Oleh: Dr Paige Marie Morse, PhD, Sustainability Advisor, and Dr Jolly Pan, Customer Support and Training Manager, Aspen Technology (AspenTech)
Pembangunan berkelanjutan merupakan tantangan dan menjadi fokus utama di seluruh dunia. Mengatasi triple bottom line pada People-Plant-Profit, menjaga keseimbangan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat, karyawan; mengurangi dampak lingkungan; namun juga memberikan keuntungan kepada perusahaan menjadi sangat penting.
Dengan pendekatan ini, konsumen dan bisnis sama-sama harus memikirkan kembali perilaku saat ini untuk secara khusus menangani keberlanjutan. Proses produksi dan penggunaan plastik memiliki peran penting dalam upaya keberlanjutan ini, dimana kesadaran tentang hal ini juga telah meningkat selama pandemi COVID-19.
Daur ulang plastik masih berada pada tingkat yang rendah selama bertahun-tahun dan memperluas kegiatan daur ulang ini adalah kunci untuk bergerak menuju ekonomi sirkular. Konsep yang menuntut seperti ini didasarkan pada prinsip-prinsip bahwa proses manufaktur bergerak dari siklus hidup linier saat ini untuk mengintegrasikan limbah dan produk sampingan serta menghilangkan emisi, sekaligus mengurangi dampak secara keseluruhan terhadap lingkungan alam. Dalam hal ini, daur ulang plastik adalah kunci untuk memperluas ekonomi sirkular.
Menurut Ellen MacArthur Foundation, hanya sekitar 14% dari kemasan plastik yang dikumpulkan untuk didaur ulang secara global dan sepertiga dari volumenya berakhir di lingkungan. Dalam Percakapan CERAWeek baru-baru ini, wakil presiden IHS Markit, Anthony Palmer memperkirakan bahwa lebih dari 400.000 metrik ton sampah plastik diperkirakan akan lolos ke lingkungan pada tahun 2050.
Perusahaan, konsumen memiliki target dari upaya untuk mengintegrasikan plastik daur ulang ke dalam produk akhir dan kemasan mereka. Mereka ditantang untuk menskalakan proses daur ulang dan pengumpulan untuk mengatasi volume yang sangat besar dan tersebar.
Kemampuan Digital
Kabar baiknya adalah banyak perusahaan di seluruh value chain plastik secara aktif bekerja dan berkolaborasi untuk mengatasi masalah sampah plastik. Dan kemampuan digital membantu memecahkan beberapa tantangan terbesar dalam kegiatan daur ulang.
Pada proses mekanis daur ulang, ketika plastik dilebur untuk membuat wadah plastik baru, akan sulit untuk mengintegrasikan kembali material tersebut ke dalam value chain. Berbagai jenis plastik yang biasanya diidentifikasi dengan simbol daur ulang #1 – #6 (seperti yang ditunjukkan pada gambar 3), seringkali menuntut solusi berbeda yang membutuhkan penyortiran padat karya. Banyak kemasan terbuat dari campuran plastik bekas, biasanya ditandai #7, yang memerlukan cara yang unik.
Perusahaan Jepang FP Corporation memiliki bisnis yang rumit dan tantangan keberlanjutan dalam operasi pengemasan dan logistiknya. Perusahaan ini berhasil menerapkan solusi mata rantai pasokan digital untuk mengoptimalkan proses produksi dan distribusi yang kompleks untuk target profitabilitas dan keberlanjutan.
Bekerja dengan mitra Time Commerce, perusahaan tersebut menghasilkan rencana penjadwalan terperinci yang mengintegrasikan rencana permintaan dan kapasitas gudang dengan komponen biaya utama untuk produksi, inventaris, dan transportasi. Rencana tersebut mencakup pengambilan kontainer bekas dari lokasi konsumen dan penggunaan kembali material di lokasi produksi, terutama yang terbuat dari polistirena (PS #6) dan polietilena tereftalat (PET atau PETE #1). Perusahaan tersebut memperkirakan bahwa cara tersebut mengurangi limbah TPA sebesar 443.000 metrik ton dan mengurangi emisi karbon sebesar 160.000 metrik ton pada FY2019.
Teknologi digital juga membantu mengembangkan dan meningkatkan kemampuan daur ulang baru yang sering disebut sebagai “daur ulang tingkat lanjut”. Pendekatan lanjutan ini berbeda dari daur ulang mekanis karena mengambil polimer terpisah untuk membuat monomer awal atau bahan baku, atau perantara lain yang dapat digunakan sebagai bahan baku.
Daur ulang tingkat lanjut memberikan peluang untuk mengelola sampah plastik dalam jumlah besar, dan mengubahnya menjadi bahan yang dapat digunakan. Seiring dengan peningkatan proses, ini juga dapat memberikan lebih banyak fleksibilitas dalam jenis dan variabilitas plastik yang dapat didaur ulang.
Pirolisis adalah proses utama untuk daur ulang lanjutan polietilen (HDPE #2 dan LLDPE #4) dan polipropilena (#5). Beberapa perusahaan global sedang mengerjakan proses pirolisis dengan fokus pada solusi simulasi digital, seperti Aspen Plus dari AspenTech. Solusi ini memodelkan reaksi kompleks yang terjadi dalam penguraian polimer sehingga kondisinya dapat dioptimalkan untuk biaya dan emisi. Pirolisis dapat menjadi langkah pertama yang membantu dalam rencana daur ulang lokal karena produk cair yang terbentuk jauh lebih mudah diangkut daripada sampah plastik dalam jumlah besar.
Sebuah studi penelitian baru-baru ini yang menggunakan Aspen Plus untuk memodelkan pirolisis limbah ban menyoroti bahwa model simulasi dapat “berfungsi sebagai alat yang kuat untuk menanggapi kondisi pasar yang menentukan permintaan dan harga bahan bakar sementara pada saat yang sama mengidentifikasi kondisi proses yang optimal (mis. suhu) didorong oleh ekonomi proses.” Operator dapat mengoptimalkan berdasarkan permintaan pasar lokal, seperti bensin, solar dan hidrokarbon lainnya.
Teknologi digital juga dapat membantu langkah selanjutnya dalam proses daur ulang karena minyak pirolisis yang dihasilkan diintegrasikan kembali ke dalam operasi sebagai bahan baku ke dalam kerupuk uap untuk produksi olefin. Solusi perencanaan seperti Aspen PIMS, membantu perusahaan menilai kemampuan unit untuk pakan alternatif dan memberikan panduan tentang kondisi optimal untuk pengelolahan. Seiring berkembangnya pengalaman operasional, analitik proses dapat membantu operator menargetkan keandalan dan aktivitas pemeliharaan, seperti penguraian tungku, untuk memastikan efisiensi energi tetap tinggi sambil menyeimbangkan tuntutan operasional.
Nilai plastik dalam aplikasinya, termasuk peningkatan kualitas dan daya tahan adalah area fokus lain di seluruh rantai nilai plastik. Beberapa perusahaan konsumen bergerak menuju kemasan yang lebih tahan lama yang dapat digunakan kembali sementara dan produsen plastik bergerak untuk meningkatkan kualitas produk mereka, membuatnya lebih mudah untuk didaur ulang, dan secara keseluruhan mengurangi limbah dalam produksi saat ini.
Simulasi sifat dan proses polimer mempercepat pengembangan produk baru ini sehingga produsen dapat mengirimkan produk baru ke pasar lebih cepat dan dengan biaya lebih rendah. Dow, misalnya, mampu mempercepat waktu pemasaran dan mengurangi waktu siklus batch untuk produksi polimer menggunakan simulasi dinamis untuk menyesuaikan kondisi proses. SCG Chemical menghemat lebih dari US$300.000 dengan menghilangkan uji coba pabrik untuk grade HDPE baru.
Nilai plastik juga terkait dengan kualitas produksi, dan menghilangkan bahan bernilai rendah yang sering diproduksi dalam proses volume tinggi. Solusi digital juga membantu mengoptimalkan operasi polimer mereka saat ini untuk meminimalkan limbah dan mengurangi penggunaan energi. Solusi penjadwalan dapat diterapkan pada operasi unit polimer untuk mengoptimalkan jadwal dan kondisi produksi untuk memastikan bahan limbahminimal yang dihasilkan di antara produk berkualitas tinggi. Optimalisasi untuk penggunaan energi dan bahan baku juga dibantu oleh teknologi yang terkontrol dalam menstabilkan operasi.
Upaya besar diperlukan di seluruh dunia untuk mengatasi tantangan sampah plastik dan membuat kemajuan menuju sasaran keberlanjutan yang penting. Perusahaan dapat menargetkan dan mempercepat upaya mereka dalam daur ulang, optimalisasi, dan desain ulang polimer dengan menggunakan kemampuan digitalisasi.
Aspen Technology (AspenTech) merupakan perusahaan global pengembang perangkat lunak pengoptimalan aset. Solusinya menangani lingkungan industri yang kompleks yang sangat penting untuk mengoptimalkan perencanaan aset, siklus operasi dan pemeliharaan. AspenTech menggabungkan keahlian pemodelan proses dengan kecerdasan buatan dengan platform perangkat lunaknya yang dibuat khusus mengotomatiskan pekerjaan pengetahuan dan membangun keunggulan kompetitif yang berkelanjutan dengan memberikan pengembalian yang tinggi pada seluruh siklus hidup aset. Hasilnya, perusahaan dalam industri padat modal dapat memaksimalkan waktu kerja dan mendorong batas kinerja, menjalankan aset mereka lebih aman, lebih ramah lingkungan, lebih lama dan lebih cepat.
