STUDI TERMODINAMIKA DAN KINETIKA GASIFIKASI SAMPAH PLASTIK MENJADI GAS SINTETIK (SYNGAS)

Abstract

Peningkatan volume sampah plastik di berbagai wilayah, khususnya di negara berkembang seperti Indonesia, telah menjadi ancaman serius terhadap lingkungan. Pengelolaan limbah plastik konvensional melalui penimbunan dan pembakaran terbuka tidak hanya tidak efisien, tetapi juga menimbulkan dampak negatif seperti pencemaran udara dan tanah. Oleh karena itu, diperlukan solusi alternatif yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan, salah satunya melalui konversi termokimia dalam bentuk gasifikasi. Penelitian dilakukan dengan menggunakan reaktor batch tipe fixed bed pada suhu 600°C, 700°C, dan 800°C. Agen gasifikasi yang digunakan adalah udara dan uap air, dengan variasi equivalence ratio (ER) antara 0,2 hingga 0,4. Komposisi gas hasil dianalisis menggunakan kromatografi gas (GC). Selain itu, data eksperimen digunakan untuk menghitung parameter kinetika reaksi (konstanta laju dan energi aktivasi) serta efisiensi konversi energi kimia menjadi syngas. Hasil menunjukkan bahwa peningkatan suhu dari 600°C menjadi 800°C diikuti oleh peningkatan kandungan H₂ dari 18% menjadi 28% dan CO dari 12% menjadi 21% dalam syngas. Penggunaan uap air sebagai agen gasifikasi berpotensi meningkatkan pembentukan H₂ melalui reaksi reforming dan water-gas shift. Berdasarkan nilai konstanta laju reaksi yang dilaporkan, yaitu 0,003–0,007 s⁻¹, perhitungan menggunakan persamaan Arrhenius menghasilkan energi aktivasi sebesar 33,12 kJ/mol. Nilai kalor rendah (lower heating value/LHV) syngas tertinggi yang dilaporkan sebesar 15 MJ/Nm³ pada suhu 800°C, tetapi masih memerlukan verifikasi basis komposisi gas, dengan efisiensi konversi energi kimia yang dilaporkan sebesar 71,2% pada penggunaan agen uap air dan ER 0,3; nilai efisiensi ini belum dapat diverifikasi dari data yield gas dan nilai kalor bahan baku yang disajikan. Studi ini memberikan pemahaman mengenai pengaruh kondisi operasi terhadap karakteristik gasifikasi plastik serta potensinya dalam pengelolaan limbah berkelanjutan dan produksi energi alternatif.