## RANCANG BANGUN TUNGKU PELEBUR LIMBAH KACA UNTUK SENTRA UKM MANIK-MANIK KACA
1) Priscilla Tamara, 2) Peniel Immanuel Gultom
1,2) Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Nasional Malang

## ABSTRAK
Proses  peleburan limbah  kaca di  UKM  saat ini dilakukan  dengan  2  cara  yaitu  tradisional  yaitu  brander saja yang „ditembakkan‟ ke limbah kaca (400° C - 500° C) yang menghabiskan waktu sangat lama disebabkan kapasitas  yang  sangat  terbatas  dan  modern  yaitu    tungku  pelebur  logam  yang  dimodifikasi  namun  hanya  bisa untuk  produksi  kaca  tiup  serta  tungku  keramik  yang  dimodifikasi  namun  harganya  sangat  mahal  sulit  untuk dijangkau  oleh  pengrajin  UKM  dengan  kapasitas  peleburan  yang  besar  menggunakan  tungku  peleburan  besar (≤1800˚  C),  yang  juga  lama  karena  butuh  waktu  untuk  mencapai  suhu  tinggi  dan  secara  keseluruhan membutuhkan biaya yang besar.
Tujuan dari penelitian ini adalah merancang tungku pelebur limbah kaca yang sesuai dengan karakteristik khusus  peleburan  limbah  kaca  dengan  menggunakan  metode  QFD  (Quality  Function  Deployment)  dan  AHP (Analitycal  Hierarchy  Process),  sehingga  sesuai  dengan  kebutuhan  para  pengrajin  di  UKM  kerajinan  limbah kaca.
Hasil  dari  penelitian  adalah  tungku  pelebur  limbah  kaca  yang  sesuai  dengan  karakteristik  peleburan limbah kaca, dapat memproduksi kaca tiup dan kaca cetak lembaran, menggunakan material refraktori tinggi dari hasil penelitian sebelumnya yang mampu untuk peleburan sampai dengan suhu 1800˚ C serta harganya pun tidak terlalu mahal sehingga dapat dijangkau oleh pengrajin UKM.
Kata kunci : limbah kaca, tungku pelebur limbah kaca , QFD,  AHP
P roses  peleburan  limbah  kaca  di  UKM saat ini dilakukan dengan 2 cara yaitu :
 Tradisional,    dengan  kapasitas  peleburan  1  – 2  kg  diletakkan  dalam  kowi  ( crucible ) tembikar,  kemudian  dengan  menggunakan brander LPG  api  ditembakkan  langsung  ke arah  limbah  kaca  hingga  meleleh  seperti gulali (400° C - 500° C). Proses peleburan ini menghabiskan waktu sangat lama disebabkan kapasitas yang sangat terbatas.
 Modern,  dengan  kapasitas  peleburan  yang besar  menggunakan  tungku  peleburan  besar (≤1800˚  C).  Proses  peleburan  ini  juga  lama karena  butuh  waktu  untuk  mencapai  suhu tinggi  dan  secara  keseluruhan  membutuhkan biaya yang besar.
Jadi  UKM  masih  menggunakan  tiga  jenis tungku yaitu : Brander saja yang „ditembakkan‟ ke  limbah  kaca,  tungku  pelebur  logam  yang dimodifikasi  namun  hanya  bisa  untuk  produksi kaca  tiup,  tungku  keramik  yang  dimodifikasi namun  harganya  sangat  mahal  sulit  untuk dijangkau oleh pengrajin UKM. Sehingga tujuan dari  penelitian  ini  adalah  merancang  tungku pelebur  limbah  kaca  yang  sesuai  dengan karakteristik khusus peleburan limbah kaca yaitu : limbah kaca harus ditembak langsung oleh api , kowi  tidak  boleh  terlalu  dalam  agar  kaca  dapat memperoleh  panas  yang  dibutuhkan  secara merata, setelah kaca mencair harus terus dibakar
selama  beberapa  jam  lagi  agar  diperoleh  hasil yang baik (warna yang diinginkan), limbah kaca sangat cepat membeku setelah keluar dari api.
Tungku  pelebur  limbah  kaca  ini  harus dapat  memproduksi  kaca  tiup  dan  kaca  cetak lembaran.  Menggunakan  material  refraktori tinggi  dari  hasil  penelitian  sebelumnya  yang mampu  untuk  peleburan  sampai  dengan  suhu 1800˚  C  serta  harganya  pun  tidak  terlalu  mahal sehingga  dapat  dijangkau  oleh  pengrajin  UKM Adapun  dalam  penelitian  ini  metode  yang digunakan  adalah  QFD  ( Quality  Function Deployment )  dan  AHP  ( Analitycal  Hierarchy Process )

## METODE
Penelitian  ini  menggunakan  penelitian eksperimental  untuk  pembuatan  bentuk  tungku dengan menggunakan model skala kecil.
Bahan dasar (bagian dalam) yang digunakan adalah  Alumina  (Al 2 O 3 ),  Silica (SiO 2 )  dan  Besi (Fe 2 O3), sebagai hasil dari penelitian sebelumnya.  Peralatan  lain  yang  digunakan adalah  plat  besi, ceramic  blanket ,  termokopel tipe  R,  2  buah  brander  LPG  dan  2  buah  tabung LPG 12 kg.
Data  yang  diperoleh  diolah  dan  dianalis dengan  menggunakan  metode  QFD  dengan tahapan :
 STEP  1  –  Menentukan  Atribut  Tungku Peleburan Limbah Kaca
 STEP 2 - Engineering Characteristics
 STEP 3 - Interaction Matrix
 STEP 4 - Interaction Between Parameters
 STEP  5  - Technical  Analysis  &  Target Values
Kemudian  dari  hasil  pengujian  dari  BBK
(Balai Besar Keramik) Bandung dibuat pembobotan    AHP  dengan  menggunakan software expert choise agar diperoleh hasil yang optimal.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Rancangan QFD
Produktifitas  bagi  semua  industri  sangat penting. Salah satu cara meningkatkan produktifitas  dengan  perancangan  sistem  kerja yang praktis. Penggunaan tungku untuk peleburan  limbah  kaca,  ada  yang  masih menggunakan  cara  tradisional  berupa  peleburan langsung dalam wadah tembikar yang mengakibatkan  temperatur  maksimal  600°C sehingga  limbah  kaca  tidak  mencair  melainkan hanya berbentuk gulali. Adapula yang menggunakan tungku yang lebih  modern namun harganya  sangat  mahal  untuk  UKM.  Rancangan tungku  yang  dikembangkan  diharapkan  dapat diterima  UKM  pengrajin  limbah  kaca  di seantero nusantara.
STEP  1  –  Menentukan  Atribut  Tungku Peleburan Limbah Kaca
Berdasarkan  survey  mengenai  keinginan konsumen  terhadap  produk  dan  menanyakan lewat wawancara untuk menentukan importance rating berdasarkan  skala  likert  dengan  skala  1 sampai  5,  dimana  angka  1  menunjukkan least important dan  angka  5  menunjukkan most important .
Hasil  survey  tersebut  ditunjukkan  dalam tabel berikut:
Tabel 1. Importance Rating

## STEP 2 - Engineering Characteristics
Rancangan  produk  baru  dijabarkan  dalam pengertian karakteristik/parameter teknis dimana dapat  didasarkan  pada  spesifikasi  teknis  produk atau menurut operasionalisasi dari atribut-atribut produk  yang  ada.  Berikut  ini  sebuah  tabel  yang mengeksplorasikan kebutuhan teknis dari rancangan tungku untuk peleburan limbah kaca Tabel 2. Engineering Characteristics
STEP 3 - Interaction Matrix
Inti  dalam  metode  QFD  adalah  hubungan antara  atribut-atribut  produk  ( what )  dengan parameter  teknis  ( how ).  Evaluasi  dari  setiap  sel matriks  yang  menunjukkan  apakah  hubungan kuat-erat  ( strong )  =  9,  sedang  ( medium )  =  3, lemah  ( weak )  =  1  atau  tidak  ada  hubungannya sama sekali.
Jumlah  skor  untuk  tiap-tiap  parameter teknis  (per  kolom  matriks)  akan  menunjukkan prioritas  yang  harus  diambil  dari  proyek perbaikan rancangan.
Untuk  lebih  jelasnya  kita  gambarkan  matrik interaksi antara atribut produk dengan parameter teknis  yang  telah  dijabarkan  sebelumnya, sebagai berikut :
Tabel 3. Interaction Matrix
STEP 4 - Interaction Between Parameters
Perubahan sebuah parameter akan mempengaruhi  hubungan  dengan  parameter yang  lain.  Hal  penting  yang  perlu  ditetapkan terlebih  dahulu  adalah  derajat  hubungan  antara parameter-parameter yang ada sebelum mengembangkan solusi alternatif untuk perbaikan  satu  atau  lebih  dari  parameter- parameter  teknis  dari  produk  secara  spesifik. Bagian  ini  merupakan  posisi  atap  dari  rumah kualitas (roof of QFD ).
STEP 5 - Technical Analysis & Target Values Pada tahap ini desain produk lama dengan produk kompetitor – yang dijadikan acuan untuk “ benchmarking” –  dianalisis,  diperbandingkan dan  dievaluasi  untuk  menetapkan  nilai-nilai parameter  teknis  yang  perlu  memperoleh perhatian untuk perbaikan produk.
Langkah ini akan memberikan kemungkinan  untuk  langkah  perbaikan  serta penetapan  “ target  values ”  yang  harus  bisa dipenuhi  oleh  rancangan  produk  yang  akan dikembangkan.  Bagian  ini  berada  pada  bagian bawah bagan QFD.
Berikut  ini hasil  final dari QFD development plan berupa RUMAH KUALITAS.
Dengan menggunakan metode  QFD ( Quality  Function  Deployment ),  ditemukan bahwa  karakteristik  tungku  untuk  peleburan limbah  kaca  adalah  mencapai  temperatur  leleh kaca (≥ 1250º C), kuat, harganya terjangkau dan memiliki  penampang  yang  cukup  lebar  dengan bentuk  yang  sesuai.  Dari  penelitian  yang  telah dilakukan  ditentukan  satu  buah  bentuk  tungku dari  tiga  bentuk  tungku  alternatif  yang  sesuai dengan karakteristik tersebut.
Pembobotan Analytic Hierarchy Process
(AHP)
Penetapan bobot kepentingan dari masing- masing perspektif menggunakan Analytic Hierarchy Process (AHP) dengan cara membuat kuesioner yang bersifat tertutup. Pembobotan ini bertujuan untuk  mengetahui tingkat kepentingan atau  skala  prioritas  dari  masing-masing  sampel yang  telah  diuji  di  Balai  Besar  Keramik  (BBK) Bandung.  Responden  yang  digunakan  untuk memberikan  bobot  adalah  pihak  pengrajin manik-manik  kaca  Jombang.  Skala  yang digunakan adalah skala perbandingan berpasangan  dengan  nilai  1  sampai  dengan  9. Proses pengolahan dengan menggunakan software expert choice .
Pengukuran  konsistensi  secara  alamiah atau  deviasi  dari  konsistensi  disebut  sebagai indeks  konsistensi  (CI  = Consistency  Index ) yang diformulasikan sebagai berikut:
1 n n CI max    
dengan, λ max = Eigenvalue maksimum
n
= orde matriks
Rasio  konsistensi  (CR  = Consistency Ratio ), dapat dihitung dengan persamaan:
RI CI CR 
dengan, RI  = Random Index , yang nilainya dapat dilihat pada tabel 4.
Tabel 4. Random Index
Hasil analisis QFD dan alternatif rancangan tungku tersebut dimasukkan ke dalam software  expert  choise untuk  dianalisis  dengan AHP  ( Analytic  Hierarchy  Process ). Maka tampilannya adalah sebagai berikut :
Gambar 1. Pembobotan Mudah Dibuka tutup terhadap Harga Terjangkau
Gambar 2. Hasil Total Penilaian Tungku

## Rancangan Tungku Pelebur Limbah Kaca
Gambar 3. Rancangan Tungku Pelebur Limbah Kaca
Rangka  menggunakan  plat  besi,  pada bagian  dalam  semua  dilapisi  alumina.  Lubang brander  terletak  pada  bagian  badan.  Jumlah lubang  brander  adalah  2  lubang.  Di  bagian  atas terdapat lubang udara sekaligus lubang termokopel.  Dimensi  bagian  dalam  adalah  60  x 40  x  30  cm.  Cara  membuka  adalah  dengan mengangkat handel pada bagian penutup ke arah atas.
Kelebihannya adalah :
- Lebih kokoh dan kuat serta awet
- Lebih ergonomis secara posisi Kelemahannya adalah : - Engsel mudah rusak karena suhu tinggi - Berat  karena  menggunakan  plat  besi  dan alumina

## Prototipe Tungku Pelebur Limbah Kaca
Sebagai  perwujudan  hasil  analisis  dengan metode  AHP  maka  dibuat  prototipe  tungku pelebur  limbah  kaca  dengan  spesifikasi  umum sebagai berikut :
- Dimensi luar : 80 x 60 x 75 cm
- Material  dalam  :  refraktori  tinggi  ( up  to 1800˚ C)
- Material luar : plat besi 3 mm
- Material  penutup  :  ceramic  blanket  ( up  to 1800˚ C)
- Peralatan tambahan :
 Brander LPG : Ø 5” x 50 cm
 2 buah tabung LPG 12 kg
 Termokopel tipe R ( up to 2500˚ C)
 Termokontrol
- Harga : Rp. 20 jutaan
Gambar 4. Tungku Pelebur Limbah Kaca

## KESIMPULAN
Dari  hasil  kegiatan  penelitian  yang  telah dilaksanakan memberikan kesimpulan :.
- Material  yang  digunakan  sesuai  dengan karakteristik  peleburan  limbah  kaca  yaitu refraktori tinggi jenis asam.
- Teknik peleburan limbah kaca yang langsung membakar  bahan  dari  atas,  menyebabkan bentuk  tungku  menjadi  spesifik  dan  model tungku  juga  akan  berbeda  dengan  tungku peleburan logam.
- Tungku  pelebur  limbah  kaca  untuk  UKM ideal  menggunakan  bentuk  kotak  agar  dapat
digunakan  baik  untuk  kaca  tiup  (dengan kowi) maupun untuk kaca cetak lembaran.
- Teknik peleburan limbah kaca yang langsung membakar  bahan  dari  atas,  bukan  secara oven.
- Untuk  tungku  dimensi  kecil  seperti  ini brander  sebaiknya  tidak  berhadapan  agar pembakaran berlangsung baik.
- Agar kaca leburan hasilnya baik, pembakaran pada  suhu  diatas  1200º  C  harus  ditahan minimal selama 2 jam.

## DAFTAR PUSTAKA
Cohen, Lou, 1995, Quality Function Deployment “How To Make QFD Work For You” ,  Addison-Wesley  Publishing  Company One Jacob Way. Mizuno, Shigeru & Akao, Yoji, 1994, QFD: The Customer  Driven  Approach  to  Quality Planning and Deployment , Asian Productivity Organization, Hongkong. Saaty,  T.  L.  1988. The  Analytic  Hierarchy Process: Planning, Priority, Setting, Resource Allocation , University of Pittsburgh, USA. Tamara,  Priscilla,  2006, Analisis  Hubungan Antara  Sikap  Kerja,  Ekonomi  Gerakan  Dan Tingkat  Kelelahan  Terhadap  Hasil  Produksi (Studi  Kasus  Di  Stasiun  Kerja  Pengrajin Pada  Industri  Kecil  Manik-Manik  Kaca, Desa Plumbon Gambang – Jombang), Tesis , ITN, Malang.
Tamara,  Priscilla,  2012, IbM  Perancangan  dan Pembuatan  Alat  Pelebur  dan  Pencetak Limbah  Kaca  Dalam  Rangka  Pengabdian Kepada  Masyarakat  Di  APMA  Jombang ,
DitLitabmas.
Widodo,  Imam  Djati,  2005, Perencanaan  dan Pengembangan Produk , UII Press,
Yogyakarta.