode dan
bahan fumigasi alternatif
3. Pemanfaatan limbah plastik daur ulang sebagai
komposit material meubel
4. Pembuatan lapis tipis nano partikel TiO2 dengan proses
sol gel untuk perangkap nyamuk
5. Kemasan layak santap (edible packaging) berbasis pati
sagu dan pati garut termodifikasi
6. Inhouse riset : Penelitian penggunaan limbah bir, TiO2/
PCC dalam pemenuhan baku mutu limbah cair industri
7. Inhouse riset : Penelitian metode kristalisasi metil
sinamat dari minyak laja gowah (Alfinia Malaccencis)
8. Inhouse riset : Pembuatan edible film dari keragenan
409.060.000
2012 3 1. Optimalisasi operasional spinning band distillation
column melalui pembuatan sistem receiver destilat dan
pemrograman komputer
2. Kompatibilitas biodegradable polimer terhadap material
berbasis poliester
3. Inhouse riset : Verifikasi metode pengujian SNI untuk
E.Coli menggunakan Rapid Test
144.220.000
2013 4 1. Optimalisasi anti aging pada krim SLN (Solid Lipid Nano
partikel) berbasis turunan kelapa sawit dengan
penambahan bahan aktif alam
2. Pengolahan limbah tekstil dengan foto reaktor silinder
berputar skala pilot plant menggunakan katalis TiO2 –
Zeolit
3. Pembuatan edible film dari karagenan dan tapioka
termodifikasi
4. In House Riset Pengaruh Amilopektin Terhadap
Karakteristik Edible Film
245.110.000
2014 4 1. Pembuatan Kemasan Pintar (Smart Packaging) Untuk
Produk Pangan Olahan
2. Sintesis Iso-Eugenol Menggunakan metode Sonikasi
3. Optimalisasi Penggunaan Absorben dan Nano TiO2
dalam Penerapan sebagai Perangkap Nyamuk
4. Konversi Bioetanol Menjadi Bioetilen Sebagai Bahan
Baku Plastik Polietilen Nabati Untuk Kemasan Makanan
302.840.000
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 4 dari 18
Untuk tahun anggaran 2015, BBKK mengajukan untuk melaksanakan kegiatan penelitian
dibawah ini agar dibiayai oleh anggaran Rupiah Murni (RM) DIPA BBKK tahun 2015.
Tahun Jumlah Judul Penelitian Anggaran
2015 4 1. Pemanfaatan Gas Hasil Samping Proses Pirolisis
Plastik Sebagai Bahan Bakar;
2. Pengembangan Dan Aplikasi Kemasan Pintar (Smart
Packaging) Untuk Produk Pangan Olahan (Tahun II)
3. Optimalisasi Konversi Bioetanol menjadi Bioetilen
sebagai Subsitusi Bahan Baku Plastik Polietilen
(Tahun II)
4. Aplikasi Fasa Cair Hasil Pirolisis Limbah Plastik
Sebagai Solven dan Bahan Bakar
515.280.000
Gambaran umum dari masing-masing judul penelitian tahun anggaran 2015 adalah
sebagai berikut :
2.1 Latar Belakang
Seiring bertambahnya jumlah penduduk dunia, konsumsi akan barang-barang
berbahan plastik semakin meningkat. Menurut perhitungan Kementerian Lingkungan Hidup,
jumlah sampah plastik setiap hari 23.600 ton dengan asumsi 230 juta penduduk Indonesia.
Kini sampah plastik menumpuk hingga 6 juta ton, atau kira-kira setara dengan berat sejuta
gajah dewasa. (TEMPO, 2011)
Proses pengolahan limbah plastik menjadi hidrokarbon melalui beberapa tahapan
proses utama. Tahapan proses penting dalam konversi limbah plastik adalah proses
pirolisis (Miller et.al.,2005). Pirolisis merupakan teknik pembakaran sampah sekaligus
penyulingan bahan tanpa O2 dengan suhu tinggi (800 – 1000 oC), dan gas yang dihasilkan
berguna dan aman bagi lingkungan, Selain gas (C1 hingga C4), senyawa hidrokarbon cair
mulai dari C7, dan senyawa rantai panjang seperti parafin dan olefin (Lee et.al., 2003).
Adapun keuntungan dari metode pirolisis untuk pembakaran limbah plastik yaitu dapat
mengatasi limbah plastik yang tidak dapat didaur ulang, beroperasi tanpa membutuhkan
udara atau campuran hidrogen dan tidak memerlukan tekanan tinggi. Pada proses pirolisis
limbah plastik akan diubah menjadi fraksi cair, residu bahan padat dan fraksi gas. Fraksi
gas berupa H2, CO, CO2, CH4, C2H2, C2H4, C2H6, methyl-acetylane, propylene, C3H6
dan nC4H10. Gas yang dihasilkan diharapkan dapat dipakai sebagai bahan bakar.
Berdasarkan penelitian terdahulu tahun 2011 dan 2013 telah berhasil didapatkan
fraksi cair dari proses pirolisis rata-rata sebesar 85-90%. Pada penelitian ini akan
memanfaatkan hasil samping gas hasil pirolisis. Gas yang dihasilkan diharapka dapat
menjadi bahan bakar genset, dimana dari genset tersebut gas akan dikonversi menjadi
listrik.
1. Pemanfaatan Gas Hasil Samping Proses Pirolisis Plastik Sebagai Bahan Bakar
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 5 dari 18
2.2 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah :
a. Memanfaatkan gas hasil samping proses pirolisis sebagai bahan bakar
b. Menunjang program strategi penyediaan energi baru dan pengolahan limbah plastik
dengan memberikan alternatif teknologi yang dimanfaatkan untuk masyarakat luas.
2.3 Indikator keluaran
Kualitas hasil pirolisis plastik yang lebih baik dengan proses yang optimal.
Tertanganinya permasalahan lingkungan yang disebabkan oleh limbah plastik.
2.4 Keluaran
Diperolehnya gas hasil samping proses pirolisis yang dapat digunakan sebagai bahan
bakar
Karya Tulis Ilmiah
2.5 Metodologi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di laboratorium dan bengkel yang ada di Balai Besar Kimia
dan Kemasan dan dilakukan dalam beberapa tahapan yakni :
Tahap 1 : Peparasi bahan baku dan katalis
Bahan baku yang digunakan dalam percobaan ini adalah limbah plastik. Limbah
plastik yang digunakan dalam percobaan ini merupakan jenis polietilene. Limbah plastik ini
berasal dari beberapa tempat di daerah Kalisari, Jakarta timur. Preparasi katalis
dimaksudkan untuk mendapatkan katalis yang memiliki karakter yang baik (keasaman dan
kristalinitas yang tepat) dan selektif untuk digunakan sebagai katalis pada proses pirolisis.
Tahap 2 : Uji coba
Pertama-tama plastik di hancurkan dengan besaran 2-5 cm. selanjutnya plastik dan
katalis dimasukkan ke hoper fluidized reactor dimana fluidized reactor telah dilengkapi
dengan pemanas (furnace). Selama proses konversi plastik akan berubah dari fasa padat
menjadi fasa cair dalam bentuk uap dan gas. Fasa uap yang mengandung beberapa
senyawa penyusun hidrokarbon, benzene, toluene dan xylene akan terbawa oleh gas untuk
diproses lebih lanjut pada alat pendingin (condenser) untuk dipisahkan antara fraksi cair
dan gas. Fasa gas akan dimanfaatkan sebagai bahan bakar.
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 6 dari 18
Alur proses penelitian :
2.1 Latar Belakang
Isu penggunaan kemasan makanan saat ini sedang hangat menjadi perbincangan
bagi para pelaku industri kemasan dan industri pengolahan pangan. Adanya peraturan
Kepala BPOM tentang pengawasan kemasan pangan No HK .03.1.23.07.11.6664 tahun
2011 membuat para pelaku industri kemasan pengolahan pangan dituntut membuat
kemasan yang aman buat pangan. Regulasi internasional juga banyak mengatur tentang
kemasan yang aman untuk produk pangan seperti Uni Eropa dalam directives EC
No.10/2011, begitu juga FDA dengan 21 CFR-nya. Dikaitkan dengan isu lingkungan,
industri kemasan pengolahan pangan dituntut juga menggunakan material yang ramah
lingkungan.
PRODUK (LISTRIK)
Bahan bakar Cair
Dialirkan ke Genset
Gas
Charcoal
Ditampung dalam Gas
Holder (penampung gas)
Produk
Dimasukan ke reaktor pirolisis untuk diproses
Plastik jenis PE
2. Pengembangan Dan Aplikasi Kemasan Pintar (Smart Packaging) Untuk Produk
Pangan Olahan (Tahun II)
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 7 dari 18
Pangan olahan (processed food) merupakan jenis pangan yang diperoleh melalui
proses pengolahan terlebih dahulu sebelum dikonsumsi yang salah satu tujuannya adalah
untuk memperpanjang umur simpan terutama untuk produk pangan yang mudah rusak
bila tidak diolah. Untuk menjamin keamanan produk pangan olahan tersebut, proses
pengolahan yang baik harus dilanjutkan dengan proses pengemasan yang baik pula. Jenis
produk pangan olahan yang mudah rusak adalah daging olahan, produk-produk susu dan
olahannya serta berbagai pangan olahan lainnya.
Misalnya, kemasan untuk daging olahan banyak dijumpai dalam bentuk plastik dan
kaleng. Dalam kemasan plastik umumnya produk daging olahan harus disimpan pada
suhu dibawah -18oC. Hal yang dapat terjadi pada produk ini adalah sudah dipilih kemasan
dengan tepat, namun apabila kondisi pendinginan pada rantai logistik mengalami
gangguan pada saat transportasi maka sampai di tangan konsumen kualitas produk yang
dikemasa tidak dapat dijamin sepenuhnya, Untuk itu konsumen memerlukan informasi
langsung tentang kondisi kualitas produk daging olahan yang mereka beli. Salah satu
upaya untuk membantu konsumen maupun produsen terkait hah tersebut di atas, maka
perlu dibuat smart atau intelligent packaging atau kemasan pintar.
Kemasan pintar ini masih sangat jarang ditemui di Indonesia walaupun sudah banyak
tuntutan dari konsumen. Oleh karena itu Balai Besar Kimia dan Kemasan mencoba
menjawab tuntutan konsumen produk pangan olahan dengan membuat smart packaging
untuk produk pangan olahan yang dapat di produksi secara massal oleh industri kemasan
ataupun industri pengolahan pangan.
2.2 Tujuan
Memperoleh indikator smart packaging yang akan diaplikasikan untuk pembuatan smart
packaging produk pangan olahan maupun pangan yang mudah rusak (perishable food).
2.3 Indikator keluaran
Laporan Penelitian dan indikator untuk kemasan baru yang dapat diaplikasikan untuk
produk pangan olahan.
2.4 Keluaran
Indikator Smart packaging untuk smart packaging produk olahan.
2.5 Metodologi Penelitian
Penentuan jenis kemasan, penentuan jenis produk daging olahan, pembuatan indikator
smart packaging, aplikasi indikator smart packaging untuk pembuatan smart packaging untuk
produk pangan olahan.
2.1 Latar Belakang
Salah satu bahan kimia yang sangat potensial digunakan dalam pembuatan bahan
baku plastik adalah senyawa etilen. Senyawa etilen ini merupakan platform petrokimia
3. Optimalisasi Konversi Bioetanol menjadi Bioetilen sebagai Subsitusi Bahan Baku
Plastik Polietilen (Tahun II)
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 8 dari 18
yang dapat memproduksi baik secara langsung ataupun tidak langsung polimer sintetik
utama diantaranya High-Density Polyethylene (HDPE) dan Low- Density Polyethylene
(LDPE), Polyvinyl Chloride (PVC), Polystyrene (PS) dan Polyathylene Terephthalate
(PET). Hampir semua produksi etilen menggunakan bahan baku petroleum (terutama di
Eropa dan Asia). Kapasitas produksi mencapai 138 juta ton per tahun (2011). Tetapi
dengan meningkatnya harga minyak bumi yang berasal dari fosil dan bertambahnya emisi
gas rumah kaca pada proses produksi etilen maka sekarang ini difokuskan penggunaan
bahan baku terbarukan untuk memproduksi etilen tersebut. Sebagai akibatnya bioetanol
telah dianggap sebagai pilihan yang benar dilihat dari teknologi dan potensi ekonominya.
Proses bioetanol menjadi bioetilen merupakan jawaban atas pengamanan pasokan etilen
di masa yang akan datang yang ketersediaannya sangat terbatas. Untuk itu perlu
dikembangkan teknologi pembuatan etilen dengan menggunakan bahan baku bioetanol.
Secara global kebutuhan dunia akan etilen sangat tinggi yaitu 119 juta ton pada tahun
2010. Sebanyak 61 % digunakan untuk produksi polietilen (PE) dan 13 % untuk
memproduksi etilen oksida (EO). Di Cina kebutuhan etilen sampai tahun 2015 sekitar 38
juta ton dengan kecepatan pertumbuhan 5,1% pertahun mulai dari 2011-2012.
Brazil telah memproduksi bioetilen dengan menggunakan bahan baku gula tebu lebih
ekonomis. Proses pembuatan bioetilen dari gula tebu dapat menghemat energi fossil
sekitar 60 % apabila dibandingkan dengan produksi secara proses petrokimia. Begitu juga
emisi gas nya dapat berkurang sekitar 40 %. Jika semua bioetanol yang diproduksi untuk
transportasi digunakan untuk pembuatan bioetilen, maka bioetilen ini akan dapat
memenuhi kebutuhan global sebanyak 25 %.
Pada kegiatan tahun ini akan dilakukan peningkatan spesifikasi produk yang
dihasilkan karena pada reaksi dehidrasi etanol menjadi etilen adalah reaksi concecutive-
paralel dengan dietil eter sebagai produk antara. Harga konstanta laju reaksi saling
berhubungan satu sama lain sehingga keseluruhan konstanta dapat ditentukan dengan
penentuan satu konstanta laju pengurangan etanol manjadi eter.
Model untuk reaksi dehidrasi etanol menjadi etilen dapat disusun dari persamaan
neraca massa berskala pelet katalis maupun berskala reaktor. Persamaan yang terbentuk
merupakan persamaan diferensial biasa orde dua. Persamaan ini dipecahkan dengan
metode Runge-Kutta dan disimulasikan pada berbagai kondisi operasi.
2.2 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah optimalisasi proses sehingga didapatkan kondisi
yang sesuai untuk pembuatan senyawa bioetilen
2.3 Indikator keluaran
Dihasilkannya spesifikasi bioetilen sesuai dengan bahan baku pembuatan plastik
bioetilen.
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 9 dari 18
2.4 Keluaran
Didapatkannya satu teknologi proses pemurnian bahan baku polimer nabati
(Bioetilen) dengan menggunakan bahan baku bioetanol.
2.5 Metodologi Penelitian
Metodologi yang dilakukan pada kegiatan ini adalah : Optimalisasi proses pembuatan
bioetilen, pemurnian produk bioetilen dan uji spesifikasi produk bioetilen dengan standar
bahan baku pembuatan plastik polietilen.
Seiring bertambahnya jumlah penduduk dunia, konsumsi akan barang-barang
berbahan plastik semakin meningkat. Menurut data dari Kementerian Lingkungan Hidup,
jumlah sampah plastik setiap hari 23.600 ton dengan asumsi 230 juta penduduk Indonesia. Kini
sampah plastik menumpuk hingga 6 juta ton, atau kira-kira setara dengan berat sejuta gajah
dewasa (TEMPO, 2011).
Meningkatnya jumlah permintaan plastik disebabkan karena plastik memiliki banyak
kelebihan dibandingkan bahan lainnya. Barang berbahan baku plastik umumnya lebih ringan,
bersifat isolator, tidak berkarat dan proses pembuatannya lebih murah. Plastik yang banyak
terdapat di masyarakat banyak berasal dari bahan polietilene (PE) berupa HDPE (High
density polyethylene) dan LDPE (Low density polyethylene).
Barang berbahan plastik tidak dapat membusuk, tidak dapat menyerap air dan pada
akhirnya tidak dapat diuraikan/didegradasi dalam tanah sehingga menimbulkan masalah bagi
lingkungan. Limbah plastik yang ada pada saat ini pada umumnya hanya dibuang (landfill),
dibakar atau didaur ulang (recycle). Proses tersebut belum menyelesaikan semua
permasalahan limbah plastik. Pada proses landfill, apabila plastik dibakar pada suhu rendah,
limbah plastik akan menghasilkan senyawa yang berbahaya yang bersifat karsinogen seperti
poly chloro dibenzodioxins dan poly chloro dibenzofurans. Daur ulang limbah plastik
merupakan cara yang sering digunakan untuk mengurangi jumlah limbah plastik yang ada.
Namun kenyataannya hanya sedikit dari limbah plastik yang dapat didaur ulang dan bahan
hasil daur ulang mempunyai kualitas yang rendah. Maka dari itu dicari cara lain untuk
mengatasi limbah plastik sehingga dapat dijadikan suatu produk yang lebih berguna bagi
masyarakat pada masa yang akan datang.
Dilihat dari bahan dasarnya, limbah plastik berpotensi mempunyai nilai ekonomis
sebagai sumber bahan baku jika diolah dengan cara yang tepat yaitu akan menghasilkan
hidrokarbon sebagai bahan dasar energi. Apabila ditinjau dari bahan baku penyusunnya,
plastik merupakan bagian dari molekul hidrokarbon minyak bumi (naphtha). Sekitar 8 % dari
minyak bumi di dunia digunakan untuk membuat plastik, zat penyusun utama dasarnya
adalah karbon dan hidrogen. Karbon mempunyai kemampuan untuk berikatan membentuk
rantai yang panjang seperti oktane: CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3. Plastik yang
mempunyai struktur paling sederhana adalah polietilene. Umumnya susunan molekul
4. Aplikasi Fasa Cair Hasil Pirolisis Limbah Plastik Sebagai Solven dan Bahan Bakar
(Tahun III)
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 10 dari 18
polietilene terdiri dari sekitar 1000 atom karbon didalam rantai ikatan
(http://www.plastic.web.id/plastic_chemistry).
Kehidupan manusia pada saat ini terutama pada masyarakat modern, tidak dapat
terlepas dari kebutuhan energi. Kebutuhan tersebut bahkan bisa dikatakan sudah menjadi
kebutuhan pokok karena energi menjadi komponen penting bagi peralatan yang mendukung
aktivitas sehari hari pada berbagai sektor. Sehingga bahan-bahan yang dapat menjadi
sumber energi merupakan komoditas yang sangat strategis.
Amanat Perpres No 5 tahun 2006 menyatakan bahwa pada tahun 2025 tercapainya
energi mix primer yang optimal dengan memberikan peranan yang lebih besar terhadap
sumber energi alternatif untuk mengurangi ketergantungan pada minyak bumi. Terwujudnya
keamanan pasokan energi sesuai perpres No. 5 tahun 2006 yaitu diantaranya peranan minyak
bumi menurun maksimum menjadi 20%. pada tahun 2025. Disamping itu peranan biofuel
meningkat menjadi 5 % pada tahun 2025. Demikan juga untuk energi alternative lainnya.
Proses pengolahan limbah plastik menjadi hidrokarbon melalui beberapa tahapan
proses utama. Tahapan proses penting dalam konversi limbah plastik adalah proses pirolisis
(Miller et.al.,2005). Pirolisis merupakan teknik pembakaran sampah sekaligus penyulingan
bahan tanpa O2 dengan suhu tinggi (400 – 600 oC), dan gas yang dihasilkan berguna dan
aman bagi lingkungan, karena produk akhir yang dihasilkan berupa CO2 dan H2O. Selain gas
(C1 hingga C4), senyawa hidrokarbon cair mulai dari C7, dan senyawa rantai panjang seperti
parafin dan olefin (Lee et.al., 2003). Adapun keuntungan dari metode pirolisis untuk
pembakaran limbah plastik yaitu dapat mengatasi limbah plastik yang tidak dapat didaur
ulang, beroperasi tanpa membutuhkan udara atau campuran hidrogen dan tidak memerlukan
tekanan tinggi. HCl yang terbentuk sebagai sebuah produk dapat diperoleh kembali sebagai
bahan baku, reduksi energi yang digunakan sampai 20 kali, polutan-polutan dan pengotor
menjadi terkonsentrasi sebagai residu padatan, selanjutnya, karena pirolisis dilakukan pada
sistem tertutup maka tidak ada polutan yang keluar.
Proses pirolisis yang dilakukan perlu ditambahkan katalis RFCC (Residu Fluid
Catalityc Cracking) mempunyai komponen utama silika dan alumina oxide, selain itu juga
memiliki kandungan Sodium, Calsium, Magnesium dan sedikit Lanthanum serta Cerium.
Adanya penambahan katalis menyebabkan proses cracking menjadi lebih optimal. Keaktifan
suatu katalis terdapat pada sisi asam yang sangat memungkinkan untuk melakukan
pemecahan molekul dengan baik menjadi fraksi-fraksi ringan seperti yang diinginkan, tanpa
banyak terjadi pengendapan coke pada permukaan katalis.
Katalis untuk proses reforming pirolisis memiliki persyaratan utama yaitu luas
permukaan yang besar, volume pori yang besar, jari-jari yang homogen serta sifat kimia yang
menunjang khususnya sifat keasamannya. Untuk itu diperlukan upaya agar mendapatkan
keempat hal tersebut dengan preparasi yang dilakukan. (Windarti dan Suseno, 2002).
Pada penelitian sebelumnya (tahun 2011) yang berjudul “Rekayasa Alat Untuk
Mengolah Limbah Plastik Menjadi Sumber Energi Dengan Metode Pirolisis”, didapatkan hasil
fraksi cair memiliki konversi sebesar 40%. Pada tahun 2013 dilakukan penelitian lanjutan
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 11 dari 18
untuk menyempurnakan peralatan dan proses, Produk dari PE pirolisis terdiri dari 12,5 % b/b
gas yang tidak terkondensasi, 85 % b/b produk cair, dan kurang dari 2.5 % fase padat. Hasil
analisa fasa cair hasil pirolisis limbah plastik seperti yang ditunjukan pada gambar 1, % yield
dihasilkan light nafta (C4-C7), heavy nafta (C7-C11), kerosin (C10-C16), light gas oil (C12-
C14) dan heavy gas oil (C16-C28) dan residu (> C25). Setelah didistilasi Residu yang
tertinggal 2.5 -3.4 % Vol, Loss sekitar 0.6-1.5 % Vol, dimana initial boiling point pada suhu 63
oC dan 70 oC untuk fasa cair yang diproses dengan katalis zeolite alam dan katalis RCC,
Flash boiling point pada suhu 374 oC dan 371 oC fasa cair yang diproses dengan katalis
zeolite alam dan katalis RCC.
0
5
10
15
20
25
30
35
Fraksi
Light Nafta
Fraksi
Heavy
Nafta
Fraksi
kerosin
Fraksi
Light Gas
Oil
Fraksi
Heavy
Gas oil
Residu
% V
olFra
ksi
De
stila
si
Jenis Fraksi Destilasi
Zeolit
RCC
Gambar 1. Fraksi distilasi fasa cair hasil pirolisis limbah plastic
Gambar 2. Grafik produktivitas fasa cair hasil pirolisis limbah lastik yang dihasilkan
Dengan katalis
zeolit alam Lampung
yg telah diaktifkan
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 12 dari 18
Proses pirolisis menghasilkan fraksi cair, gas dan padat. Fraksi cair minyak pirolisis
plastik dapat digunakan sebagai bahan bakar dan solven setelah melalui proses pemisahan
fraksinansi berdasarkan sifat dan suhu. Berdasarkan sifat pemisahan, produk yang akan
dihasilkan adalah solven dan solar. Solven yang didapat akan diaplikasikan pada industri cat
setelah diproses dan ditambahkan aditive tertentu. Sedangkan solar yang didapatkan setelah
dianalisa spesifikasinya untuk dipakai pada mesin yang cocok misalnya genset. Hasil dari
proses pirolisis ditunjukan pada gambar 2. Fasa cair hasil pirolisis limbah plastik yang
dihasilkan dapat menjadi sumber bahan bakar dan solven sehingga akan meningkatkan nilai
tambah dari limbah plastik. Seiring dengan meningkatnya harga maupun pasokan bbm yang
menipis penggunaan fasa cair hasil pirolisis limbah plastik dapat menjadi salah satu solusi.
Fasa cair hasil pirolisis limbah plastik dapat digunakan sebagai bahan bakar pada proses
industry yang menggunakan solar. Adapun peralatan industry yang menggunakan bahan
bakar diantaranya adalah burner, pembangkit listrik mau alat-alat proses yang lainnya. Pada
penelitian yang akan dilakukan ini, fasa cair hasil pirolisis limbah plastik akan digunakan
sebagai pembangkit pada generator listrik. Dimana generator akan dihidupka dengn
menggunakan fasa cair hasil pirolisis limbah plastik dan generator tersebut akan
menghasilkan listrik yang dapat digunakan untuk penerangan maupun sebagai sumber
energy proses pirolisis.
Gambar 3. Genset
Selain sebagai sumber energy, fasa cair hasil pirolisis limbah plastik dapat juga
digunakan sebagai soven pada cat. Cat adalah bahan pelapis yang digunakan sebagai
lapisan yang mampu memberi fungsi keindahan, perlindungan, serta menampilkan fungsi
keindahan lainnya pada sebuah permukaan. Sifat cat pada umumnya yaitu memiliki daya
rekat dan dapat menutupi permukaan dengan mudah. Formulasi/bahan dasar cat terdiri dari 4
komponen yaitu binder, solven, pigment, dan additive. Dimana keempat komponen tersebut
memiliki fungsi atau kegunaan masing-masing. Adapun jenis-jenis solven yang umum
digunakan dalam formulasi cat untuk kelompok hidrokarbon adalah n-Hexane, n-Heptane,
Benzene, Toluene, Ethyl benzene, Xylene (mixed isomers). Solven hidrokarbon memiliki
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 13 dari 18
struktur dasar H (hydrogen ) dan C (karbon). Solven-solven golongan hidrokarbon hampir
seluruhnya berasal dari hasil distilasi minyak bumi yang merupakan campuran (bukan
senyawa murni), sehingga titik didihnya berupa range dari minimum sampai maksimum,
bukan merupakan titik didih tunggal. Solven hidrokarbon ini terbagi menjadi tiga golongan,
yaitu: aliphatis, aromatis dan halogenated hidrokarbon. Solven dari golongan aliphatis dibagi
menjadi 2 golongan yaitu jenuh dan tidak jenuh, untuk golongan ikatan jenuh salah satunya
berupa siklis nafta. Berdasar hasil penelitian sebelumnya produk fasa cair hasil pirolisis
limbah plastik berupa fraksi light nafta dan fraksi heavy nafta maka dapat diaplikasikan
menjadi suatu produk solven.
2.1 Tujuan
- Memanfaatkan limbah plastik menjadi komponen hidrokarbon sebagai solven yang
dapat diaplikasikan untuk industri cat dan bahan bakar
- Mendapatkan publikasi ilmiah
- Menunjang program strategi diversifikasi energi
- Mendukung kebijakan pemerintah yang tertuang dalam Perpres No 5 th 2006 tentang
Kebijakan Energi Nasional
2.2 Keluaran
- Minimalisasi limbah plastik yang sulit terurai di lingkungan
- Diperolehnya solven cat dari fase cair limbah plastik
- Diversifikasi energi alternatif dari fase cair limbah plastik
- Diterbitkannya hasil penelitian ini pada Jurnal yang terakreditasi nasional
- Sosialisasi hasil penelitian ini pada workshop
B. Penerima Manfaat
Secara umum penerima manfaat dari kegiatan ini adalah :
1. Internal BBKK :
- Meningkatkan kompetensi peneliti dan perekayasa BBKK;
- Meningkatkan jumlah penelitian dan perekayasaan di bidang kimia,kemasan, dan cemaran;
- Meningkatkan daya guna penggunaan peralatan laboratorium riset;
- Meningkatkan daya saing BBKK di bidang kemasan;
- Meningkatkan pendapatan BBKK di bidang kerjasama penelitian dan perekayasaan.
2. Eksternal (masyarakat industri):
- Memenuhi kebutuhan jasa pelayanan teknis di bidang litbang industri kimia dan kemasan.
C. Strategi Pencapaian Keluaran
1. Metode Pelaksanaan
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 14 dari 18
Metode pelaksanaan kegiatan yang dilaksanakan per masing-masing judul penelitian
adalah sebagai berikut:
a. Studi pustaka dan studi lapangan;
b. Persiapan penelitian;
c. Percobaan laboratorium;
d. Analisa hasil percobaan;
e. Pengolahan data;
f. Penyusunan laporan.
- Studi pustaka dan studi lapangan
- Persiapan penelitian
- Pengembangan smart packaging untuk produk pangan olahan
- Aplikasi smart packaging untuk produk pangan olahan
- Pengujian umur simpan pangan olahan
- Pengujian mutu produk pangan olahan
- Focus Group Discussion mengenai kemasan pintar dengan instansi terkait (BPPT, LIPI,
BATAN, IPB)
- Perhitungan tekno ekonomi
- Evaluasi dan penyusunan laporan
Survey literatur dan lapangan, persiapan alat dan bahan, persiapan katalis dan
katarisasi, pembuatan bioetilen, analisa produk dan evaluasi.
Penelitian ini dilakukan di laboratorium dan bengkel yang ada di Balai Besar Kimia dan Kemasan.
Alat dan Bahan
Alat :
Crusher,
Reaktor pirolisis
GC-MS (Gas Chromatography Mass Spectrum)
Alat fraksinasi
XRF (X-Ray Flouresence)
1. Pemanfaatan Gas Hasil Samping Proses Pirolisis Plastik Sebagai Bahan Bakar
2. Pengembangan Dan Aplikasi Kemasan Pintar (Smart Packaging) Untuk Produk
Pangan Olahan (Tahun II)
3. Optimalisasi Konversi Bioetanol menjadi Bioetilen sebagai Subsitusi Bahan Baku
Plastik Polietilen (Tahun II)
4. Aplikasi Fasa Cair Hasil Pirolisis Limbah Plastik Sebagai Solven dan Bahan Bakar
(Tahun III)
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 15 dari 18
Bahan
Bahan plastik polyethylene (PE)
Katalis RFCC
Zeolit
CaCO3
Metode yang dilakukan meliputi beberapa tahapan yakni :
a. Tahap 1 : Mendapatkan Fasa Cair Hasil Pirolisis Limbah Plastik
Untuk mendapatkan fasa cair, proses pirolisis dilakukan sesuai dengan kondisi proses
penelitian sebelumnya dengan alat yang telah dibuat pada penelitian sebelumnya. Fasa cair
hasil pirolisis limbah plastik yang merupakan hasil dari proses pirolisis dengan bahan baku
plastik jenis PE dengan penambahan katalis RCC dengan perlakuan pendahuluan dan
penambahan senyawa-senyawa tertentu dan perbandingan tertentu juga telah didapat pada
penelitian sebelumnya. Pada proses pirolisis yang dilakukan ditambahkan katalis bertujuan
agar yield Fasa Cair Hasil Pirolisis dapat meningkat.
b. Tahap 2 : Fraksinasi
Fasa Cair Hasil Pirolisis dilakukan fraksinasi agar dapat memisahkan impuritis maupun fraksi
(cutting) yang terbentuk menjadi solven dan bahan bakar dengan variasi suhu sebagai
variable penelitian.
c. Tahap 3 : Analisa
Analisa yang dilakukan untuk percobaan ini adalah
1) Destilasi bertingkat (fraksinasi cutting)
2) Analisa produk fase cair
Analisa komposisi dan kualitas solven
Analisa komposisi dan kualitas bahan bakar
d. Tahap 4 : Aplikasi
Dilakukan ujicoba terhadap hasil fraksinasi dari fasa cair hasil pirolisis plastik yang berupa
solven dan bahan bakar solar
1) Ujicoba Fasa Cair Hasil Pirolisis sebagai solven
Ujicoba Fasa Cair Hasil Pirolisis dilakukan pada cat dengan bekerjasama dengan industri
cat yang berada di Cibinong, Jawa Barat. Adapun kerjasama aplikasi dilakukan dengan :
- Membuat produk cat dengan formulasi variabel solven hasil proses
pirolisis plastik
- Mencampur solven cat yang biasa digunakan industri dengan solven hasil proses
pirolisis
- Uji spesifikasi produk cat sesuai standar SNI
2) Ujicoba Fasa Cair Hasil Pirolisis sebagai bahan bakar
Ujicoba Fasa Cair Hasil Pirolisis dilakukan pada mesin generator (genset) dilakukan di
BBKK.
- Uji performa mesin genset meliputi daya efektif, torsi, tekanan efektif rata-
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 16 dari 18
rata, konsumsi bahan bakar spesifik, efisiensi thermal.
e. Rancangan (Design) Riset untuk aplikasi fasa cair hasil pirolisis sebagai bahan bakar dan
solven. Rancangan riset yang akan dilakukan adalah sebagai berikut :
Gambar 4. Alur proses penelitian
2. Tahapan dan Waktu Pelaksanaan
Secara garis besar kegiatan penelitian dilakukan sesuai tahapan berikut :
1. Pemanfaatan Gas Hasil Samping Proses Pirolisis Plastik Sebagai Bahan Bakar
Penambahan aditiv
Analisa performance
setelah diaplikasikan
di lapangan sesuai SNI
Fasa Cair Hasil Pirolisis
Fraksinasi berdasarkan
perbedaan suhu
Uji Coba Aplikasi
Bahan Bakar (Mesin statis/Genset)
Solven (Industri Cat)
Analisa Performa Mesin dengan
menggunakan Bahan Bakar
Analisa Produk Cat
Uji Spesifikasi (Solven dan
Bahan bakar),sesuai SNI
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 17 dari 18
No Jenis Kegiatan Bulan ke
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Penelusuran pustaka dan survei industri
2 Pengadaan bahan dan peralatan
3 Preparasi bahan baku plastik dan katalis
4 Ujicoba, Analisa dan aplikasi
5 Evaluasi Hasil
6 Pembuatan Laporan
7 Seminar
No Jenis Kegiatan Bulan ke
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1. Studi pustaka dan studi lapangan
2. Persiapan penelitian
3. Pengembangan smart packaging untuk
produk pangan olahan
4. Aplikasi smart packaging untuk produk
pangan olahan
5. Pengujian umur simpan pangan olahan
6. Pengujian mutu produk pangan olahan
7. Pelaksanaan FGD
8. Perhitungan tekno ekonomi
9. Evaluasi dan pelaporan
No Uraian Bulan ke
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 Studi literatur dan survey lapangan
2. Persiapan alat dan bahan
3. Optimalisasi proses pembuatan bioetilena
4. Analisa produk
5. Permurnian produk
7. Evaluasi
8. Pelaporan
2. Pengembangan Dan Aplikasi Kemasan Pintar (Smart Packaging) Untuk Produk
Pangan Olahan (Tahun II)
3. Optimalisasi Konversi Bioetanol menjadi Bioetilen sebagai Subsitusi Bahan Baku
Plastik Polietilen (Tahun II)
Kerangka Acuan Kegiatan per Output TA.2015
Balai Besar Kimia dan Kemasan Hal 18 dari 18
No Jenis Kegiatan Bulan
I II III IV V VI VII VIII
1 Penelusuran pustaka dan survey industri
2 Pengadaan bahan dan peralatan
3 Proses Pirolisis dan Fraksinasi
4 Ujicoba dan Analisa Hasil
5 Evaluasi Hasil
6 Pembuatan Laporan
7 Seminar
B. Waktu Pencapaian Keluaran
Kegiatan ini dilaksanakan selama 8 (delapan) - 10 (sepuluh) bulan pada tahun anggaran 2015.
C. Biaya yang Diperlukan
Biaya yang diperlukan adalah sebesar Rp. 515.980.000,- (lima ratus lima belas juta sembilan ratus
delapan puluh ribu rupiah) dengan rincian biaya per judul penelitian sebagai berikut :
No Judul Penelitian dan Kajian Biaya (Rp)
1. Pemanfaatan Gas Hasil Samping Proses Pirolisis Plastik Sebagai Bahan Bakar 69.980.000
2. Pengembangan Dan Aplikasi Kemasan Pintar (Smart Packaging)
Untuk Produk Pangan Olahan (Tahun II)
73.150.000
3. Optimalisasi Konversi Bioetanol menjadi Bioetilen sebagai Subsitusi Bahan
Baku Plastik Polietilen (Tahun II) 67.240.000
4. Aplikasi Fasa Cair Hasil Pirolisis Limbah Plastik Sebagai Solven dan Bahan
Bakar 304.910.000
Total 515.280.000
Jakarta, 01 Juli 2015
Penanggung Jawab,
Umar Habson
NIP. 195809131986031003
4. Aplikasi Fasa Cair Hasil Pirolisis Limbah Plastik Sebagai Solven dan Bahan Bakar
(Tahun III)