Rancang Bangun Mesin Hot Press untuk Recycle Plastik Hdpe dan Karakterisasi Pengaruh Temperatur Pemanasan Waktu Pemanasan dan Temperatur Pembukaan terhadap Cacat Flashing Cacat Warpage dan Konsumsi Energi Pencetakan
Anis Arendra 1 , Sabarudin Akhmad 2
Program Studi Teknik Industri, Universitas Trunojoyo Madura
2 sabarutm@gmail.com

## ABSTRAK
Permasalahan  sampah  menjadi  permasalahan  yang  belum  juga  mendapatkan solusi yang tepat. Terlebih sampah plastik yang membutuhkan waktu sangat lama untuk bisa terurai. Kondisi di lingkungan masyarakat yang belum memiliki teknologi yang  dapat  mengolah  sampah  menyebabkan  lingkungan  semakin  tercemar dengan  semakin  banyaknya  sampah.  Kondisi  saat  ini  mesin  daur  ulang  plastik harganya  mencapai  ratusan  juta.  Sehingga  diperlukan  mesin  yang  herganya terjangkau namun berfungsi sama dengan mesin yang ada di pasarann. Penelitian ini  menciptakan mesin Hot Press untuk daur ulang plastik HDPE. Mesin hot press adalah    sebuah  mesin  yang  dapat  mendaur  ulang  limbah  plastik  HDPE  dan memiliki  keunggulan  yaitu  portable,  ringan,  ukuran  lebih  kecil  dan  harganya terjangkau.  Setelah  melalui  tahap  perancangan  dan  pembuatan,  maka  proses selanjutnya yang diuji adalah mengetahui karakteristik mesin Hot Press. Pengujian dilakukan  dengan  analisis  faktorial  23  untuk  mengetahui  pengaruh  faktor  A (temperatur  pemanasan),  faktor  B  (waktu  pemanasan)  dan  faktor  C  (temperatur pembukaan)  terhadap  cacat  Flashing  cacat  Warpage    dan  konsumsi  energi pencetakan.  Berdasarkan  pengujian,  diketahui  interaksi  faktor  A  dan  B  serta interaksi faktor B dan C berpengaruh signifikan terhadap cacat flashing. Faktor A, faktor  C  dan  interaksi  faktor  A,B  dan  C  berpengaruh  signifikan  terhadap  cacat warpage, sedangkan pada respon Konsumsi energi, yang berpengaruh signifikan adalah  faktor  A,  faktor  B  dan  interaksi  faktor  A  dan  B.  Berdasarkan  penelitian tersebut dapat diketahui karakteristik mesin Hot Press.
Kata  Kunci:  Plastik  HDPE,  Mesin  Hot  Press,  Cacat  flashing,  Cacat  warpage, Konsumsi energi

## PENDAHULUAN
Plastik  saat ini  menjadi segmen  yang  paling  penting  dan sangat  banyak  di  produksi  dan  di konsumsi dibandingkan dengan material teknis lainnya. Sejak munculnya  plastik  penggunaannya sangat  besar  dalam  semua  aspek industri.  Bahan  plastik  saat  ini menjadi  bahan  yang    penting sehingga  diperlukan  dan  tempat yang  unik  di  pasar  dunia  untuk menggunakan  bahan  ini  (Dulebova, 2011). Data Kementerian Perdagangan (Kemendag) menunjukkan  bahwa  nilai  impor plastik dan barang dari plastik pada tahun  2015  mencapai  6.919  juta
US$.  Keadaan  ini  menunjukkan bahwa  Kebutuhan  akan  plastik  di Indonesia masih besar. Kementerian Perindustrian  (Kemenperin)  merilis artikel yang menyebutkan konsumsi plastik  di  Indonesia  mencapai  1,9 juta  ton  hingga  semester  I –  2013. Nilai  penjualan  industri  plastik  di pasar  domestik  mencapai  Rp  47,5 triliun pada semester I – 2013. Berdasarkan  data  Lembaga Ilmu  Pengetahuan  Indonesia  (LIPI) pada tanggal 7 Maret 2016, Indonesia  menjadi  negara  terbesar ke –  2  di  dunia  yang  membuang sampah  plasik  ke  lautan.  Konsumsi plastik di Indonesia per kapita sudah mencapai  17  kilogram  per  tahun dengan pertumbuhan konsumsi mencapai  6 –  7  persen  per  tahun. Secara global, data dari PlasticsEurope (2009) memperlihatkan produksi plastik dunia  dalam  rentang  tahun  1950 sampai dengan 2008. Berdasarkan grafik, iatas
dapat  dilihat  peningkatan  produksi plastik  di  Eropa  dan  dunia.  Pada tahun  2009,  sekitar  230  juta  ton plastik  diproduksi  dan  sekitar  25
persen  dari  plastik  ini  digunakan  di
Uni  Eropa  (Mudgal  et  al.,  2011).
Angka global telah meningkat, tingkat  rata-rata  kenaikan  9  persen sejak  1950  hingga  puncaknya  245 juta  ton  pada  tahun  2008,  setelah ada  sedikit  penurunan  di  produksi.
Resesi keuangan mungkin
bertanggung  jawab  untuk  ini  sedikit penurunan produksi plastik (Plastics
Europe 2010).
Masalah  limbah  plastik  tidak hanya  terjadi  di  skala  dunia  atau nasional,  tetapi  juga  terjadi  di daerah.  Seperti  halnya  yang  terjadi di  salah  satu  kabupaten  di  Pulau Madura,  yaitu    di  Bangkalan. Pengelolaan  sampah  yang  buruk menyebabkan berbagai
permasalahan terjadi, metro tv news menulis  dalam  beritanya  bahwa sampah  di  Bangkalan  terbengkalai dikarenakan  armada  pengangkut sampah  yang  sudah  tua.  Armada yang  tua  ini  sudah  tidak  memadai lagi dan menyebabkan sampah tidak terangkut ke TPS. Media timesindonesia.co.id juga menuliskan dikarenakan volume sampah  melebihi  200  meter  kubik tiap  hari,  BLH  (Badan  Lingkungan Hidup) Bangkalan mengalami kuwalahan. Penggunaan plastik yang  semakin  meningkat  jika  tidak diimbangi dengan pengelolaan
sampah plastik maka akan berakibat buruk bagi lingkungan.
Daur  ulang  plasik  diperlukan untuk memanfaatkan sampah plastik yang  dibuang  begitu  saja  dan mencemari lingkungan menjadi produk  yang  bernilai  pakai  dan bernilai  jual.  Untuk  menyukseskan program  daur  ulang  limbah  plastik, diperlukan alat yang tentunya berfungsi  dengan  baik,  terjangkau dan  mudah  dipindah  tempatkan, selain  itu  kualitas  dari  proses  daur ulang  juga  harus  diperhatikan  agar produk yang dihasilkan bisa bernilai jual  dan  bernilai  pakai  sesuai
dengan keinginan konsumen (Plastics  Europe  2010).  Dalam penelitian ini, mesin yang digunakan yaitu  mesin  Hot  Press  untuk  daur ulang plastik HDPE. Rancang bangun  mesin  hot  press  diperlukan untuk  menciptakan  sebuah  mesin yang  dapat  mendaur  ulang  limbah plastik HDPE dan memiliki keunggulan yaitu portable dan ringan. Setelah melalui tahap perancangan dan pembuatan, maka proses selanjutnya yang diuji adalah mengetahui  karakteristik  dari  mesin baru  yang  telah  dibuat.  Pengujian untuk mengetahui karakteristk mesin ini menggunakan rancangan percobaan acak lengkap 23 dengan faktor temperatur pemanasan, holding time dan temperatur pembukaan  cetakan  serta  respon kualitas  cetakan  dan  konsumsi energi selamapencetakan. Sehinga pada Penelitian yang  berjudul  :  Rancang  Bangun Mesin  Hot  Press  untuk  Recycle Plastik  HDPE  dan  Karakterisasi Pengaruh  Temperatur  Pemanasan dan Waktu Pemanasan Dan Temperatur  Pembukaan  Terhadap Cacat  Porositas,  Cacat  Peeling dan Konsumsi  Energi  Pencetakan  akan diawali  dengan  pembuatan  mesin
Hot  Press,  kemudian  akan    diteliti hasil  cetakan  recycle  limbah  HDPE sehingga akan
diketahui karakterisasi  mesin  hot  press  yang dibuat.

## Pengertian Plastik
Plastik  adalah  polimer  rantai panjang  dari  atom  yang  mengikat satu sama lain. Rantai ini membentuk  banyak  unit  molekul berulang,  atau  monomer.    Plastik dapat  diolah  dan  dibentuk  menjadi menjadi
berbagai
produk,
diantaranya  film  atau  fiber  sintetik. Plastik didesain dengan variasi yang sangat  banyak  dalam  properti  yang
dapat  menoleransi  panas,  keras, "reliency" dan lain-lain. Digabungkan dengan  kemampuan  adaptasinya, komposisi yang umum dan beratnya yang  ringan  memastikan  plastik digunakan hampir di seluruh bidang industri (Susilawati, 2011)
Plastik  termoplastik    adalah polimer  linear  yang  terbentuk  dari rantai  karbon  panjang  diikat  oleh ikatan  kovalen.  Termoplastik  dapat diperoleh  dalam  bentuk  potongan, tabung,  lembaran  tipis  dan  batang. Pembentukan bisa dibuat di suhu di atas  suhu  titik  didih  air  dan  perlu tekanan untuk mengubah bentuknya .  Fakta keadaan demikian sehingga plastik  termoplastik  dapat  di  daur ulang. (Bon, A.T. 2012) Plastik Termoset, bahan plastik termoset akan mencair selama pemanasan pertama kali dan kemudian  kembali  untuk  menjadi keras  dan  kaku.  Tetapi  pada pemansan kedua tidak akan kembali lagi karena telah merusak molekul - molekulnya. Plastik termoset biasanya  lebih  keras  dan  lebih  kuat daripada  termoplastik  dan  memiliki stabilitas  dimensi  yang  lebih  baik. Karena akan rusak karena pemanasan maka jenis plastik termoset  tidak  dapat  di  daur  ulang (Bon, A.T. 2012).

## Jenis-jenis Plastik
Plastik  dibedakan  menjadi beberapa  macam,  sebelum  dibagi, penyusun  utama  plastik  adalah Polyethylene  (PE).    Polyethylene atau  polyethene  adalah  komoditas semi-kristal,  dilambangkan  sebagai PE.  Ini  adalah  plastik  yang  paling umum,  dan  lebih  dari  60  juta  ton yang  diproduksi  setiap  tahun  di seluruh  dunia.  Salah  satu  jenis plastik, yaitu “Lowdensity” polyethylene  (LDPE)  pertama  kali diluncurkan  di  pasar  oleh  kelompok bahan  kimia  Inggris  ICI  pada  tahun
1939  (Bruder.  U.  2015)  Jenis  -jenis plastic  yaitu  PET,  HDPE,  PVC, LDPE, PP, PS, dan Other.
Jenis Pengolahan Plastik

## Proses Thermoforming
Menurut Strachan, 2013. Thermoforming adalah proses pembentukan lembaran plastik termoset  dengan  cara  pemanasan kemudian diikuti pembentukan dengan cara pengisapan atau penekanan  ke  rongga  mold.  Plastik termoset  tidak  bisa  diproses  secara Thermoforming karena  pemanasan tidak  bisa  melunakkan  termoset akibat rantai tulang belakang molekulnya saling bersilangan. Contoh produk yang diproses secara Thermoforming adalah nampan
biskuit dan es krim.
Gambar 1. Prinsip Thermoforming

## Proses Hot Press Molding
Kompresi Molding adalah metode pencetakan di mana molding material, umumnya dipanaskan, pertama  kali  ditempatkan  secara terbuka, cetakan dipanaskan rongga. cetakan  ditutup  dengan  kekuatan atas  atau  anggota  steker,  tekanan diterapkan  untuk memaksa materi ke dalam kontak dengan semua bidang cetakan,  sementara  panas  dan tekanan dipertahankan sampai bahan cetakan telah terbentuk (Kiran, 2011).
Gambar 2. Prinsip press molding

## Cacat dalam Pengolahan Plastik

## Short Shot
Short  Shot  adalah  salah  satu jenis cacat dimana plastik leleh yang akan  diinjeksikan  kedalam  cavity tidak mencapai kapasitas yang ideal atau  sesuai  yang  telah  diatur  di mesin. Sehingga plastik yang diinjeksikan kedalam cavity mengeras  terlebih  dahulu  sebelum memenuhi cavity.

## Flashing (Flash)
Flashing adalah salah satu jenis cacat  ringan  pada  material  hasil pengolahan  plastik,  artinya  material atau prduk yang mengalami Flashing masih  bisa  dikatakan  bagus  tetapi harus  dilakukan  pembersihan  pada produk.  Flashing  sendiri  berarti terdapat  material  lebih  yang  ikut membeku di pinggir-pinggir produk.

## Sink Mark (shrink mark)
Sink mark merupakan salah satu jenis  cacat  yang  ditandai  dengan adanya  cekungan  atau  lengkungan yang  terjadi  pada  permukaan  luar pada  produk  yang  diproduksi  . Terjadinya perbedaan ketebalan pada permukaan produk yang dibuat juga  dapat  disebut  sebagai  sink mark.

## Warpage
Warpage adalah kondisi dimana plastik  hasil  cetakan  melengkung. Pelengkungan  ini  bisa  dilihat  secara kasat  mata  maupun  perlu  dilihat secara seksama.
Pengukuran kelengkungan  pada  cacat  warpage menggunakan  alat  dial  indikator. Cacat warpake bisa disebabkan oleh perlakuan suhu dan
cara mengambilan hasil cetakan.

## METODE PENELITIAN Rancangan Mesin
Tahap  awal  yang  dilakukan dalam  rancang  bangun  alat  adalah tahap  perencanaan.  Dalam  tahap perencanaan  terdapat  rancangan alat  serta  bahan  apa  saja  yang digunakan  dalam  pembuatan  alat. Berikut  adalah  rancangan  mesin  hot press:
Gambar 3. Rancangan mesin Hot Press

## Metode Penyelesaian
Metode penyelesaian yang digunakan  pada  penelitian  ini  yaitu menggunakan
rancangan acak lengkap faktorial 2 3 = 2x2x2 , dengan model dasar sebagai berikut:
Yijkl = µ + αi  + βj + Ck + (αβ)ij + (αC)ik + (βC)jk + (αβC)ijk + εijkl
Faktor penelitian: A : Temperatur pemanasan B : Waktu Pemanasan
C : Temperatur pembukaan cetakan Level Penelitian:
Temperatur  pemanasan  (190°  C, 210° C ) Waktu Pemanasan(2 menit, 6 menit ) Temperatur pembukaan cetakan( 60° C, 90° C)
Hipotesis yang digunakan dalam penelitian ini :
H 0 :  Tidak  terdapat  pengaruh  yang signifikan  faktor  a,  b  dan  c terhadap  cacat  dan  konsumsi energi
H 1 :  Tidak  terdapat  pengaruh  yang signifikan  faktor  a,  b  dan  c terhadap  cacat  dan  konsumsi energi
Pengambilan keputusannya:
Jika  probabilitas  (Sig)  ≥  α  maka terima H 0 Jika probabilitas (Sig) ≤ α maka tolak
H 0 Pengujian  hipotesis  dilakukan pada  setiap  cacat  dan  konsumsi energi. Pengambilan keputusan selain  menggunakan  model  diatas juga menggunakan output grafik dari software minitab.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Mesin Hot Press
Berikut ini adalah hasil mesin hot press yang telah jadi dibuat:
Gambar 4 Mesin Hot Press
Mesin hot  press merupakan mesin  yang  mampu  mendaur  ulang limbah plastik HDPE menjadi
lempengan plastik yang dapat digunakan  kembali.  Prinsip  kerja mesin  menggunakan  panas  dan tekanan,  berbeda  dengan  mesin  di pasaran  yang  menggunakan  prinsip injeksi dan tekanan. Keunggulan lain mesin yang dibuat ini adalah harganya terjangkau, fakta di
pasaran  harga  mesin  plastik  yang mencapai ratusan juta. Mesin ini juga portable dan ringan sehingga sangat mudah untuk dipindah tempatkan.
Plastik HDPE yang didaur ulang bisa  berasal  dari  mana  saja,  proses awal adalah pencucian, pencacahan kemudian pencetakan.
Berikut adalah hasil daur ulang plastik HDPE tutup botol air mineral
Gambar 5 Plastik Hasil daur ulang dari
tutup botol

## Pengujian Cacat Flashing
Pengujian Normal Plot menggunakan software minitab untuk mengetahui  faktor  yang  signifikan dimana faktor yang signifikan
ditandai dengan titik berwarna merah. Berikut adalah hasil
pengujiannya:
Gambar 6 Normal Plot Flashing
Gambar  6  diatas  menunjukkan bahwa  faktor  yang  berpengaruh signifikan  terhadap  cacat flashing adalah interaksi faktor AB dan faktor BC  yaitu    interaksi  temperatur pemanasan  dan  waktu  pemanasan serta interaksi antara waktu pemanasan dan temperatur pembukaan.

## Pengujian Cacat Warpage
Pengujian Normal Plot menggunakan software minitab untuk mengetahui  faktor  yang  signifikan dimana faktor yang signifikan ditandai  dengan  titik  kotak  berwarna merah. Berikut adalah hasil pengujiannya:
Gambar 7 Normal Plot Warpage
Grafik  7  diatas  menunjukkan bahwa  faktor  yang  berpengaruh signifikan  terhadap  cacat Warpage adalah  faktor  A  yaitu    Temperatur pemanasan,  faktor  C  yaitu    waktu pemanasan  dan  interaksi  antara
faktor ABC yaitu
temperatur
pemanasan,  waktu  pemanasan  dan temperatur pembukaan

## Pengujian Konsumsi Energi
Pengujian Normal Plot menggunakan software minitab untuk mengetahui  faktor  yang  signifikan dimana faktor yang signifikan ditandai  dengan  titik  kotak  berwarna merah. Berikut adalah grafik hasil pengujiannya:

## Gambar 8 Normal Plot Konsumsi Energi
Grafik  8  diatas  menunjukkan bahwa  faktor  yang  berpengaruh signifikan terhadap  Konsumsi  energi pencetakan  adalah  faktor  A  yaitu Temperatur  pemanasan,  faktor  B yaitu  waktu pemanasan dan interaksi antara  faktor  A  dan  B  yaitu temperatur  pemanasan  dan  waktu pemanasan.

## SIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian terhadap cacat dan konsumsi energi dalam  pencetakan,  maka  berikut adalah kesimpulan ang dapat diambil: 1.  Pengujian terhadap cacat Flashing, faktor yang berpengaruh signifikan terhadap cacat  flashing  yaitu  interaksi faktor  AB  dan  faktor  BC  yaitu interaksi temperatur pemanasan dan  waktu  pemanasan  serta interaksi antara waktu pemanasan dan temperatur pembukaan 2.  Pengujian terhadap cacat Warpage, faktor yang berpengaruh signifikan terhadap cacat   Warpage  adalah faktor  A yaitu    Temperatur  pemanasan, faktor C yaitu  waktu pemanasan dan  interaksi  antara  faktor  ABC yaitu  temperatur  pemanasan, waktu pemanasan dan temperatur pembukaan
3.  Pengujian  terhadap  Konsumsi energi  pencetakan,  faktor  yang berpengaruh signifikan terhadap besarnya  konsumsi  energi  yaitu faktor  A  yaitu    Temperatur pemanasan, faktor B yaitu  waktu pemanasan dan interaksi antara faktor  A  dan  B  yaitu  temperatur pemanasan dan waktu pemanasan

## DAFTAR PUSTAKA
A  Review  .International  Journal  of Research in Advent Technology , Vol.2, No.3 Antony.J. 2003. Design of Experiments for Engineers and Scientist. Elsevier Science  &  Technology Books . Bruder.  U.  2015. User’s  Guide  to Plastic –  A  Handbook for  everyone. Hanser Publications. Munich Bassam. A , Al-Helou. 2012. Modification and
Development  of  a  Blow Molding Machine. Journal of Scientific Research. 4, 188-197 Bon, A.T, Asri. M. 2012. Deffect in the Process of Injection Moulding : Plastic Manufacturing  Factory And  Solutions. Journal of Novel Applied Science. 1 (1): 1 – 7 : 1- 3 Dulebova.  L.  Greskovie.  F.  2011. Influence of Regrind on Properties  of  Plastics Produced  by  Injection Moulding. Journal  of Material Engineering . 18. 44 – 48 Gogte, M. 2009. Are Plastic Grocery Bags Sacking the Environment?. International Journal for Quality Research. Vol. 3 No. 4 : 362 – 363 Gadekar. s, Khan. J, Dalu. r.s .2015. Analysis of Process Parameters for Optimization  of  Plastic Extrusion in Pipe Manufacturing. Int. Journal  of  Engineering Research and Applications .  Vol.  5, Issue  5,  (  Part  -1)  , pp.71-74
Kumar.  S,  Balachandar.  S.  2014.   A
Study  on  the  Influence
of  Hot  Press  Forming Process Parameters on Flexural Property of Glass/PP Based Thermoplastic Composites Using Box- Behnken  Experimental Design . Hindawi Publishing  Corporation. Vol. 2014 Kiran, G.B, Suman. K.N.S, Rao N.M, Rao U.M. 2011. A study on  the  influence  of  hot press  forming  process parameters on mechanical  properties of  green  composites using Taguchi experimental design. International Journal  of Engineering, Science and Technology .Vol. 3, No. 4, , pp. 253-263 Laman  Kementerian  Perindustrian Republik Indonesia: http://www.kemenperin. go.id/artikel/6262/ Laman  Kementerian  Perdagangan Republik Indonesia: http://www.kemendag.g o.id/id/economic- profile/indonesia-
export-import/growth- of-non-oil-and-gas- import-commodity
Laman LIPI, lipi.go.id
Walpole.  R.E.  1993.  Pengantar Statistika. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta