Pages

Jumat, 01 April 2011

“Rancang Bangun Cetakan Furniture Composit Eceng Gondok dan Sampah Plastik dengan Teknologi Compression Molding”

Pengolahan sampah plastik rumah tangga di Indonesia masih konvensional dan sederhana. Sebagai contohnya limbah plastik HDPE di TPA. Teknik pengolahan yang dilakukan oleh para kolektor hanya dengan melelehkan kembali sampah-sampah yang diperoleh dari pemulung dengan harga jual relatif rendah. Bahkan tak jarang pabrik-pabrik mengolah kembali sampah plastik tersebut untuk dijadikan plastik pembungkus makanan atau minuman yang rawan kandungan residu bahan kimia dari plastik awal yang sarat dengan kandungan B3.
Selain sampah plastik yang dihasilkan oleh kegiatan manusia, terdapat pula tumbuhan alam yang keberadaannya mengganggu ekosistem perairan, yaitu Eceng gondok (Eichhornia crassipes (Mart.) Solm.). Eceng gondok merupakan tumbuhan gulma di wilayah perairan yang hidup terapung pada air. Eceng gondok berkembang biak dengan sangat cepat, baik secara vegetatif maupun generatif. Dalam waktu 6 bulan pertumbuhan eceng gondok pada areal 1 ha dapat mencapai bobot basah sebesar 125 ton.(Heyne, 1987) Pertumbuhan yang sangat cepat inilah yang disebut algae blooming (ledakan pertumbuhan) yang akan menyebabkan sinar matahari terhalang untuk masuk kedalam air. Akibatnya pada tanaman produsen dalam air tidak dapat berfotosintesis sehingga jumlah ikan dan biota lainya berkurang. Selain itu, algae blooming juga menyebabkan peningkatan kadar sulfat di perairan yang akan mencemari perairan tersebut.
Salah satu upaya yang cukup prospektif dan ilmiah untuk mengkombinasikan keduanya dengan mengolah eceng gondok yang memiliki serat (selulosa) dan Sampah Plastik jenis HDPE. Sifat fisis dan kimia keduanya dapat menghasilkan komposit yang memiliki ketangguhan baik dan kemampuan mengikuti bentuk.( Hull,1981) Salah satu produk yang bisa dihasilkan adalah sebagai bahan baku furniture dengan Teknologi Compression Molding yang relatif murah dan praktis.
G.1 Fiber Alam dari Serat Eceng Gondok sebagai Reinforce
 Parameter




Dalam composit ini fiber alam yang digunakan adalah jenis serat (Staple), yaitu fiber Eceng gondok yang panjangnya <150 mm. Kadar serat kering rata-rata 1,23 terhadap batang segar. Serat yang diperoleh secara dekortikasi mengandung kadar alpha selulosa 62,8 lignin 8,0 kelarutan dalam air dingin dan panas berturut-turut 14,0; 14,0 ; kadar sari 1,22 kelarutan dalam 1NaOH 41,7. Serat eceng gondok mempunyai penampang lintang dengan bentuk tidak beraturan, dinding sel tipis dan lumennya besar.
Serat Eceng gondok kering Dari kegiatan penelitian yang dilakukan diketahui kadar air eceng gondok segar sebesar 1.676,56% atau mengandung air sebanyak 94,25%, dengan rendemen pulp dalam kondisi kering tanur sebesar 3,6%. Dari pemanenan seluas 1 m2 eceng gondok mempunyai bobot segar sebesar 28 kg yang sebagian besar (84%) berupa batang. Panjang batang/pelepah dapat mencapai 87 cm dengan diameter antara 1-3 cm. Dilihat dari angka tersebut diketahui rendemen yang dihasilkan sangat rendah. Kemungkinan karena hal inilah yang menyebabkan bahan baku ini kurang diminati dalam rangka produksi mebel dalam skala besar, walaupun potensi dan perkembangbiakan dari eceng gondok ini tergolong tinggi.

HDPE sebagai Matriks
High-density polyethylene (HDPE ) adalah material thermoplastik yang memiliki ketahanan terhadap temperature tinggi.HDPE memiliki titik leleh antara 190o-280oC. Kerapatan 0,941-0,965.
HDPE terbentuk dari atom karbon dan hydrogen yang bergabung membentuk molekul dengan berat molekul yang tinggi. Methane gas dirubah menjadi ethylene kemudian diberi panas dan tekanan sehingga menjadi Poliethylene.
Data Table for: Polymers: Commodity Polymers: HDPE

Chemical Properties



Physical Properties



Resin HDPE memiliki proporsi kristal yang lebih besar daripada LDPE. Ukuran dan penyebaran ukuran kristalin menentukan daya regang dan ketahanan retak terhadap lingkungan dari hasil produk akhir. HDPE memiliki lebih sedikit rantai kimia daripada MDPE atau LDPE, yang menghasilkan kerapatan dan kekuatan yang lebih besar

(Gambar 1-2).
Dalam HDPE dan material Thermoplastik lainnya rantai molekul tidak saling berikatan silang dan bahan seperti plastik akan meleleh dengan kondisi panas yang cukup,dengan aplikasi panas, resin dapat dibentuk, dicetak, dan di tekan.

Pompa Hidrolik
Pompa hidrolik berfungsi untuk mentransfer energi mekanik menjadi energi hidrolik. Pompa hidrolik bekerja dengan cara menghisap oli dari tangki hidrolik dan mendorongnya kedalam sistem hidrolik dalam bentuk aliran (flow).
Aliran ini yang dimanfaatkan dengan cara merubahnya menjadi tekanan. Tekanan dihasilkan dengan cara menghambat aliran oli dalam sistem hidrolik. Hambatan ini dapat disebabkan oleh orifice, silinder, motor hidrolik, dan aktuator. Pompa hidrolik yang biasa digunakan ada dua macam yaitu Positive dan Non - positive Displacement Pump.

Heater
Heater merupakan suatu filamen yang dipanaskan. Filamen ini dihubungkan dengan sistem listrik agar mendapatkan panas. Kemudian heater ini juga dihubungkan dengan thermokontrol agar dapat mengatur suhu temperature.

Thermokontrol
Thermokontrol berfungsi sebagai mengatur suhu temperature. Apabila suhu mencapai 1100 C maka alat ini mengatur agar supaya kondisi suhu tersebut tetap konstan.

Motor DC
Motor DC adalah motor yang memerlukan suplai tegangan searah pada kumparan jangkar dan kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Pada motor DC, kumparan medan yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah tertentu. Konverter energi baik energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun sebaliknya dari energi mekanik menjadi energi listrik (generator) berlangsung melalui medium medan magnet. Energi yang akan diubah dari suatu sistem ke sistem yang lain, sementara akan tersimpan pad medium medan magnet untuk kemudian dilepaskan menjadi energi system lainya. Dengan demikian, medan magnet disini selain berfungsi sebagi tempat penyimpanan energi juga sekaligus proses perubahan energi, dimana proses perubahan energi pada motor arus searah dapat digambarkan pada gambar 3,



Compression Molding



Compression Molding adalah metode pencetakan dimana bahan baku yang akan dicetak, diletakkan dalam cetakan yang terbuka, cetakan kemudian ditutup dengan menggerakkan pompa hidrolik untuk memberikan tekanan dan diberikan panas untuk melelehkan bahan.Bahan yang meleleh mengisi seluruh cetakan, proses ini berlangsung selama 10-15 menit. Setelah crossed linking terjadi secara sempurna antara matriks dan reinforced, plate pemanas dimatikan dan plate pendingin dinyalakan. Setelah 10 – 15 menit, ejektor pin ditekan sehingga bahan terlepas dari cetakan.
Bahan baku yang dimasukkan dalam cetakan dapat berbentuk granulle, pellets, atau potongan potongan kecil.Proses ini identik dengan volume tinggi, tekanan tinggi, dan menghasilkan kekuatan yang tinggi pula pada composit hasil press nya.Komposit Thermoplastik juga dapat di press dengan metode ini.Kelebihan dari metode ini adalah, kemapuannya untuk mencetak dengan hasil luas dan besar, harga nya pun lebih murah dari pada injection molding atau transfer molding. Terlebih lagi alatnya hanya menghasilkan sedikit sekali limbah, memberi keuntungan saat bahan yang digunakan cukup mahal, sehingga tidak terbuang. Bagaimanapun, compression molding juga memiliki beberapa kelemahan, misalnya metode ini tidak cocok bagi beberapa bahan, dan less fiber-length degradation daripada injection molding.

Pada perancangan cetakan furniture ini ada beberapa variable kualitatif yang akan diamati.yaitu :
1. Heater Roller dapat menghomogenkan HDPE di bawah titik lelehnya
2. Compression Molding dapat meleburkan HDPE dan serat Eceng gondok menjadi komposit reinforce matriks
3. Thermokontrol bekerja untuk memutus dan menyambung arus listrik untuk mendapatkan suhu yang sesuai
4. Air pendingin bekerja untuk mendinginkan proses terutama cetakan bawah yang berisi produk.
H.4 Prosedur dan Langkah penelitian
a. Studi literatur
Merupakan tahapan penguasaan materi dan pengembangan materi. Materi-materi yang digunakan dari :
1) Text Book
2) Jurnal
3) Browsing Internet
4) Diskusi kelompok
Waktu pelaksanaan studi literatur ini adalah lima minggu pertama jadwal perancangan cetakan furniture ini..
b. Persiapan Bahan
• Eceng gondok:
Bahan baku Eceng gondok diambil dari pinggiran Rawa Pening. Bagian tumbuhan yang diambil adalah bagian batangnya saja, karena di bagian batang inilah terdapat serat yang paling tinggi. Bagian pangkal dan daun sebenarnya juga dapat digunakan, akan tetapi akan menimbulkan sedikit kesulitan dalam proses penggilingannya. Bagian daun relatif lebih susah digiling. Bagian batang eceng gondok ini kemudian dirajang dan dikeringkan sampai mencapai kering udara. Proses ini dimaksudkan untuk mengurangi volume dari eceng gondok.
• Plastik HDPE :
Plastik yang akan digunakan dicuci bersih dan dikeringkan terlebih dahulu. Kemudian plastik dipotong hingga ukurannya sama seperti Pellet.
b. Compression molding


Pertama, eceng gondok kering yang sudah dirajang halus, diratakan diatas cetakan, dan plastik yang telah dipotong kecil kecil juga diratakan. Setelah itu, plastik dimasukkan ke proses hot roller dan diatur suhunya menjadi 110oC, suhu diatur dibawah titik leleh agar HDPE yang dihomogemkan tidak bersifat mengalir, dan hanya berbentuk lentur seperti karet . Apabila plastik belum menyatu, maka dimasukkan lagi kedalam hot roller sampai plastik tersebut menyatu. Setelah itu, plastik HDPE dialirkan menuju cetakan bawah yang telah diisi oleh serat eceng gondok. Heater dinyalakan hingga 110 oC. setelah rentang waktu selesai, heater dimatikan lalu hidrolik diturunkan untuk dicelupkan ke dalam air pendingin. Setelah 10-15 menit setelah didinginkan, bahan yang sudah jadi diambil dari cetakannya.

And... This is it, Trash, co-creation ala chef Ana Quinn& Company






5 komentar:

  1. Artikel ini sangat menarik. Terimakasih telah berbagi informasi. Informasi ini sangat membantu

    ST3 Telkom

    BalasHapus
  2. Thanks for your post really helped me awaited other stuff ..



    ST3 Telkom

    BalasHapus
  3. Thanks you for share and interesting ..

    ST3 Telkom

    BalasHapus