## ANALISA PELEBURAN LIMBAH PLASTIK JENIS POLYETHYLENE
TERPHTALATE (PET) MENJADI BIJI PLASTIK MELALUI

## PENGUJIAN ALAT PELEBUR PLASTIK

## Irvan Okatama
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana, Jakarta E-mail: okatamairvan@gmail.com
Abstrak -- Pada umumnya seperti botol plastik untuk daur ulang diolah kembali menjadi barang semula, secara  garis  besar  plastik  dapat  digolongkan  menjadi  dua  yaitu  thermoplastic,  yaitu  dapat  dibentuk kembali dengan mudah dan diproses menjadi bentuk lain dan bersifat thermoset, bila telah dipakai tidak dapat digunakan kembali.  Jenis plastik Polyethylene  Telephthalate  (PET) ini  merupakan jenis plastik terbaik yang bisa digunakan sebagai botol - botol minuman ringan (bersoda/terkabonasi). Alat pelebur plastik ini menggunakan alat pemanas Heater Band dan Heater Nozzle dengan suhu mencapai100  C 300  C.  Kapasitas  produksi  potongan  plastik  bisa  mencapai  1  kilogram,  bahan  plastik  Polyethylene Telephthalate (PET) melunak pada suhu 180  C dan mencair secara sempurna pada suhu 200  C. Alat ini menguji dengan berat yang berbeda diantaranya 100gram, 200 gram dan 300 gram masing-masing membutuhkan  waktu  615  detik,  723  detik,  dan  870  detik.  Berkurangnya  bahan  plastik  karena  terjadi penyusutan selama dilebur yaitu mencapai 35 gram - 80 gram.
Kata kunci: Alat Pelebur Plastik, Polyethylene Telephthalate (PET)

## 1.  PENDAHULUAN
Sampah  seperti  botol  plastik  merupakanbagian yang  tidak  dapat  terpisahkan  dari  kehidupan manusia. Botol  plastik  sering  dipergunakan sebagai botol minuman (air mineral, jus, soft drink , minuman olah raga) tetapi tidak untuk air hangat atau panas. Salah satu sampah yang dapat didaur ulang  adalah  botol  plastik  bekas  minuman. Pemanfaatan  hasil  dari  daur  ulang  botol  plastik bekas minuman bisa digunakan berbagai macam beragam produk kerajinan, seperti wadah pin atau aksesoris,  tempat tissue ,  celengan, souvenir cindera mata.
Plastik PET memiliki kekuatan mekanik yang tinggi,  transparan,  bersifat  tidak  beracun,  dan tidak pengaruh pada rasa dan permeabilitas yang dapat  diabaikan  untuk  karbon  dioksida.  Plastik PET memiliki kekuatan tarik dan kekuatan impak yang sangat baik, begitu juga dengan ketahanan kimia, clarity, processability ,  kemampuan warna dan stabilitas termalnya.
1.1 Jenis - jenis plastik
Menurut  Syarief  et  al  (1988),  berdasarkan ketahanan  plastik  terhadap  perubahan  suhu, maka plastik dibagi menjadi dua, yaitu:
a) Thermoplastic
Jenis  plastik  ini  meleleh  pada  suhu  tertentu, melekat  mengikuti  perubahan  suhu,  bersifat reversible (dapat kembali ke bentuk semula atau mengeras bila di dinginkan). Contoh: Polyethylene (PE), Polypropylene (PP),
Polyethylene
Terephthalate (PET ), Poliviniclorida (PVC), Polistirena (PS).
b) Thermoset atau thermodursisabel Jenis plastik ini tidak dapat mengikuti perubahan suhu (tidak reversible) sehingga bila pengerasan telah  terjadi  maka  bahan  tidak  dapat  dilunakkan kembali.  pemanasan  dengan  suhu  tinggi  tidak akan melunakkan jenis plastik ini melainkan akan membentuk  arang  dan  terurai.  karena  sifat thermoset yang demikian maka bahan ini  banyak digunakan sebagai tutup ketel.
1.2 Heater Band dan Heater Nozzle
Heater  Band  dan  Heater  Nozzle Jenis  heater tabung  yang  banyak  digunakan  di  mesin  plastik dan  sejenisnya.  Band  heater  berbentuk  seperti tabung  dengan  fungsi  pemanasan  memanaskan silinder  dengan  dimensi  tertentu.  Ukuran  bisa menyesuaikan  dengan  silinder  yang  akan dipanaskan.
Elemen  pemanas  listrik  (elemen  pemanas listrik)  banyak  dipakai hearts kehidupan  sehari  - hari,  baik  di  dalam  rumah  tangga  ataupun peralatan  dan  mesin  industri.  Bentuk  dan  jenis dari electrical elemen  pemanas  bermacam- macam disesuaikan dengan fungsi fungsi, tempat pemasangan  dan media yang dipanaskan panas yang diposkan dihasilkan pemanas elemen listrik bersumber  dari  kawat  atau  pun  pita  bertahanan listrik  tinggi (resistance kawat)  biasanya  bahan yang  digunakan  adalah  niklin  yang  dialiri  Arus listrik pada kedua ujungnya dan dilapisi diposkan isolator  listrik  yang  mampu  meneruskan  panas dengan baik hingga aman jika digunakan.

## 1.3 Kalor
Kalor  adalah  sesuatu  yang  dipindahkan  diantara sebuah  sistem  dan  sekelilingnya  sebagai  akibat
dari  hanya  perbedaan  temperatur.  Konsep  kalor sebagai sebuah zat yang jumlah seluruhnya tetap konstan  akhirnya  tidak  mendapat  dukungan eksperimen.  Nilai kalor jenis plastik Polyethylene Terephthalate  (PET) 3,472  j/kg  setara  dengan 0,83 kalori kalor massa jenis 1 kg dan perubahan suhu adalah 120⁰C - 180⁰C = 60⁰C
Massa Jenis       : 1 kg Jenis Kalor         : 3,472 j/kg Perubahan Suhu: (T1-T2) 120⁰-180⁰ = 60⁰C Q = m . c . ∆T = 1 . 3,472 . 60⁰C = 208,32 J/kg⁰C

## 2.  METODE PENELITIAN

## 2.1 Pendekatan Penelitian
Pendekatan  penelitian  adalah  metode  yang digunakan  untuk  mendekatkan  permasalahan yang  diteliti  sehingga  dapat  menjelaskan  dan membahas  permasalahan  secara  tepat.  Tugas akhir  ini  menggunakan  metode  penelitian  jenis pengujian alat dan eksperimen. Pengujian adalah penelitian  dengan  melakukan  uji  coba  terhadap suatu  alat  untuk  mendapatkan  data.  Pengujian yang  dilakukan  dengan  meleburkan  limbah plastik.

## 2.2 Proses Perancangan Alat

## a)  Persiapan Alat dan Bahan Plastik
Dalam  pembuatan  alat  peleburan  limbah  plastik daur  ulang  biji  plastik  sederhana  memerlukan beberapa  peralatan  yang  harus  disiapkan  agar proses  peleburan  dapat  berjalan  dengan  lancar dan hasil yang sempurna, peralatan tersebut yaitu sebagai berikut:
 Alat kerja:
o Gerinda (mesin potong)
o Alat Ukur (meteran, jangka sorong)
o Las Argon
o Spidol
o Penggaris
o Mesin Bor
o Mesin Roll
 Bahan:
o Plat Stainless steel ketebalan 2 mm o Pipa diameter 16 mm
o Selang Air diameter 18 mm
o Kabel Listrik panjang 200 cm
o Limbah botol plastic
o Gunting
o Tungku o Air b)  Proses Perancangan Pada  tahapan  ini  semua  bahan  yang  telah  di kerjakan dan di bentuk sesuai dengan ukuran alat, maka  akan  di  buat  menjadi  satu  rangkaian  utuh sehingga  dapat  menjadi  alat  pelebur  plastik
sederhana,  yang  terdiri  dari  penggabungan semua komponen yang telah dirancang:
 Tabung pelebur
 Band Heater
 Nozzle Heater
 Ego Thermostat
 Thermometer
 Lampu panel
 Penyangga tabung
 Kipas

## c)  Proses perakitan alat pelebur plastik
Gambar 3.2 Proses perakitan alat pelebur plastic Langkah  kerja  atau  tahapan  pembuatan  alat peleburan  plastik dapat diilustrasikan  dalam flow chart sebagai berikut:
Gambar 3.2 Flow chart proses perancangan alat pelebur plastik
Keterangan Flow chart:
1)  Persiapan  alat  dan  bahan stainless  steel dengan tebal 2 mm.
2)  Potong  plat  berbentuk  segi  empat  dengan ukuran panjang 600 mm dan lebar 250 mm.
3)  Masukan  plat  ke  mesin  rol  dengan  cara memutar  poros  engkol  hingga  berbentuk lingkaran  tabung  untuk  meletakan Heater Band, suhu Heater Band mencapai 300  C . 4)  Las  bagian  plat  yang  menyambungkan  garis lurus hingga menjadi tabung dengan menggunakan las argon.
5)  Plat  hingga  berbentuk kerucut  dengan  sudut kemiringan 20⁰.
6)  Las  bagian  bawah  penyambung  tabung  ke kerucut hingga tidak ada kebocoran.
7)  Potong plat ujung kerucut dan las pipa dengan ukuran  diameter  31  mm  dan  tinggi  50  mm untuk  pemasangan Nozzle  Heater, suhu Nozzle Heater mencapai 200  C.
8)  Potong  pipa  dengan  ukuran  diameter  18mm dengan  tinggi  30mm,  las  kembali  untuk penyambung dari pipa Nozzle Heater .
9)  Bor bagian samping atas tabung dan siapkan pipa  dengan  ukuran  diameter  16mm  dan panjang  350mm,  untuk  pemasangan  pipa pembuangan asap.
10) Las pipa tersebut ke bagian atas tabung dan tekuk dengan jarak ukuran 50mm lalu panjang 300mm.
11) Siapkan  selang,  pasang  selang  sebagai penyambung pipa penyalur asap dan pasang kipas  9  volt  ke  tabung  untuk  pembuangan asap dari mesin pelebur.
2.3 Bahan Plastik dan Alat Pelebur
a)  Bahan Plastik Botol plastik adalah termasuk golongan Polyethylene  Terephthalate  (PET) ,  merupakan resin polyester yang tahan lama, kuat, ringan dan mudah  dibentuk  ketika  panas.  Kepekatannya adalah  sekitar  1,35  –  1,38  gram/cc,  ini membuatnya kokoh, rumus molekulnya adalah (- CO-C6H5-CO-O-CH2-CH2-O-)n.
Polyethylene  terephthalate  (PET) bersifat jernih dan transparan, kuat, tahan pelarut, kedap gas  dan  air,  melunak  pada  suhu  180  C  dan mencair  dengan  sempurna  pada  suhu  200  C. Tidak untuk air hangat apalagi panas, Untuk jenis ini, disarankan hanya untuk satu kali penggunaan dan  tidak  untuk  mewadahi  pangan  dengan  suhu kurang dari 60  C.

## b)  Alat Pelebur
Untuk melakukan proses peleburan, sebelumnya dilakukan  perancangan  komponen.  Adapun komponen  yang  digunakan  antara  lain  tabung pelebur, band heater , nozzle heater.
Tabung  pelebur  ini  terbuat  dari stainless  steel , menggunakan plat stainless steel agar mendapatkan  hasil  panas  yang  maksimal  dalam proses peleburan.

## Gambar 3.3 Tabung pelebur
Keterangan Tabung peleburan: 1. Diameter: 200 mm 2. Tinggi     : 250 mm
3. Kapasitas tabung: ± 1 kg
Gambar 3.4 Band Heater
Band  Heater berbentuk  seperti  tabung berfungsi  memanaskan  silinder  dengan  dimensi tertentu.  Ukuran  bisa  menyesuaikan  dengan silinder yang akan dipanaskan. Band Heater pada umumnya  ada  dua  jenis  :  pertama band  heater standart yang  materialnya full  plat  ss sedangkan yang kedua band heater ceramic yang materialnya terbuat dari ceramic . Band Heater ini merupakan  salah  satu  komponen  pada  alat pelebur dan cukup mudah untuk pemasanganya.
Gambar 3.5 Nozzle Heater
Seperti Band  Heater , Nozzle  Heater juga dipergunakan untuk memanaskan tabung,
perbedaannya  diameter Nozzle  Heater lebih kecil. Nozzle  Heater dan Band  Heater paling banyak dipergunakan untuk barrel mesin extruder dan injection
plastik. Pada pipa tabung terpasang Band  Heater dan  pada  ujung  pipa pengeluaran  cairan  plastik  terpasang Nozzle Heater.

## 2.4 Proses Pengambilan Data
Untuk  mengetahui  proses  kerja  alat  pelebur limbah plastik menjadi biji plastik, maka dilakukan pengujian  untuk  mengambil  data  operasi  yang akan memberikan gambaran kinerja alat tersebut. Parameter yang di ambil dalam langkah pengujian yaitu:
a) Berat Bahan Material
Sebelum  melakukan  proses  peleburan,  langkah yang  diambil  terlebih  dahulu  yaitu  dengan melakukan  penimbangan  bahan  plastik  untuk dapat  mengetahui  jumlah  dan  berat  bahan  yang akan dimasukkan kedalam tabung pelebur.
b) Memasukan Bahan Plastik Kedalam Tabung Masukan potongan bahan plastik kedalam tabung pelebur  dengan  ditekan  agar  potongan  plastik lebih cepat meleleh bahan plastik tersebut.
c) Temperatur peleburan plastik
Pengambilan suhu pada saat melakukan proses peleburan , dimulainya pada titik cair peleburan.
d) Waktu Proses peleburan
Pengambilan waktu pada saat melakukan proses peleburan  yaitu  dengan  mencatat  waktu,  Pada saat dimulainya proses peleburan dan juga pada saat proses peleburan selesai.
e) Proses Penampungan Cairan Biji Plastik Setelah terjadi proses peleburan, kemudian cairan biji  plastik  mengalir  melalui  pipa  spiral,  keluar menuju  tungku  dan  tempat  penampungan  diberi air untuk pendinginan biji plastik. Proses ini terus- menerus sampai bahan plastik mencair.

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Pengujian dan Analisa Bahan Polyethylene Terepthalate (PET)
Gambar 4.1 Alat Pelebur Plastik
Alat  ini  melebur  plastik  dengan  suhu mencapai  100-  300  C.  Kapasitas  produksi potongan  plastik  bisa  mencapai  1kg.  Untuk mengetahui  hasil  peleburan  maka  memerlukan beberapa pengujian dan hasil perbandingan yaitu:
Tabel 3.1 Hasil Perbandigan Pengujian Berat
No Berat Bahan Plastik dan Biji Plastik Waktu (detik) Temperatur (  C) Awal Akhir 1 100 gram 65 gram 615 200⁰C 2 200 gram 130 gram 723 200⁰C 3 300 gram 220 gram 870 200⁰C
Keterangan:
Dari  tabel  di  atas  hasil  perbandingan  pengujian bahan plastik dengan berat 100 gram, 200 gram, 300 gram menghasilkan waktu yang berbeda yaitu 615  detik,  723  detik  dan  870  detik.  Hasil  berat akhir biji plastik 65 gram, 130 gram dan 220 gram. Setelah  dilebur  berkurangnya  bahan  plastik mengalami pengerakan dari 35 gram – 80 gram. Dari tabel 4.1 memperoleh grafik sebagai berikut:
Gambar 4.1 Grafik Hasil Perbandigan Pengujian Berat Bahan 100 gram, 200 gram dan 300 gram
Dari  grafik  4.1  hasil  perbandingan  dengan berat  bahan  100  gram,  200  gram  dan  300  gram menunjukan temperatur 30  C membutuhkanwaktu 125 detik, 144 detik dan 150 detik, temperatur naik sampai 80  C membutuhkan waktu  324  detik.  Pada  temperatur  80  C  -  180  C membutuhkan  waktu    579  detik  (pada  saat  ini bahan  plastik  melunak)  dan  pada  temperatur 200  C dengan berat bahan plastik 100 gram ,200 gram  dan  300  gram  memperoleh  waktu  615 detik,723  detik  dan  870  detik  (titik  cair  secara sempurna  peleburan  bahan  plastik  menjadi plastik.

## 4.  KESIMPULAN DAN SARAN
Nilai kalor jenis plastik Polyethylene Terephthalate (PET) 3,472  j/kg  setara  dengan  0,83  kalori  kalor massa  jenis  1  kg  dan  perubahan  suhu  adalah 120⁰C - 180⁰C = 60⁰C
0 200 400 600 800 1000 3 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 1 8 0 2 0 0 Wakt u ( d et ik ) Temperatur 100 gr 200
gr 300 gr
Massa jenis : 1 kg Jenis kalor       : 3,472 j/kg Perubahan suhu :(T1-T2) 120⁰-180⁰ = 60⁰C
Q = M . C . ∆T = 1 . 3,472 . 60⁰C = 208,32 J/kg⁰C
Bahan plastik seberat 100 gram maka waktu yang  diperoleh  selama  bahan  plastik  dilebur sampai  habis  membutuhkan  waktu  1515  detik, bahan  plastik  seberat  200  gram  sampai  bahan habis membutuhkan waktu 2116 detik dan bahan plastik  seberat  300  gram  sampai  bahan  habis membutuhkan  waktu  2697  detik.  Pada  proses peleburan  berat  bahan  plastik  yang  dilebur mengalami pengerakan 35-80 gram berdasarkan analisa uji alat pelebur.
Untuk mengembangkan alat peleburan limbah plastik  botol  skala  lab  (kecil)  yangtelah  dibuat dapat di sarankan hal-hal sebagai berikut:
1. Proses  peleburan  sebaiknya  di  lakukan  di tempat  yang  terbuka,  karena  sangat  panas dan mengganggu pernapasan.
2. Selalu  melakukan  pengecekan  pada  setiap komponen-komponen  mesin  pelebur  plastik agar  menghindari  kerusakan  saat  proses peleburan.
3. Untuk keamanan pada saat proses peleburan plastik,  di  anjurkan  selalu  ada  air untuk mendinginkan hasil peleburan plastik.
4. Agar  asap  tidak  menganggu  lingkungan sebaiknya  gunakan  kipas  dan  gasful  untuk meghilangkan asap pada waktu peleburan.
5. Alat  ini  dapat  melebur  jenis  plastik  antara lain :  Polypropylene  (PP),  Low  Density Polyethylene (LDPE),
High Density polyethylene  (HDPE),  polyvinyl  chloride (PVC) dan Polystyrene (PS).
6. Penulis berharap kedepannya tugas akhir ini dapat menjadi peluang usaha.

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Apriyadi  Dwi  Widodo  ,  Muhammad  Adrul Jihan  ,  Ardiyanto  Nugroho  ,  Toto  Mugiono  , Ahmad  Hakim,  Bintang  Kuncoro  ,  Sentot Hardwiyono, Pengaruh Penam bahan Limbah Botol Plastik Polypthylene Terepthalate (Pet) Dalam  Campuran  Laston-Wc  Terhadap Parameter  Marshall.  Jurnal  Pkm  Plastik Pet.2014. [2].  Azizah, U.Polimer Berdasarkan Sifat Thermalnya. 2009.
[3].  Awaja,  F.,  Pavel,  D.“Recycling  of  PET”, European Polymer Journal, 41(7), 1453-1477. (2005),
[4].  Idemat ThermoplasticStarch(TPS).http://www.matba se.com/material/polymers/agrobased/thermo plastic-starchtps/properties.1998.
[5].  Kadir,  Kajian  Pemanfaatan  Sampah  Plastik Sebagai  Sumber  Bahan  Bakar  Cair.  Jurnal Ilmiah  Teknik  Mesin  ISSN  :  2085-8817.(3)  : 223-228. 2012.
[6].  Karayannidis,  G.P.,  Achilias,  DS.  “Chemical Recycling of     PolyEthylene Terephthalate)”. Macromolecular  Materials  and  Engineering, 292 (2), 128- 146. (2007).
[7].  Syarief. R. S. Santausa dan Isyana. Teknologi Pengemasan Pangan, PAU Pangan dan Gizi, IPB Bogor. 1989.
[8].  Theresia,  V.  Aplikasi  dan  Karakterisasi  Sifat Fisik-  Mekanik  Plastik  Biodegradable  dari Campuran  LLDPE  dan  Tapioka.  Skripsi. Fateta, IPB,Bogor. 2003.
[9].  Umam,K., Nur H.A., dan Nurmawati. Struktur dan
Sifat Polimer. http://www.scribd.com/doc/6646895/Tugas- Material-Polimer. 2007.
[10].  Willey,  J.,  Suns. Fisika  jilid1  edisi  ketiga . Erlangga: Jakarta. 1978