PENANGANAN LIMBAH PLASTIK DENGAN TEKNOLOGI PIROLISIS DAN

BIODEGRADASI DENGAN BAKTERI PESUDOMONAS SP

1Rusdianto Hamid, 2Muhammad Natsir Djide, 2Roslinda Ibrahim

1Mahasiswa Program Studi Teknik Lingkungan, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin

2Dosen Pengajar Prodi Teknik Lingkungan, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin

e-mail: Rusdianto.hamid@gmail.com

Abstrak

Pirolisis adalah dekomposisi kimia bahan organik melalui proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen atau

reagen lainnya, di mana material mentah akan mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas.

Pirolisis dilakukan di dalam sebuah reaktor dengan pengurangan atmosfer (hampa udara) pada temperatur

hingga 800oC. Limbah plastik melalui proses pirolisis mampu diubah menjadi feedstock petrokimia seperti

nafta, liquid dan wax seperti hidrokarbon dan gas serta minyak dasar untuk pelumas. proses pengolahan

sampah plastik dengan proses pirolisis memiliki kelemahan yaitu tidak efisien pada pembuatan reaktor

dalam skala besar hal ini diakibatkan oleh terjadinya bubling, chanelling, dan kurang ekonomis sehingga

masih menyisakan residu. Untuk mengatasi kelemahan proses pirolisis diperlukan proses tambahan untuk

mendegradasi secara sempurna sampah plastik hasil sisa dari proses pirolisis. Metode yang digunakan

adalah dengan biodegradasi menggunakan bakteri Pseudomonas sp. Pseudomonas Sp merupakan bakteri

hidrokarbonoklastik yang mampu mendegradasi berbagai jenis hidrokarbon. Hasil percobaan pirolisis pada

suhu 300oC dan 400oC penurunan massa yang paling tinggi berada pada waktu operasi 60 menit dan suhu

400oC dengan penurunan massa sebesar 82,3651%. Untuk mendegradasi residu pirolisis dilakukan dengan

bakteri pseudomonas sp yang telah diisolasi dari lingkungan tercemar hidrokarbon. Berdasarkan hasil

biodegradasi dengan metode kolom Winogradsky, penurunan massa residu pirolisis sebanyak 2,2411%

selama satu bulan. Sehingga penurunan massa limbah plastik hasil kombinasi teknologi pirolisis dan

biodegradasi adalah sebesar 82,3651%.

Kata kunci: limbah plastik, pirolisis, biodegradasi, Pseudomonas sp

Abstract

Pyrolysis is the chemical decomposition of organic material with a heating process with less or no oxygen

or other reagents, in which the raw material will undergo breakdown of the chemical structure into the gas

phase. The pyrolysis performed in a reactor with a reduction atmosphere (not air) at temperatures up to 800 oC. Plastic waste through the pyrolysis process is able to be converted into petrochemical feedstock such as

naphtha, liquid and gas hydrocarbons and wax as well as base oils for lubricants. processing of plastic waste

by pyrolysis process has the disadvantage of inefficient on a large scale manufacture of reactors in this case

caused by the occurrence of bubling, channeling, and less economical so that still leaves a residue. To

overcome the disadvantages of the pyrolysis process required an additional process to completely degrade

plastic waste residual result of the pyrolysis process. The method used is by biodegradation using bacteria

Pseudomonas sp. Pseudomonas sp is hydrocarbonoclastic bacteria capable of degrading various types of

hydrocarbons. The experimental results pyrolysis at temperatures of 300 oC and 400 oC highest loss of mass

is at the operating time of 60 minutes and the temperature of 400 oC with a mass reduction of 82.3651%.

To degrade the pyrolysis residue is done by bacteria Pseudomonas sp which has been isolated from

hydrocarbon contaminated environments. Based on the results of biodegradation by Winogradsky column

method, pyrolysis residual mass loss as much as 2.2411% for a month. So that the mass reduction of plastic

waste pyrolysis technology and the result of a combination of biodegradation amounted to 82.3651%.

Keywords: plastic waste, pyrolysis, biodegrade, Pseudomonas sp

PENDAHULUAN

Sampah plastik merupakan masalah

tersendiri yang di hadapi dalam penanganan

persampahan, hal ini dikarenakan sampah

plastik tersusun atas polimer hidrokarbon

dengan ikatan rantai yang tidak mudah diurai

oleh alam baik secara fisika, kimia, maupun

biologi, sehingga di butuhkan waktu yang

sangat lama untuk mengurai sampai plastik.

Menurut Gnanavel et al. (2014)

penguraian sampah plastik di alam

memerlukan waktu yang relatif sangat lama

tergantung pada kedaan lingkungan maupun

struktur kimia polimer limbah plastik,

sedangkan produksi sampah plastik

Indonesia mencapai 175.000 ton per hari, hal

ini tentu akan menimbulkan masalah serius

bagi lingkungan, baik untuk generasi

sekarang bahkan untuk generasi yang akan

datang.

Perlu adanya alternatif proses daur

ulang yang lebih menjanjikan dan berprospek

ke depan. Salah satunya mengonversi

sampah plastik menjadi minyak. Hal ini bisa

dilakukan karena pada dasarnya plastik

berasal dari minyak bumi, sehingga tinggal

dikembalikan ke bentuk semula. Selain itu

plastik juga mempunyai nilai kalor cukup

tinggi, setara dengan bahan bakar fosil seperti

bensin dan solar.

Beberapa penelitian seputar konversi

sampah plastik menjadi produk cair

berkualitas bahan bakar telah dilakukan dan

menunjukkan hasil yang cukup prospektif

untuk dikembangkan. Perlu dicari data-data

kinetika pirolisis dan penentuan kondisi

operasi yang sesuai. Data-data itu berguna

untuk rancang bangun reaktor pirolisis,

namun penggunaan pirolisis dalam skala

tempat pembuangan akhir (TPA) dianggap

masih kurang efisien, hal ini diakibatkan oleh

aliran udara panas yang mengangkut

potongan hidrokarbon menjadi tidak merata,

perekahan polimer plastik menjadi tidak

sempurna serta diperlukan proses pemanasan

yang tinggi dengan waktu yang lama,

sehingga metode pirolisis dianggap kurang

efisien.

Pseudomonas sp merupakan bakteri

hidrokarbonoklastik yang mampu

mendegradasi berbagai senyawa

hidrokarbon. Keberhasilan bakteri

Pseudomonas dalam upaya bioremediasi

lingkungan akibat pencemaran hidrokarbon

membutuhkan pemahaman tentang

mekanisme interaksi antara bakteri

Pseudomonas sp dengan senyawa

hidrokarbon (Anonymous, 2010).

TINJAUAN PUSTAKA

Pirolisis adalah dekomposisi kimia

bahan organik melalui proses pemanasan

tanpa atau sedikit oksigen atau reagen

lainnya. Pirolisis dilakukan di dalam sebuah

reaktor pengurangan atmosfer (hampa

udara) pada temperatur hingga 800oC

(Ramadhan, 2013). Limbah plastik melalui

proses pirolisis mampu diubah menjadi

feedstock petrokimia seperti nafta, liquid

dan wax seperti hidrokarbon dan gas serta

minyak dasar untuk pelumas. Teknik

pirolisis telah digunakan sejak awal tahun

1930 di Jerman untuk peningkatan residu

hidrogenasi yang diperoleh dari

pencairan/pelelehan batubara. Keunggulan

nyata dari pirolisis dibandingkan dengan

pembakaran (incineration), yaitu dapat

mereduksi gas buang hingga 20 kali. Disisi

lain, produk pirolisis dapat dimanfaatkan

lebih fleksibel dan penanganannya lebih

mudah. Proses pirolisis sampah plastik

merupakan teknologi konversi termokimia

yang masih perlu dikembangkan. Selain itu,

keterbatasan data-data kinetik untuk

penentuan persamaan laju termal

dekomposisi secara menyeluruh.

Proses perengkahan limbah plastik

menjadi energi umunya menggunakan

reaktor kataltik terfluidisasi atau fluidized

bed reaktor (FBR). Dalam reaktor, terjadi

kontak antar fluida gas dengan limbah

plastik. Kontak ini akan menyebabkan

terbawanya material hidrokarbon yang telah

mengalami cracking atau perengkahan. Pada

reaktor dengan skala besar proses kontak

antara fluida gas dengan limbah plastik,

sering terjadi penyebaran fluida gas yang

tidak merata saat proses kontak berlangsung.

Hal ini disebabkan karena adanya

penggelembungan (bubbling), penorakan

(sluwing) dan saluran-saluran fluida yang

terpisah (channeling) (Satrio, 2008).

Channeling adalah tidak meratanya

penyebaran fluida pada seluruh permukaan

limbah plastik, sehingga menyebabkan

hanya sebagian dari limbah plastik yang

berkontak dengan fluida. Hal ini dapat

mengakibatkan penurunan kualitas yield

yang diperoleh selama proses pirolisis

limbah plastik. Selain ketiga faktor tersebut,

faktor lain yang berpengaruh adalah

kecepatan minimum fluidisasi yang

didefinisikan sebagai kecepatan minimal

yang dibutuhkan untuk proses fluidisasi

terjadi (Satrio, 2008).

Kecepatan fluidisasi mempengaruhi

kontak antara fluida yang digunakan dalam

proses konversi dengan limbah plastik.

Kontak yang terjadi menyebabkan ikatan

antara molekul fluida dengan molekul

hidrokarbon dari hasil cracking lirnbah

plastik, yang selanjutnya diolah menjadi

energi.

Pada penelitian yang dilakukan Miller

et al. (2005), bahan baku berupa

polyethylene dipanaskan hingga mencapai

suhu 800 0 C sampai 1000 o c sehingga

menyebabkan polyethylene mencair dan

mengalami cracking menjadi komponen

hidrokarbon. Konversi yang diperoleh pada

penelitian tersebut adalah 60% yang

terdegradasi. Konversi yang diperoleh

belum optimal, hal ini dimungkinkan karena

terjadi channeling pada reaktor dan

kecepatan minimum fluidisasi yang

digunakan tidak sesuai dengan kebutuhan

proses tersebut.

Untuk mengatasi permasahalan diatas

di perlukan proses tambahan untuk

mendegradasi secara sempurna sampah

plastik hasil sisa dari proses pirolisis.

Metode yang digunakan adalah dengan

biodegradasi menggunakan bakteri

Pseudomonas sp. Pseudomonas Sp

merupakan bakteri hidrokarbonoklastik

yang mampu mendegradasi berbagai jenis

hidrokarbon.

Bakteri dalam aktifitas hidupnya

memerlukan moelekul karbon sebagai salah

satu sumber nutrisi dan energi untuk

melakukan metabolisme dan

perkembangbiakannya. Secara khusus,

kelompok mikroba yang mampu

menggunakan sumber karbon yang berasal

dari senyawa hidrokarbon disebut mikroba

hidrokarbonoklastik (Nugroho, 2006).

Pseudomonas sp merupakan bakteri

hidrokarbonoklastik yang mampu

mendegradasi berbagai senyawa

hidrokarbon. Keberhasilan bakteri

Pseudomonas dalam upaya bioremediasi

lingkungan akibat pencemaran hidrokarbon

membutuhkan pemahaman tentang

mekanisme interaksi antara bakteri

Pseudomonas sp dengan senyawa

hidrokarbon (Anonymous, 2010).

Pseudomonas sp menggunakan

hidrokarbon alifatik untuk pertumbuhannya.

Penggunaan hidrokarbon alifatik jenuh

merupakan proses aerobik (menggunakan

oksigen). Tanpa adanya oksigen,

hidrokarbon ini tidak didegradasi. Langkah

pendegradasian hidrokarbon alifatik jenuh

oleh Pseudomonas sp. meliputi oksidasi

molekuler (O2) sebagai sumber reaktan dan

penggabungan satu atomoksigen ke dalam

hidrokarbon teroksidasi. Reaksi lengkap

dalam proses ini dapat dilihat pada gambar 1

Gambar 1 Reaksi degradasi hidrokarbon

alifatik

Alkana, alkohol primer, dan komponen

lain menginduksi seluruh aktifitas

pengoksida alkana pada Pseudomonas sp

yang membawa plasmid OCT (octane

degrade) dan CAM-OCT (camphoroctane

degrade). Induksi ini dihambat oleh kerja

rifampin (sintetik dari antibiotic rifamisisn)

dan menunjukkan bahwa induksi merupakan

hasil dari sintesis protein alkana hidroksilase

(Nugroho, 2006)

METODE

A. WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN

Penelitian ini berlangsung selama

bulan November 2015 – Juni 2016 yang

dilaksanakan di tiga tempat berbeda sesuai

dengan percobaannya, yaitu di Laboratorium

Kualitas Air Fakultas Teknik Universitas

Hasanuddin (Unhas), Laboratorium Kimia

Dasar Fakultas Teknik Unhas dan

Laboratorium Mikrobiologi Fakultas

Farmasi Unhas.

B. TAHAP PIROLISIS

Jenis limbah plastik yang akan

dipirolisis adalah plastik dengan jenis PP

(PolyPropylene) sebanyak 200 gram, LDPE

(Low Density Poly Ethelene) sebanyak 200

gram dan PET (PolyEthelene Terephtalate)

sebanyak 600 gram. Sebelum diproses,

plastik terlebih dahulu di keringkan dan

dibersihkan dari bahan pengotor, sampah

plastik yang telah dikeringkan selanjutnya

dipotong-potong dalam ukuran rata-rata 1-2

cm2. Kemudian ditimbang dengan berat awal

(𝑚0) 1000 gram, kemudian masukkan

sampah kering plastik kedalam reaktor.

Kemuadian proses pemanasan reaktor

dijalankan dan ditunggu hingga suhu yang

ingin dipelajari. Setelah mencapai suhu yang

ditentukan, maka pada saat itu waktu

dihitung sebagai waktu awal (to), setelah itu

pemanasan dilanjutkan dan dilakukan

penimbangan pada neraca sebagai massa

residu padat (𝑚𝑡).

Selanjutnya dilakukan proses

pirolisis dengan jenis sampel sama seperti

proses sebeumnya, akan tetapi pada proses

ini hanya mengambil data tambahan untuk

mencarari massa residu padat saat mencapai

konstan (𝑚∞) pada waktu dan suhu yang

akan di pelajari, kemudian proses dihentikan

dan waktu dihitung sebagai waktu maximum

(τ).

Penentuan nilai konversi volatile

matter (𝑋𝑠) atau devolatilization degree

dihitung berdasarkan persamaan (3).

𝑿𝒔 = [𝒎𝟎 − 𝒎𝒕]/[𝒎𝟎 − 𝒎∞] Dengan :

𝑚0 = massa awal pada saat pemanasan (gram)

𝑚𝑡= massa residu padat saat suhu yang

dinginkan (gram)

𝑚∞= massa residu padat t=τ pada suhun

isothermal (gram)

C. PROSES BIODEGRADASI

Uji biodegradasi plastik yang

digunakan dalam penelitian adalah metode

Kolom Winogradsky. Kolom ini merupakan

miniatur kolom buatan yang berisi tanah atau

sedimen, yang dapat menjadi salah satu

metode pengayaan kultur yang menunjukkan

ekologi mikroorganisme pada suatu

ekosistem serta stratifikasi donor elektron

masing-masing lapisan.

Siapkan sampel hasil residu sampah

plastik dari proses pirolisis, kemudian

sebelum ditimbang menggunakan timbangan

analitik digital, pastikan sampel dalam

keadaan kering dan bersih dari bahan

pengotor, kemudian sterilkan sampah plastik

dengan menggunakan alkohol 90% dan catat

data berat kering awal (𝑚0).

Proses degradasi ini menggunakan

metode Winogradsky Column dengan botol

air mineral steril volume 1,5 L yang

berjumlah 2 botol (bagian leher botol

terpotong), satu botol digunakan sebagai

kontrol perbandingan yaitu jenis plastik yang

sama tetapi tanpa melalui proses pirolisis.

Masing-masing botol tersebut diisi dengan

750 g sampel tanah yang telah diambil

sebelumnya. Pada lapisan kedua

ditambahkan Mineral Salt Medium (MSM)

atau media minimal steril sebanyak 100 ml.

Kemudian dimasukkan potongan plastik

dengan pisau steril hingga tercelup pada

substrat tanah sepenuhnya. Proses degradasi

menggunakan metode ini dilakukan selama

satu bulan dan dihitung berat kering plastik

tiap Satu minggu.

Pengukuran kehilangan berat plastik

dilakukan dengan cara menghitung selisih

berat potongan plastik sebelum didegradasi

dan setelah proses degradasi. Potongan

plastik yang sudah terpisah dengan biofilm

disterilisasi dengan alkohol 90% dan

dikeringanginkan. Setelah kering, potongan

plastik dimasukkan kedalam oven selama 40

menit pada suhu 150 °C. Potongan plastik

yang telah dioven ditimbang berat keringnya.

Lakukuan hal yang sama pada percobaan

kontrol. Berikut rumus perhitungan

persentase kehilangan berat plastik.

Kehilangan berat =𝑊𝑖 − 𝑊𝑓

𝑊𝑖×100%

Dengan:

𝑊𝑖 : Berat kering sebelum degradasi (gram)

𝑊𝑓 : Berat kering setelah degradasi (gram)

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. PENURUNAN MASSA LIMBAH

PLASTIK PADA PROSES PIROLISIS

Berdasarkan hasil percobaan

pirolisis yang dilakukan di Laboratorium

Kualitas Air Fakultas Teknik Universitas

Hasanuddin diperoleh hasil yang dapat

dilihat pada tabel 1 sebagai berikut:

Tabel 1. Data Hasil Percobaan Pirolisis Limbah

Plastik

Waktu operasi sangat berpengaruh

pada produk yang akan dihasilkan karena,

semakin lama waktu proses pirolisis

berlangsung, maka produk yang dihasilkan

(minyak, tar dan gas) semakin naik.

Kenaikan itu sampai waktu tak hingga (τ)

yaitu waktu yang diperlukan sampai hasil

padatan residu, tar, dan gas mencapai

konstan. Nilai τ dihitung sejak proses

isothermal berlangsung. Tetapi jika melebihi

waktu optimal maka karbon akan teroksidasi

oleh oksigen (terbakar) menjadi

karbondioksida dan abu. Nilai τ sangat sulit

untuk di amati pada percoabaan karena sifat

moelekul plastik yang tidak seragam dan

No Suhu

(oC)

Waktu

(Menit)

Massa

Awal

(gram)

Massa

Residu

Padat

(gram)

Massa

residu

padat

(gram)

t=τ

1 300 20 1000 620,32 307,17

2 300 40 1000 520,84 257,39

3 300 60 1000 254,91 130,01

4 400 20 1000 430,22 217,17

5 400 40 1000 250,31 128,17

6 400 60 1000 198,76 107,11

keterbatasan reaktor, sehingga nilai

𝑚∞ dianggap berada pada setengah atau

mendekati setengah massa residu padat pada

waktu dan suhu yang ditentukan.

Berikut merupakan grafik penurunan

massa plastik akibat pirolisis

Gambar 2 Grafik hubungan antara waktu dan

persentase penurunan massa

Grafik diatas menunjukkan bahwa

waktu operasi pirolisis berbanding lurus

dengan laju persentase penurunan massa

pada limbah plastik. Persentase penurunan

massa terendah terjadi pada waktu operasi 20

menit dengan penurunan massa sebesar

37,968% dan penurunan massa tertinggi

terjadi pada waktu operasi 60 menit dengan

penurunan massa sebesar 80,124% Menurut

Ramadhan (2013) hal ini diakibatkan

semakin lama proses pirolisis berlangsung

maka ikatan rantai hidrokarbon sampah

plastik dapat merekah dan terputus akibat

terjadi kontak dengan panas dan tekanan

pada reaktor menjadi senyawa hidrokarbon

yang lebih pendek dan menjadi produk

pirolisis seperti minyak, gas, dan tar.

B. PENGARUH WAKTU DAN SUHU

TERHADAP KONSERVASI VOLATILE

MATTER LIMBAH PLASTIK

Konversi massa limbah plastik atau konversi

volatile matter (Xs) di hitung berdasarkan

nilai 𝑚0, 𝑚𝑡 dan 𝑚∞. Untuk menghitung

konversi, massa plastik dalam reaktor (residu

padat sisa porses pirolisis). Nilai (𝑚0 − 𝑚𝑡)

adalah massa yang tervolatilisasi pada plastik

tiap saat dan total massa yang bisa

tervolatilisasi adalah (𝑚0 − 𝑚∞).

Tabel 2 Data Hasil Perhitungan Volatile Matter

Pirolisis

Berdasarkan tabel 2 terlihat bahwa

konversi volatil sampah plastik (Xs) sangat

dipengaruhi oleh waktu pirolisis. Semakin

lama waktu proses pada reaktor piorolisis,

maka kesempatan dari volatile matter

melakukan dekomposisi berlangsung lebih

lama dan Xs semakin naik. Begitu juga

dengan variasi suhu, semakin tinggi suhu

yang digunakan maka semakin besar pula

fraksi volatile matter. Pengaruh waktu

terhadap Xs pada berbagai variasi suhu dapat

meberikan ilustrasi mengenai langkah reaksi

yang berperan.

Berikut merupakan grafik laju volatile

matter pada percobaan pirolisis

0

38

48

75

0

57

7580

y = 23.348x - 18.271R² = 0.9538

y = 25.836x - 11.573R² = 0.8255

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60

Pen

uru

nan

Mas

sa (

%)

Waktu Operasi (menit)

Suhu 300 °C Suhu 400 °C

Linear (Suhu 300 °C) Linear (Suhu 400 °C)

No Suhu

(oC)

Waktu

(Menit)

Volatile

Matter

(𝑿𝒔)

[𝟏 − (𝟏 − 𝑿𝒔)𝟏

𝟑⁄ ]

1 300 20 0,5480 0,8493

2 300 40 0,6452 0,8817

3 300 60 0,8564 0,9521

4 400 20 0,7278 0,9093

5 400 40 0,8599 0,9533

6 400 60 0,8974 0,9658

Konversi massa limbah plastik atau

konversi volatile matter (Xs) di hitung

berdasarkan nilai 𝑚0, 𝑚𝑡 dan 𝑚∞. Untuk

menghitung konversi, massa plastik dalam

reaktor (residu padat sisa porses pirolisis).

Nilai (𝑚0 − 𝑚𝑡) adalah massa yang

tervolatilisasi pada plastik tiap saat dan total

massa yang bisa tervolatilisasi adalah (𝑚0 −𝑚∞).

Berdasarkan hasil perhitungan Volatile

Matter dapat dilihat pada tabel 2

Gambar 3 Pengaruh waktu operasi terhadap laju

volatile matter

Grafik diatas menujukkan bahwa

waktu operasi pirolisis sangat berpengaruh

terhadap laju volatile matter atau fraksi yang

terdekomposisi pada limbah plastik. Hal ini

diakibatkan karena semakin lama waktu

operasi mengakibatkan kesempatan proses

perekahan rantai hidrokarbon limbah plastik

semakin lama, sehingga dapat

mengakibatkan laju dekomposisi semakin

cepat dan semakin banyak rantai hidrokarbon

yang terdekomposisi.

Berdasarkan grafik 4.6 hubungan

antara [1-(1-Xs)(1⁄3)] dengan waktu operasi

berbentuk linear dengan tangen arah [𝜏𝑟] atau [(𝑟0. 𝜌)/(𝑚∞). 𝑘], menurut Mulyadi (2010)

hal ini dapat membuktikan bahwa reaksi

kimia yang berperan, sehingga kita dapat

mengkorelasikan dengan baik data terhadap

model homogen semu berdasarkan model

kinetika reaksi heterogen, sehingga anggapan

bahwa mekanisme reaksi mengikuti model

reaksi homogen semu dapat dibenarkan.

Seperti halnya pengaruh waktu,

kenaikkan suhu pirolisis juga menyebabkan

bahan yang tervolatilisasi semakin besar,

sehingga fraksi yang terdekomposisi (Xs)

naik. Kenaikan itu, terjadi karena gerakan

molekul-molekul volatil matter bertambah

sehingga frekuensi tumbukan (𝑘0) dan

tenaga pengaktif (E) meningkat, akibatnya

konstante laju dekomposisi (k) bertambah

besar.

C. TAHAP ISOLASI DAN INOKULASI

BAKTERI

Proses isolasi dan inokulasi pada

bakteri Pseudomonas sp dilakaukan pada

daerah yang terpapar bahan pencemar oli

bekas yang cukup tinggi. Tujuan isolasi dan

inokulasi pada percobaan ini adalah untuk

membuktikan keberadaan bakteri

Pseudomonas sp pada lingkungan yang

mengandung kadar pencemaran hidrokarbon

yang cukup tinggi, sehingga kita dapat

membuktikan bahwa bakteri Pseudomonas

sp dapat menggunakan karbon yang berasal

dari limbah oli bekas sebagai sumber

karbonnya.

Hasil percobaan isolasi dan inokulasi

yang dilakukan di Laboratorium

menunjukkan keberadaan bakteri

Pseudomonas sp pada medium selektif

CETA setelah melalui tahap inkubasi yang

ditandai dengan terjadinya flouresensi saat

medium di masukkan kedalam enkas dan

terlihat pada mikroskop saat pewarnaan

gram. Menurut Nugroho (2006) hal ini

diakibatkan Pseudomonas sp merupakan

bakteri hidrokarbonoklastik yang mampu

mendegradasi berbagai senyawa hidrokarbon

termasuk limbah tumpahan minyak bumi,

plastik dan produk senyawa hidrokarbon

lainnya.

(a) (b)

Gambar 4 Hasil Isolasi dan Inokulasi; (a)

Bakteri Pseudomonas sp pada medium CETA

saat di sinari UV (b) Tampilan mikroskop bakteri

Pseudomonas sp saat dilakukan pewarnaan gram

0.84933774

0.881745914

0.9521450440.90928213

4

0.953302937

0.965785259

y = 0.0514x + 0.7916R² = 0.9565

y = 0.0283x + 0.8863R² = 0.9059

0.75

0.8

0.85

0.9

0.95

1

1.05

20 40 60

[1-(

1-X

s)^1

/3]

Waktu Oporasi (menit)

Suhu 300 °C Suhu 400 °C

Linear (Suhu 300 °C) Linear (Suhu 400 °C)

D. BIODEGRADASI RESDIDU

PIROLISIS LIMBAH PLASTIK

MENGGUNAKAN BAKTERI

Pseudomonas sp DENGAN METODE

KOLOM WINOGRADSKY

Plastik yang merupakan polimer

rantai panjang dan berulang sulit untuk

didegradasi. Mikroorganisme berperan

dalam degradasi biologis suatu polimer

Komponen molekul kompleks tersebut

dipecah menjadi komponen yang lebih

sederhana akan digunakan dalam

metabolisme menghasilkan sumber energi.

Terkait hal tersebut, metode Kolom

Winogradsky diharapkan dapat

mengoptimalisasi biodegradasi, ditambah

lagi limbah plastik telah melewati tahap

pirolisis yang mengakibatkan susunan rantai

hidrokarbon limbah plastik menjadi lebih

rapuh dan lebih mudah didegradasi Sistem

pengayaan ini akan membentuk formasi

pertumbuhan mikroorganisme dengan

kemampuan berbeda dalam menggunakan

sumber karbon sederhana sebagai sumber

energi.

Pada wadah kolom diisi tanah dari

tempat pembuangan sampah warga yang

berada di pekarangan sebagai inokulum dan

Tryticae Selective Broth (TSB) dan di susun

seperti pada gambar 4 adalah medium minim

sumber karbon. Sebagai sumber karbon

dalam penelitian ini adalah limbah plastik

yang dibenamkan dalam tanah sampah.

Gambar 5 Uji Biodegrdasi Limbah Plastik

Menggunkan Kolom Winogradsky

Hasil perhitungan penurunan massa

biodegradasi residu pirolisis limbah plastik

dapat dilihat pada tabel 3 berikut.

Tabel 3 Data Hasil Perhitungan Penurunan

Massa Biodegradasi Residu Pirolisis

Limbah Plastik

Berdasrkan tabel 4.9 terlihat bahwa

terjadi penurunan massa limbah plastik

pembanding, meskipun penurunan massa

yang terjadi sangat kecil dengan rata-rata

penurunan massa perbulan sebesar 0,0241

gram perminggu dan terjadi penurunan massa

hingga 0,8981% selama sebulan.

Berikut merupakan gambaran grafik

perbandingan penurunan massa residu

pirolisis limbah plastik dengan limbah plastik

biasa sebagai kontrol.

Gambar 6 Grafik Persetase Perbandingan

Penurunan Massa Residu Pirolisis Limbah

Plastik dengan Limbah Plastik Biasa Sebagai

Kontrol.

Grafik di atas menunjukkan proses

pirolisis pada limbah plastik sangat berpengaruh

Waktu

(Hari)

Massa

Awal

(gram)

Massa

Akhir

(gram)

Penurunan

Massa

(%)

Penurunan

Massa

(gram)

7 10,0253 9,9562 0,6897 0,0691

14 10,0253 9,9233 1,0174 0,0329

21 10,0253 9,8600 1,6484 0,0633

30 10,0253 9,8006 2,2411 0,0594

RATA-RATA 1,3992 0,0562

0.6897

1.0174

1.6484

2.2411

0.3247 0.36280.4903

0.8981

y = 0.5285x + 0.0779R² = 0.9835

y = 0.1848x + 0.057R² = 0.8259

0

0.5

1

1.5

2

2.5

7 14 21 39

Per

sen

tase

Pen

uru

nan

Mas

sa (

%)

Waktu Biodegradasi (Hari)

Residu Pirolisis Limbah Plastik

Limbah Plastik Biasa Sebagai Kontrol

Linear (Residu Pirolisis Limbah Plastik)

Linear (Limbah Plastik Biasa Sebagai Kontrol)

terhadap kemampuan bakteri Pseudomonas

sp dalam mendegradasi limbah plastik.

Menurut Harayama et al., 1999 dalam

Nugroho, 2006. Fraksi alifatik yang memiliki

rantai bercabang hanya dapat didegradasi

oleh bakteri yang memiliki enzim-enzim

oksidasi yang khusus menangani

percabangan itu. Kondisi rantai hidrokarbon

pada limbah plastik residu pirolisis menjadi

lebih mudah untuk digunakan oleh bakteri

Pseudomonas sp sebagai sumber karbonnya.

Hal ini dikarenakan bakteri Pseudomonas sp

merupakan bakteri hidrokarbonoklastik,

yaitu bakteri yang mempunyai kemampuan

untuk menggunakan senyawa hidrokarbon

sebagai sumber karbonnya. Selain itu

kemampuan bakteri Pseudomonas sp dalam

memproduksi senyawa biosurfaktan

mengakibatkan proses biodegradasi tidak

hanya terjadi pada dinding sel (ekstarseluler)

tetapi juga terjadi biodegradasi didalam sel

(intraseluler) sehingga proses biodegaradsi

menjadi sangat optimum.

Selain itu grafik diatas

menggambarkan bahwa plastik dapat

didegradasi dengan waktu yang relatif sangat

singkat dengan menjaga kondisi lingkungan

dan populasi mikroba hidrokarbonoklastik

seperti pada Kolom Wonogradsky. Menurut

Beerstecher 1954, dalam Sharpley 1966

150.000 spsesies mikroba yang dikenal,

terdapat lebih dari 100 spesises mikroba yang

mampu menggunakan hidrokarbon sebagai

sumber karbon dan energi, dan diantaranya

terdapat hubungan yang saling

menguntungkan. Mikroba yang banyak hidup

dan berperan di lingkungan yang

mengandung hidrokarbon adalah bakteri,

sedangkan kehadiran jenis yang lain tidak

terlalu dominan tetapi cukup berperan yaitu

fungi, ragi, alga dan aktinomisetes. Sehingga

penelitian ini yang hanya menggunkan satu

jenis mikroba hidrokarbonoklastik dapat

mendegradasi limbah plastik secara efisien

sehingga dapat memberikan prospek bahwa

limbah plastik dapat didegradasi dengan

sangat cepat secara alami dibandingkan

dengan beberapa teori dan tanggapan yang

sudah ada.

E. EFISIENSI DEGRADASI LIMBAH

PLASTIK DENGAN

MENGOMBINASIKAN TEKNOLOGI

PIROLISIS DAN BIODEGRADASI

DENGAN BAKTERI Pseudomonas sp

Berdasarkan hasil penelitian pada

proses pirolisis dan biodegradasi, didapatkan

hasil yang memuaskan pada kedua proses

tersebut, sehingga dengan mengombinasikan

teknologi pirolisis dan biodegradasi dengan

menggunakan bakteri Pseudomonas sp

sangat berpotensi dalam mengatasi masalah

persampahan.

Hasil penelitian pirolisis menunjukkan

suhu dan waktu optimum operasi terjadi pada

suhu 400 oC dengan waktu operasi selama 60

menit dengan persentase punurunan massa

sebesar 80,124%, sedangkan hasil penelitian

biodegradasi dengan bakteri Pseudomonas sp

menggunakan kolom Winogradsky

menunjukkan persentase penurunan massa

sebesar 2,2411% selama satu bulan.

Sehingga dengan mengombinasikan

teknologi pirolisis dengan biodegradasi

menggunakan bakteri Pseudomonas sp dapat

mendegradasi limbah plastik sebesar

82,3651% selama satu bulan.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian pirolisis

dan biodegradasi dengan bakteri

Pseudomonas sp menggunakan kolom

Winogradsky maka terdapat kesimpulan

sebagai berikut:

1. Waktu dan suhu efisien pirolisis

berdasarkan penurunan massa limbah

plastik adalah pada suhu 400oC dengan

waktu operasi 60 menit, dengan

penurunan massa sebesar 82,3651%.

2. Hubungan antara konversi vollatile

matter terhadap waktu dan suhu operasi

adalah berbentuk linear maka hal ini

dapat membuktikan bahwa reaksi kimia

yang berperan, sehingga kita dapat

mengkorelasikan dengan baik data

terhadap model homogen semu

berdasarkan model kinetika reaksi

heterogen, sehingga anggapan bahwa

mekanisme reaksi mengikuti model

reaksi homogen semu dapat dibenarkan.

3. Bakteri Pseudomonas sp dapat

ditemukan pada lingkungan yang

tercemar hidrokarbon cukup tinggi

berdasarkan hasil isolasi dan inokulasi

4. Berdasarkan uji biodegradasi dengan

bakteri Pseudomonas sp menggunakan

kolom Wonogradsky, penurunan massa

limbah plastik sebesar 2,2411% selama

satu bulan

5. Penurunan massa limbah plastik dengan

mengombinasikan teknologi pirolisis

dan biodegradasi dengan bakteri

Pseudomonas sp sebesar 82,3651%.

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous. 2010. Pemanfaatan Bakteri

Pemecah Minyak (Online).

http://jurnal.dikti.go.id/jurnal/detil/id

/0:23592/q/pengarang:%20Dessy,

Diakses tanggal 8 Agustus 2016

pukul 20:00 WITA.

Anonymous. 2011. Bakteri Pseudomonas sp

Untuk Bioremediasi Akibat

Pencemaran

MinyakBumi(Online).https://aguskris

noblg.wordpress.com/2011/12/30/pe

manfaatan-bakteri-pseudomonas-

untuk-bioremediasi-akibat-

pencemaran-minyak-bumi/. (Diakses

tanggal 8 Agustus 2016 pukul 20:30

WITA)

Azwar. 1990. Pengantar Ilmu Kesehatan

Lingkungan. Yayasan Mutiara:

Jakarta.

Beerstecher, E.Jr., 1954. The Inhibition of

Bacterial Growth with 5-

methyltryptophan, J. Bacteriol. 68(2),

152-155.

Budiyantoro, C.,2010, Thermoplastik dalam

Industri. Teknika Media: Surakarta.

Chandra, Budiman. 2006. Pengantar

Kesehatan Lingkungan. Penerbit

Buku Kedokteran EGC: Jakarta

Environmental Protection Agency (EPA),

1999. Washington

Gnanavel et al. 2014. Degradation of

Polyetilane In The Natural

Environment. Coimbatore Institute of

Technology: Tamil Nadu.

Gritter, R.J., Bobbit, J.M., dan Swharting,

A.E. 1991. Pengantar Kromatografi.

Edisi Kedua. Penerbit ITB: Bandung

Harayama, Mark J dan Hammer Jr, Mrak.

1996. Waterand Wastewater

Technology. Prentice Hall: New

Jersey

Hermawan, N.C., dan Sucipto, Haryo. 2005.

Mesin Perajang Plastik. Laporan

Tugas Akhir: Program Studi D3

Teknik Mesin Produksi ITS:

Surabaya

Kumar S., Panda, A.K., dan Singh, R.K.,

2011, A Review on Tertiary Recycling

of High-Density Polyethylene to Fuel,

Resources, Conservation and

Recycling Vol. 55 893– 910.

Leahy, J.G dan R.R Colwell. 1990, Microbial

Degradation of Hydrocarbons in the

Environments. Microbiological

Reviews 54 (3), 205-315.

Lehninger, A. L. 1988. Dasar-Dasar

Biokimia Jilid 1. Erlangga : Jakarta.

Leisinger, dkk. 1981. Microbiological

Degradation of Xenobiotic and

Recalsitrant Coumpound. Academici

Press: London.

Miller,S.J., Shah, N., and

Huffman,G.P,.2005,”Conversion of

Waste Plastic to Lubrican Base Oil”,

American Chemical Society, 19 (4),

1580-1586.

Manik, K.E.S, 2003. Pengelolaan

Lingkungan Hidup. Djambatan:

Jakarta.

Mulyadi, E., 2010 “Kinetika Reaksi Katalitik

Dekomposisi Gambut”, Semnas Hasil

Penelitian Balitbang prov Jatim,

ISBN 978-979-10-8.

Nishino, J., Itoh, M., Ishimori, T,. Kubota,

N., and Uemichi, Y., 2003,

“Development of a Catalic Cracking

Process for Converting Waste Plastic

to Petrochemicals”, J. Mater. Cycle.

Waste Manag., 5, 89-83.

Notoatmodjo, Soekidjo. 2003. Pendidikan

Dan Perilaku Kesehatan. Rineka

Cipta: Jakarta.

Nugroho, Astri. 2006. Bioremediasi

Hidrokarbon Minyak Bumi. Graha

Ilmu: Yogyakarta

Pahlevi, M.R., 2012. Sampah Plastik

(file:///I:/Artikel%20plastic%20to%2

0oil/twit-sampah-plastik.html) di

akses 1 Agustus 2016

Ramadhan, A., dan Ali, M., 2013.

Pengolahan Sampah Plastik Menjadi

Minyak Menggunakan Proses

Pirolisis, Jurnal Ilmiah Teknik

Lingkungan Vol. 4 No. 1.

Republik Indonesia.2008. Undang Undang

Nomor 18 tentang Pengelolaan

Sampah. Lembaran Negara RI Tahun

2008, No. 115. Sekretariat Negara:

Jakarta.

Rodiansono, Trisunaryanti, W., dan

Triyono,2007, Pembuatan, dan Uji

Aktivitas Katalis NiMo/Z pada Reaksi

Hidrorengkah Fraksi Sampah Plastik

menjadi Fraksi Bensin, Berkala

MIPA,17,2.

Reksosoebroto, S. 1990. Hygine dan

Sanitasi. APK-TS: Jakarta.

Rosenberg, et al. 1992. Teori dan Soal Kimia

Dasar. Erlangga: Jakarta.

Satrio, 2008, Modul Fluidisasi, Laboratorium

Operasi Teknik Kimia, Jurusan

Teknik Kimia, Universitas Ageng

Tirtayasa: Cilegon, Banten

Sharpley, J.M. 1966. Elementary Petroleum

Microbiology. Gulf Publishing

Company: Texas.

Sheehan, D. 1997. Bioremediation Protocols.

Humana Press: New Jersey

Slamet, Juli Soemirat. 2007. Kesehatan

Lingkungan. Gadjah Mada University

Press: Yogyakarta.

Soemirat, juli 1994. Kesehatan Lingkungan.

Gadjah Mada University Press:

Yogyakarta

Surono.U.B., 2013, Berbagai Metode

Konversi Limbah Plastik Menjadi

Bahan Bakar Minyak, Jurnal Teknik,

Vol.3 No.1.

Tchobanoglous, Vigil dan Theisen. 1993.

Integreted Solid Waste Management,

Engineering Principles and

Management Issues. McGraw-Hill,

Inc

Wahyudi,I., 2001.Pemanfaatan Blotong

Menjadi Bahan Bakar Cair dan

Arang Dengan Proses Pirolisis.

Jurusan Teknik Lingkungan FTSP

UPN “veteran”: Jatim