Abstrak :
Kesetimbangan dan kinetika adsorbsi tentang natrium dodesilbenzenesulfonat (NaDBS) pada permukaan sellulosa saat ini sedang banyak diteliti. Modifikasi dalam induksi adsorbsi oleh surfaktan kationik cethyltrimethyllammonium bromide (CTAB) saat ini banyak digunakan.Dari segi penggunaan dalam detergensi campuran anionik- kationik sangat menarik untuk dipelajari. Penelitian adsorbsi menunjukkan bahwa pada permukaan sellulostik terdapat baik hidrofobik maupun muatan elektrik yang bermuatan negatif. Fraksi mol CTAB 0,04 mencapai nilai optimum jika salah satu menggunakan campuran surfaktan nilai 0,04 yang tergantung pada panjang rantai surfaktan, laju dan banyaknya adsorbsi sangat berpengaruh dalam penelitian detergensi.
Kata kunci: “adsorbsi”, “surfaktan campuran”
1. Pendahuluan
Adsorbsi surfaktan natrium dodesilbenzene- sulfonat (NaDBS) sangat menarik dalam detergensi karena fenomena ini merupakan bahan utama pada sebagian besar formulasi detergen [1]. Jumlah surfaktan serapan memiliki hubungan searah dengan kebersihan pabrikasi dan metode peningkatan adsorbsi ini akan sangat diterima khalayak.
Salah satu metode untuk mencapainya adalah dengan menyatukan surfaktan- surfaktan lain kedalam proses formulasi[2]. Rancangan system surfaktan campuran untuk aplikasi biasanya dilakukan dengan coba coba [3] dan pada literature umumnya campuran surfaktan anionic-nonionik telah diselidiki [4-8]. Namun demikian, penelitian tentang campuran surfaktan kationik-anionik sangat sedikit dikarenakan “ketakutan pengendapan”. Huang dkk [9] telah menyelidiki adsorbsi surfaktan kationik pada permukaan silica dari campuran anionic-kationik. Mereka mengobservasi bahwa jumlah serapan kationik meningkat dengan adanya surfaktan anionic. Patist dkk [10] mempelajari adsorbsi dari campuran dan menyimpulkan bahwa pada perbandingan 3:1 dan 1:3 komposisi susunan struktur heksagonal padat terbentuk dipermukaan antar muka.
Pada makalah kali ini, kami penyelidiki pengaruh cethyltrimethylammonium bromide (CTAB) pada adsorbsi NaDBS dipermukaan sellulosa. Penelitian ini merupakan wujud ketertarikan pada detergensi dari 2 sudut pandang. Surfaktan kationik dikenal untuk bakteriside [11] dan pelembut pakaian [12] serta rancangan penyatuan 2 karakteristik ini kedalam formulasi detergent akan menarik minat banyak peneliti.
2. Metode Penelitian
1). Bahan
Surfaktan anionic, natrium dodesilbenzene- sulfonat. Surfaktan non-ionik, poly-oxyethylene, glycoltert-octylphenyl eter (TritonX-100 atau TX-100) . NaDBS dan TX-100 digunakan tanpa adanya pemurnian. Surfaktan kationik, cethyltrimethylammonium bromide direktristalisasi 2 kali dari campuran aseton methanol (3:1) sebelum digunakan [13]. Adsorben yang digunakan adalah kertas saring bebas abu whatman- 40 diameter 9 cm. Daerah permukaan BET multipoint (adsorbsi N2) adalah 16,5 m2/gr. Selain itu juga digunakan air destilasi pH 5,6 dengan konduktivitas 1,2μS.
2). Prosedur
Kertas saring dicuci dengan aquadest untuk menghilangkan kotoran dan ion-ion terlarut dari kertas saring hingga konduktivitas air bilasan sebanding dengan konduktivitas aquadest. Kemudian kertas saring dikeringkan dalam oven selama 1,5-2 jam pada temperature 50oC hingga berat kertas saring konstan.Konsentrasi NaDBS ditentukan dengan cara mengukur absorbansi UV pada panjang gelombang 223 nm menggunakan UV-Vis spektrofotometer. Juga digunakan sel kaca kuarsa (Hellma) dengan panjang lintasan 10 mm. Tegangan permukaan diukur menggunakan Du- Nouy ring tensiometer. Konduktivitas diukur dengan auto- ranging konduktivitas meter yang memakai konstanta sel, k = 1.
Untuk penyelidikan adsorbsi, larutan surfaktan tunggal dengan konsentrasi yang diinginkan dipersiapkan dengan mengencerkan larutan pekat yang tersedia. Sejumlah surfaktan kedua lalu ditambahkan kedalam larutan ini pada 12 jam awal di masing masing percobaan adsorbsi untuk mencapai kesetimbangan. Untuk masing masing percobaan, digunakan 0,580 gram kertas saring yang telah dipotong menjadi bagian bagian kecil. 10 ml larutan surfaktan digunakan disetiap percoban. Sistem diaduk pelan dengan cara mengocok botol botol kaca. Seluruh percobaan dilakukan pada temperature 25oC. Percobaan diulang sedikitnya 3 kali dan data rata rata dapat ditentukan.
Perhitungan adsorbsi diselesaikan dalam 5 rasio campuran yang berbeda, 50:1,25:1, 20:1, 15:1 dan 10:1 (mol anionic : mol kationik). Konsentrasi surfaktan dipilih dibawah system surfaktan CMC campuran dan tunggal. Dalam campuran anionic- kationik terdapat tendensi untuk membentuk presipitasi dan hal ini dihindari dengan cara bekerja dibawah CMC, dimana memungkinkan untuk mempelajari pada rentang rasio pencampuran yang lebih luas.
Studi evaporasi dilakukan dengan mengambil 10 ml larutan ke dalam beker glass dan menjaganya pada kondisi tertutup untuk meminimalisasi adanya pengaruh debu. Temperatur ruang dijaga 25oC. kehilangan berat karena evaporasi diukur dengan mengendalikan berat awal dan akhir pada waktu yang diinginkan.
3. Hasil dan Pembahasan.
1). Pengukuran Kinetik
Gambar 1 menunjukkan bahwa jumlah NaDBS yang diserap pada waktu tertentu selama percobaan konstan pada 0,2 mM. Hasil ditentukan dalam mg NaDBS yang diserap per gram kertas saring . Percobaan ini diselesaikan dalam 3 kondisi.
a. NaDBS dan CTAB dicampur untuk mencapai konsentrasi 0,2 dan 0,02 mM, masing masing pada larutan untuk adsorbsi.
b. CTAB di pre-adsorb (menggunakan larutan 0,02 mM) pada kertas saring , cuci
sekali, sebelum NaDBS diserap
c. Kertas saring hasil pre-adsorb CTAB dicuci 10 dan 3 kali menggunakan aquadest awal adsorbsi dari larutan NaDBS
Gambar 1. Perbandingan peningkatan antara NaDBS (0,2mM), NaDBS/CTAB (pada perbandingan mol 10:1) dan NaDBS (0,2mM) dengan kertas penyaring pre adsorpsi dalam larutan 0,02 mM larutan CTAB
Khusus untuk NaDBS, proses adsorbsi berlangsung lemah. Alasannya kemung kinan besar karena permukaan sellulosik bermuatan negative (~ - 28 mv) dan dimana adsorbsi kelompok utama bermuatan negative pada surfaktan bertentangan.
CTAB memiliki muatan positif dan pada proses adsorbsi dimungkinkan untuk mengubah muatan negative menjadi hidrofobik. Kemungkinan ini ditunjukkan dengan perlakuan awal pada permukaan oleh larutan CTAB. Hal ini memberitahukan bahwa laju adsorbsi dan juga jumlah zat terserap pada seketimbangan meningkat. Sungguh menarik untuk diketahui bahwa peningkatan ini tetap terjadi meskipun kertas saring telah dicuci hingga 10 kali.
Gambar 2. Perbandingan peningkatan adsorpsi antara NaDBS (0,2mM), campuran NaDBS TX-100 (perbandingan mol 10:1) dan NaDBS (0,2mM) dengan kertas saring pre adsorpsi dalam larutan 0,02 mM TX-100
Aspek ini memiliki implikasi praktik. Surfaktan kationik yang digunakan sebagai pelembut pakaian akan menarik untuk diteliti apakah effisiensi detergensi pada pencucian selanjutnya setelah proses pelembutan akan meningkat.
Gambar 1 juga menunjukkan peningkatan dalam adsorbsi setelah pencampuran surfaktan NaDBS dan CTAB pada larutan. Peningkatan baik laju maupun jumlah cukup kecil dibandingkan dengan permukaan perlakuan pendahuluan. Alasan utama dari perbedaan ini ialah karena surfaktan kationik dan anionik dalam campuran, membentuk pasangan ion dan memiliki sifat seperti surfaktan yang hampir tidak bermuatan dan oleh karena itu adsorbsi menjadi lebih kecil dari pada CTAB. Kenampakan adsorbsi berhubungan dengan interaksi hidrofobik. Hal ini dapat diketahui dengan studi adsorbsi menggunakan surfaktan non ionikTrition-X (TX-100). Hasil ditunjukkan pada Gambar 2, hal ini menarik untuk diketahui bahwa peningkatan dalam adsorbsi untuk rasio NaDBS : TX-100 sebesar 10:1 (dengan konsentrasi yang sama untuk CTAB pada Gambar 1) hampir sama dan pencucian serta perlakuan pendahuluan telah dilakukan sebelumnya memberikan hasil yang hampir sama juga.
Informasi penting yang kami dapat dari penelitian ini adalah, untuk meningkatkan adsorbsi NaDBS maka akan lebih baik dilakukan perlakuan pendahuluan pada permukaan menggunakan CTAB dari pada mencampur formulasi yang sama. Pada kasus selanjutnya formasi pasangan ion menghambat adsorbsi pada bidang bermuatan.
2). Studi Kesetimbangan.
Studi ini diselesaikan untuk menghitung peningkatan dalam adsirbsi NaDBS oleh surfaktan lain seperti CTAB. Untuk mencapai aspek ini , kami menentukan ”faktor peningkatan (E)”.
τcampuran - τ NaDBS
E = _______________________ x 100
τ NaDBS
Yang diukur dalam persen efisiensi peningkatan τ NaDBS dan τ campuran adalah jumlah kesetimbangan yang diserap dalam mg/gram NaDBS dari larutan yang hanya mengandung NaDBS dan dari larutan yang mengandung campuran.
Gambar 3 menunjukkan peningkatan dalam adsorbsi dipengaruhi oleh CTAB pada konsentrasi yang berbeda yaitu 0,15; 0,2 dan 0,25 mM NaDBS. Peningkatan yang diamati tidak hanya linier namun juga menunjukkan puncak pada fraksi mol CTAB 0,04. Beberapa pengamatan pada sistem lainnya ditandai oleh formasi menyerupai struktur berjenis heksagonal padat diatas permukaan adsorbent [10]. Puncak pada fraksi mol 0,04 tidak bersesuaian dengan struktur padat dan sejauh ini kita tidak memiliki penjelasan apapun. Namun demikian, hal ini menunjukkan bahwa penggabungan CTAB ke dalam formulasi konsentrasi optimum dapat dicapai pada fraksi mol 0,04.
Gambar 3. Peningkatan adsorpsi (E) dari NaDBS pada konsentrasi yang berbeda dari CTAB
Untuk menguji jika nilai 0,04 berhubungan dengan interaksi kelompok utama maka kami menggunakan MTAB dalam percobaan, dimana berada dalam kelompok yang sama dengan CTAB akan tetapi memiliki panjang rantai yang lebih kecil.
Gambar 4. Peningkatan adsorpsi (E) dari NaDBS pada konsentrasi yang berbeda dari MTAB
Gambar 4 memperlihatkan tidak adanya puncak dalam hubungan E vs fraksi mol yang menunjukkan bahwa fenomena ini juga bergantung pada bagian hidrofobik.
Gambar 5. Plot dari tekanan permukaan dari campuran NaDBS/CTAB pada perbandingan campuran NaDBS/ CTAB
Gambar 5 menunjukkan pengaruh penambahan CTAB pada tegangan permukaan dalam konsentrasi yang telah ditentukan 0,2 mM NaDBS. Selain itu juga menunjukkan lonjakan pada rasio 0,04 dan mengindikasikan daerah per molekul rendah.
4. Kesimpulan
Campuran anionik-kationik sangat menarik dari sudut pandang penggunaannya dalam detergensi. Penelitian adsorbsi menunjukkan bahwa pada permukaan selulostik terdapat baik hidrofobik maupun muatan elektrik yang bermuatan negatif. Melakukan perlakuan awal pada permukaan dengan penggunaan kationik untuk meningkatkan baik laju maupun banyaknya adsorbsi kemudian menggunakan campuran surfaktan kationik – anionik pada formulasi. Fraksi mol CTAB 0,04 mencapai nilai optimum jika salah satu menggunakan campuran surfaktan nilai 0,04 ini bergantung pada panjang rantai surfaktan.
5. Daftar Pustaka.
• Shiloach, D. Blankschtein, Langmuir 14 (1998) 1618 [3]
• D. N Rubingh, Ctionic surfactans - physical chemistry, in D.N. Rubingh, P M Holland (Eds), Marcel Dekker, 1991, Chapter 10,p 469. [11]
• H T Patterson, T H Grindstaff, Surface characteristics of fiber and textilis Part II, in M J Shick (Ed), Marcel dekker, New York, 1977 chapter 12, p 448. [10]
• H. Schott, detergency theory and test methods, Part I, in : W.G. Cutler, R.C Davis (Eds), Marcell Dekker, New York, 1972 (chapter 6). [13]
• J.F. Scamehorn, RS Schechter, WH Wade, J Colloid Interf Sci, 85 (1982) 494. [7]
• N William,Fundamentals of Detergency, Reinhold, New York, 1950 [1]
• P. Somasundaran, E.Fu.Q.Xu, Langmuir 8 (1992) 1065. [6]
• P. Somasundaran, L.Huang, Polish J Chem. 71 (1997) 568. [4]
• Q. Xu. T V Vasudevan, P. Somasundaran, J. Colloid Interf. Sci, 142 (1991) 528. [8]
• S. Verma, V.V. Kumar, J.Colloid Interf.Sci.1(1998) 207 [2]
• T. R desai, S. Dixit .J, Colloid interf. Sci, 179 (1996) 544. [12]
• Ygao, C.S.Lu.Gu, T.Gu. J.Colloid Interf. Sci, 100 (1984) 581. [5]
• Z. Huang, Yan T Gu Colloid surf, 36 (1989) 353. [9]
Rabu, 08 Februari 2012
STUDI EXPERIMENTAL ALAT PENGERING KRUPUK UDANG BENTUK LIMAS KAPASITAS 25 KG PER PROSES DENGAN MENGGUNAKAN ENERGI SURYA DAN ENERGI BIOMASSA ARANG KAY
Abstrak :
Pengeringan merupakan suatu proses yang digunakan untuk mengurangi kadar air suatu bahan dengan cara penguapan. Salah satu produk yang memerlukan proses pengeringan adalah krupuk. Salah satu jenis pengering yang akan diteliti adalah pengering buatan dengan sumber panas yang berasal dari energi surya, energi biomassa atau gabungan dari keduanya. Pengering buatan ini mempunyai beberapa keuntungan diantaranya proses pengeringan yang tidak terpengaruh oleh kondisi cuaca, kapasitas pengeringan yang sesuai dengan kebutuhan serta mutu hasil pengeringan yang lebih baik ditinjau dari segi kebersihan (higienis) dan kemurnian dari benda asing. Sifat-sifat termofisik krupuk meliputi kapasitas panas jenis krupuk (Cp) sebesar kJ/kg oC, massa jenis ( ρ ) sebesar 1208,91 kg/m3 dan kadar air krupuk basis basah sebesar 51.52 % bb untuk dikeringkan sehingga kadar air akhir manjadi 12 % bb agar sesuai dengan SNI (Standar Nasional Indonesia). Dari hasil pengujian alat diketahui Laju pengeringan yang dihasilkan untuk Energi Biomassa sebesar 0,13 % bb/menit; Energi Matahari sebesar 0,094 % bb/menit; dan Energi Gabungan sebesar 0,16 % bb/menit. Efisiensi sistem pengering yang dihasilkan untuk Energi Biomassa sebesar 21,27 %; Energi Matahari sebesar 34,82 %; Energi Gabungan sebesar 18,47 %. Energi spesifik yang dihasilkan pengering untuk Energi Biomassa sebesar 184,29 kJ/kg (% KA); Energi Matahari sebesar 79,71 kJ/kg (% KA); dan Energi Gabungan sebesar 57,97 kJ/kg (% KA).
Kata kunci : ”Pengering krupuk”,” energi surya”,” energi biomassa”
Senin, 06 Februari 2012
PEMBUATAN SERBUK NIKEL UKURAN 45-63 µm DAN MORPOLOGI ENDAPAN DENGAN METODE ELEKTROLISIS Bambang Tjahjono1) , Susilo Adi W2), Sri Nugroho2)
1. Pendahuluan
Teknik pembentukan dengan printer tiga dimensi banyak dilakukan di industri manufaktur. Pada printer 3 dimensi fungsi tinta digantikan oleh beragam serbuk. Perkembangan teknologi produksi ,mesin printer 3 dimensi berpotensi untuk bisa digunakan dalam proses produksi produk-produk smart - material dengan mengkombinasikan jenis bahan serbuk. Di karenakan bahan serbuk masih sangat sulit didapat sehingga di perlu proses rancang bangun mesin pembuat serbuk.Teknologi pembuatan serbuk nickel murni dapat dilakukan dengan elektrolisa (electrorefining).
1.1 Elektrolisis
Elektrolisa adalah peristiwa berlangsungnya reaksi kimia oleh arus listrik.Alat elektrolisa terdiri atas sel elektrolitik yang berisi elektrolit (larutan atau leburan), dan dua elektroda, anoda dan katoda. pada anoda terjadi reaksi oksidasi sedangkan pada elektroda katoda terjadi reaksi reduksi.Arus listrik searah dialirkan pada sel elektrolit yang berisi larutan garam AB,maka garam tersebut akan terurai sebagai berikut:
Ion yang bermuatan positip akan menempel pada elektroda negatif (katoda). Dengan menimbang katoda sebelum dan sesudah dialiri arus listrik, maka dapat diketahui jumlah logam yang menempel pada elektroda tersebut.Ion yang bermuatan positip akan menempel pada elektroda negatif (katoda). Dengan menimbang katoda sebelum dan sesudah dialiri arus listrik, maka dapat diketahui jumlah logam yang menempel pada elektroda tersebut.
Gambar 2.1 sel elektrolisis
(1) m = jumlah massa yang diendapkan
z = tara kimia listrik
I = arus listrik
t = waktu elektrolisa
1.2 Mekanisme Elektrolisis
1.Pada anode terjadi reaksi oksidasi
2.Elektroda katode terjadi reaksi reduksi
Ni+2+ 2e = Ni0 reaksi reduksi
3.Reaksi larutan yang terjadi NiSO4
NiSO4 = Ni+2 + SO4 -2
4.Reaksi larutan yang terjadi NiCl2
NiCl2 = Ni+2 + Cl -2
2. Metode Penelitian
2.1 Bahan Penelitian
Bahan baku yang digunakan pembuatan serbuk dalam penelitian ini adalah lempengan nikel dengan ukuran 200 mm × 150 mm × 15 mm, yang berfungsi sebagai anoda , sedangkan bahan katoda dari plat stainless steels. Dengan ukuran 200 mm x 150 mm x 3 mm. Media elektrolit yang dipakai larutan nikel sulfat NiSO4 dan larutan nikel clorida NiCl2.
2.2 Peralatan Penelitian
Peralatan yang digunakan dalam penelitian adalah satu set sel Elektrolisa,yang terdiri dari :
1. Bak pemroses, bahan PVC, (525 x 200 x 200 mm)
2. Bak pemanas, bahan PVC, (270 X 270 X 460 mm)
3. Bak penampung, bahan PVC, (320 x 210 x 200 mm)
4. Katoda, bahan stailess steels 304, (200 x 150 x 3 mm)
5. Anoda, bahan Nikel, (200 x 150 x 15 mm)
6. Quartz heater (220 volt, 1 kW, 400 L, 2 p)
7. Power supply (50 A, 30 volt)
8. Circuit breaker (merk Domae, 3 p.C. 4 OA)
9. Thermo – controller (merk IL – 80 EN, 110 volt/220 volt, 4000 C,)
10. Multimeter merk Sanwa SP – 10 D dengan ketelitian 0,005 Ampere.
11. Stopwatch.
12. Termometer.
13. Neraca analitik untuk menimbang hasil serbuk tembaga.
Sedangkan untuk menentukan ukuran partikel serbuk digunakan peralatan uji ayak ( sieve analysis mesh ).
Gambar 2. Alat pembuat serbuk nikel dengan elektrolisis
Gambar 3. hasil perancangan alat Elektrolisis
2.3 Diagram Proses elektrolisis
Gambar 4. Diagram proses pembuatan serbuk nikel
3. Hasil dan Analisa Data
Data-dari hasil pembuatan dan pengujian yang terkumpul maka proses selanjutnya adalah menganalisa data tersebut. Penelitian ini terdiri dari 4 kali pengambilan sampel dan tiap-tiap pengambilan sampel ada sebanyak 4 variable penelitian, seperti terlihat pada table 1.
Tabel 1. Hubungan kuat arus dengan jumlah endapan pada katoda
Kuat arus(A) Luas katoda(dm2) Endapan teoritis (g) Endapan aktual(g) Efisiensi %
8 17.65 0.7336 0.6637 90.47
9 17.65 0.8254 0.7835 94.92
10 17.65 0.9171 0.8837 96.35
11 17.65 1.0088 0.9642 95.57
Gambar 5. grafik hubungan kuat arus dengan jumlah endapan
Jumlah endapan dari 8 amper sampai dengan 11 amper cenderung naik.
Gambar 6. GrafikHubungan kuat arus dengan efiiensi
Efisiensi endapan dengan kuat arus listrik cenderung meningkat dari 8 amper sampai 10 amper sedangkan pada kuat arus 11 amper efisiensi menurun, ini disebabkan karena ada yang mengelupas atau rontok.
3.1. Morpologi Endapan Serbuk Nikel
Gambar 7. Bentuk endapan pada kuat arus 8 Amper
Gambar 8. Bentuk endapan pada kuat arus 9 Amper
Gambar 9. bentuk endapan pada kuat arus 10 Amper
Gambar 10. bentuk endapan pada kuat arus 11amper.
Morpologi bentuk endapan pada kuat arus 8 amper endapan halus emakin kuat arus dinaikan bentuk endapan semakin kasar.Kuat arus 11 amper bentu endapan kasar dan endapan kelihatan ada yang mengelupas menyebabkan efisiensi menurun..
3.2 Pengayakan (sieve analysis mesh)
Hasil pengayakan menggunakan mesh antara 230 (63 µm) sampai 325(45µm).
Gambar 11. Serbuk nikel setelah di keringkan
a b
Gambar 12. a)serbuk mesh 230, b)mesh325
Bentuk serbuk hasil elektrolisis berupa dendritik serpihan (flakes) kristal. Ukuran serbuk dapat diperkecil dengan cara digerus kemudian proses pengayakan.
4. Kesimpulan
Hasil dari pengumpulan data dari analisa dapat disimpulkan bahwa
- Jumlah endapan pada katoda naik dengan dinaikan kuat arus
- Efisiensi naik dari 8 amper sampai dengan 10 amper, sedangkan kuat arus 11 amper cenderung agak turun karena endapan ada yang rontok sehingga mengurangi jumlah endapan.
- Morpologi bentuk endapan 8 amper adalah halus semakin kuat arus dinaikan bentuk endapan semakin kasar.
5. Daftar Pustaka
• ASM Handbook, (1998), ”Powder Metal Technologies and Applications.”
• C.S.Carney,C.J.Gump, A.W.Weimer, (2006),”Rapid Nickel Oxalate Thermal Decomposition for Producing Fine Porous Nickel Metal Powders,” Material Sience and Engineering A 431, hlm 1-12.
• Entshev D.I,Nikola.K.T,Haralamplev.A.G, (1973),”MethodForElectrorefining Of Nikel,” United States Patent, Agust 28.
• German, M.R. (1994), ”Powder Metallurgy Science” , Metal Powder Industries Federation, New Jersey.
• Jinxing.Ji, (1994), ”Fundamental Aspects of Nickel Electrowinning from Chloride Electrolytes, Columbia”, February.
• Kuniaki Murase, Takeshi Honda and Yasuhiro Awakura, (1985), ”Measurement of pH in the Vicinity of a Cathode during the Chloride Electrowinning of Nickel”. Mettallurgical and Material Transactions B, Vol. 29B, (Desember):1193.
• Lantropov, (1977), Theoretical Electrochemistry, 2nd ed. Moscow: Mir Publisher.
• R. Ghanem, H.Farag, Y.Eltaweel and Mona E.O,(2009), ”Electro-winning of Nickel from Spent nickel Catalyst Leachate with Sulphoric Acid”, Journal of Chemical Engineering Research, Volume 1, Number 2.
• Shinji. I, Masatoshi. M, Keiji. K, Yoshie. T (2008),”Production of Nickel Powder by The Titanium Redox method and its Application to Conductive materials,” Jurnal Appl Electrochem, 38:1211-1216 Published online: 11 March 2008
Teknik pembentukan dengan printer tiga dimensi banyak dilakukan di industri manufaktur. Pada printer 3 dimensi fungsi tinta digantikan oleh beragam serbuk. Perkembangan teknologi produksi ,mesin printer 3 dimensi berpotensi untuk bisa digunakan dalam proses produksi produk-produk smart - material dengan mengkombinasikan jenis bahan serbuk. Di karenakan bahan serbuk masih sangat sulit didapat sehingga di perlu proses rancang bangun mesin pembuat serbuk.Teknologi pembuatan serbuk nickel murni dapat dilakukan dengan elektrolisa (electrorefining).
1.1 Elektrolisis
Elektrolisa adalah peristiwa berlangsungnya reaksi kimia oleh arus listrik.Alat elektrolisa terdiri atas sel elektrolitik yang berisi elektrolit (larutan atau leburan), dan dua elektroda, anoda dan katoda. pada anoda terjadi reaksi oksidasi sedangkan pada elektroda katoda terjadi reaksi reduksi.Arus listrik searah dialirkan pada sel elektrolit yang berisi larutan garam AB,maka garam tersebut akan terurai sebagai berikut:
Ion yang bermuatan positip akan menempel pada elektroda negatif (katoda). Dengan menimbang katoda sebelum dan sesudah dialiri arus listrik, maka dapat diketahui jumlah logam yang menempel pada elektroda tersebut.Ion yang bermuatan positip akan menempel pada elektroda negatif (katoda). Dengan menimbang katoda sebelum dan sesudah dialiri arus listrik, maka dapat diketahui jumlah logam yang menempel pada elektroda tersebut.
Gambar 2.1 sel elektrolisis
(1) m = jumlah massa yang diendapkan
z = tara kimia listrik
I = arus listrik
t = waktu elektrolisa
1.2 Mekanisme Elektrolisis
1.Pada anode terjadi reaksi oksidasi
2.Elektroda katode terjadi reaksi reduksi
Ni+2+ 2e = Ni0 reaksi reduksi
3.Reaksi larutan yang terjadi NiSO4
NiSO4 = Ni+2 + SO4 -2
4.Reaksi larutan yang terjadi NiCl2
NiCl2 = Ni+2 + Cl -2
2. Metode Penelitian
2.1 Bahan Penelitian
Bahan baku yang digunakan pembuatan serbuk dalam penelitian ini adalah lempengan nikel dengan ukuran 200 mm × 150 mm × 15 mm, yang berfungsi sebagai anoda , sedangkan bahan katoda dari plat stainless steels. Dengan ukuran 200 mm x 150 mm x 3 mm. Media elektrolit yang dipakai larutan nikel sulfat NiSO4 dan larutan nikel clorida NiCl2.
2.2 Peralatan Penelitian
Peralatan yang digunakan dalam penelitian adalah satu set sel Elektrolisa,yang terdiri dari :
1. Bak pemroses, bahan PVC, (525 x 200 x 200 mm)
2. Bak pemanas, bahan PVC, (270 X 270 X 460 mm)
3. Bak penampung, bahan PVC, (320 x 210 x 200 mm)
4. Katoda, bahan stailess steels 304, (200 x 150 x 3 mm)
5. Anoda, bahan Nikel, (200 x 150 x 15 mm)
6. Quartz heater (220 volt, 1 kW, 400 L, 2 p)
7. Power supply (50 A, 30 volt)
8. Circuit breaker (merk Domae, 3 p.C. 4 OA)
9. Thermo – controller (merk IL – 80 EN, 110 volt/220 volt, 4000 C,)
10. Multimeter merk Sanwa SP – 10 D dengan ketelitian 0,005 Ampere.
11. Stopwatch.
12. Termometer.
13. Neraca analitik untuk menimbang hasil serbuk tembaga.
Sedangkan untuk menentukan ukuran partikel serbuk digunakan peralatan uji ayak ( sieve analysis mesh ).
Gambar 2. Alat pembuat serbuk nikel dengan elektrolisis
Gambar 3. hasil perancangan alat Elektrolisis
2.3 Diagram Proses elektrolisis
Gambar 4. Diagram proses pembuatan serbuk nikel
3. Hasil dan Analisa Data
Data-dari hasil pembuatan dan pengujian yang terkumpul maka proses selanjutnya adalah menganalisa data tersebut. Penelitian ini terdiri dari 4 kali pengambilan sampel dan tiap-tiap pengambilan sampel ada sebanyak 4 variable penelitian, seperti terlihat pada table 1.
Tabel 1. Hubungan kuat arus dengan jumlah endapan pada katoda
Kuat arus(A) Luas katoda(dm2) Endapan teoritis (g) Endapan aktual(g) Efisiensi %
8 17.65 0.7336 0.6637 90.47
9 17.65 0.8254 0.7835 94.92
10 17.65 0.9171 0.8837 96.35
11 17.65 1.0088 0.9642 95.57
Gambar 5. grafik hubungan kuat arus dengan jumlah endapan
Jumlah endapan dari 8 amper sampai dengan 11 amper cenderung naik.
Gambar 6. GrafikHubungan kuat arus dengan efiiensi
Efisiensi endapan dengan kuat arus listrik cenderung meningkat dari 8 amper sampai 10 amper sedangkan pada kuat arus 11 amper efisiensi menurun, ini disebabkan karena ada yang mengelupas atau rontok.
3.1. Morpologi Endapan Serbuk Nikel
Gambar 7. Bentuk endapan pada kuat arus 8 Amper
Gambar 8. Bentuk endapan pada kuat arus 9 Amper
Gambar 9. bentuk endapan pada kuat arus 10 Amper
Gambar 10. bentuk endapan pada kuat arus 11amper.
Morpologi bentuk endapan pada kuat arus 8 amper endapan halus emakin kuat arus dinaikan bentuk endapan semakin kasar.Kuat arus 11 amper bentu endapan kasar dan endapan kelihatan ada yang mengelupas menyebabkan efisiensi menurun..
3.2 Pengayakan (sieve analysis mesh)
Hasil pengayakan menggunakan mesh antara 230 (63 µm) sampai 325(45µm).
Gambar 11. Serbuk nikel setelah di keringkan
a b
Gambar 12. a)serbuk mesh 230, b)mesh325
Bentuk serbuk hasil elektrolisis berupa dendritik serpihan (flakes) kristal. Ukuran serbuk dapat diperkecil dengan cara digerus kemudian proses pengayakan.
4. Kesimpulan
Hasil dari pengumpulan data dari analisa dapat disimpulkan bahwa
- Jumlah endapan pada katoda naik dengan dinaikan kuat arus
- Efisiensi naik dari 8 amper sampai dengan 10 amper, sedangkan kuat arus 11 amper cenderung agak turun karena endapan ada yang rontok sehingga mengurangi jumlah endapan.
- Morpologi bentuk endapan 8 amper adalah halus semakin kuat arus dinaikan bentuk endapan semakin kasar.
5. Daftar Pustaka
• ASM Handbook, (1998), ”Powder Metal Technologies and Applications.”
• C.S.Carney,C.J.Gump, A.W.Weimer, (2006),”Rapid Nickel Oxalate Thermal Decomposition for Producing Fine Porous Nickel Metal Powders,” Material Sience and Engineering A 431, hlm 1-12.
• Entshev D.I,Nikola.K.T,Haralamplev.A.G, (1973),”MethodForElectrorefining Of Nikel,” United States Patent, Agust 28.
• German, M.R. (1994), ”Powder Metallurgy Science” , Metal Powder Industries Federation, New Jersey.
• Jinxing.Ji, (1994), ”Fundamental Aspects of Nickel Electrowinning from Chloride Electrolytes, Columbia”, February.
• Kuniaki Murase, Takeshi Honda and Yasuhiro Awakura, (1985), ”Measurement of pH in the Vicinity of a Cathode during the Chloride Electrowinning of Nickel”. Mettallurgical and Material Transactions B, Vol. 29B, (Desember):1193.
• Lantropov, (1977), Theoretical Electrochemistry, 2nd ed. Moscow: Mir Publisher.
• R. Ghanem, H.Farag, Y.Eltaweel and Mona E.O,(2009), ”Electro-winning of Nickel from Spent nickel Catalyst Leachate with Sulphoric Acid”, Journal of Chemical Engineering Research, Volume 1, Number 2.
• Shinji. I, Masatoshi. M, Keiji. K, Yoshie. T (2008),”Production of Nickel Powder by The Titanium Redox method and its Application to Conductive materials,” Jurnal Appl Electrochem, 38:1211-1216 Published online: 11 March 2008
RANCANGAN PRODUK BAHAN PLASTIK DAUR ULANG SEBAGAI UPAYA PENINGKATAN INDUSTRI KREATIF by. Suharto
Abstrak
Plastik memang seharusnya tidak digunakan lagi, karena tidak ramah lingkungan, proses penguraiannya dalam tanah memakan waktu ratusan tahun. Beberapa upaya untuk mengurangi dampak lingkungan melalui penggunaan kembali (reuse) dan mendaur ulang plastik menjadi sesuatu yang lebih berguna (recycle). Metodologi dengan analisis-sintesis mengacu beberapa sumber literature. Hasil pembahasan menemukan plastik dapat digolongkan menjadi dua golongan besar yaitu plastik yang bersifat thermoplastic dan yang bersifat thermoset. Plastik diklasifikasi tujuh kelompok berdasarkan atas nama populernya, rumus molekul, kegunaan, dan bisa didaur-ulang atau tidak. (1) Polyethylene terephthalate (PET), (2) High Density Polyethylene (HDPE), (3) Low Density Polyethylene (LDPE), (4) Polyvinil Cloride (PVC), (5) Polypropylene (PP), (6) Polystyrene (PS), (7) Others. Berbagai jenis produk hasil rancangan dalam tulisan ini seperti komponen sepeda motor, safety regulator tabung gas LPG diharapkan dapat memberikan inspirasi proses pembentukan produk plastik baru bagi Usaha Kecil dan Menengah
Kata kunci: “rancangan produk”, “bahan plastik”,“daur-ulang”,“industri kreatif”
1. Pendahuluan
Plastik juga merupakan bahan anorganik buatan yang tersusun dari bahan-bahan kimia yang cukup berahaya bagi lingkungan. Limbah daripada plastik ini sangatlah sulit untuk diuraikan secara alami. Untuk menguraikan sampah plastik itu sendiri membutuhkan kurang lebih 80 tahun agar dapat terdegradasi secara sempurna. Oleh karena itu penggunaan bahan plastik dapat dikatakan tidak bersahabat ataupun konservatif bagi lingkungan apabila digunakan tanpa menggunakan batasan tertentu. Sedangkan di dalam kehidupan sehari-hari, khususnya kita yang berada di Indonesia,penggunaan bahan plastik bisa kita temukan di hampir seluruh aktivitas hidup kita. Padahal apabila kita sadar, kita mampu berbuat lebih untuk hal ini yaitu dengan menggunakan kembali (reuse) kantung plastik yang disimpan di rumah. Dengan demikian secara tidak langsung kita telah mengurangi limbah plastik yang dapat terbuang percuma setelah digunakan (reduce). Atau bahkan lebih bagus lagi jika kita dapat mendaur ulang plastik menjadi sesuatu yang lebih berguna (recycle).
Pemanfaatan limbah plastik merupakan upaya menekan pembuangan plastik seminimal mungkin dan dalam batas tertentu menghemat sumber daya dan mengurangi ketergantungan bahan baku impor. Pemanfaatan limbah plastik dapat dilakukan dengan pemakaian kembali (reuse) maupun daur ulang (recycle). Di Indonesia, pemanfaatan limbah plastik dalam skala rumah tangga umumnya adalah dengan pemakaian kembali dengan keperluan yang berbeda, misalnya tempat cat yang terbuat dari plastik digunakan untuk pot atau ember. Sisi jelek pemakaian kembali, terutama dalam bentuk kemasan dimungkinkan untuk digunakan pemalsuan produk seperti yang seringkali terjadi di kota-kota besar.
2. Metode Pembahasan
Pembahasan terhadap Rancangan Produk Bahan Plastik Daur Ulang sebagai upaya peningkatan Industri Kreatif menggunakan metode analitis-sintesis. Pembahasan juga dilakukan secara optimal melalui kajian-kajian teoritis, yakni mengacu pada sumber-sumber referensi/literatur teknologi daur ulang plastik. Hasil pembahasan disimpulkan sebagai suatu inti/pokok-pokok hasil pemikiran yang terkandung di dalam tulisan ini, kemudian ditinjau pula konskuensi logis terhadap implikasi pada pengembangan produk baru yang dapat memberikan inspirasi bagi UKM Plastik. Studi kasus pemanfaatan limbah plastik pada pembuatan produk plastik kreatif landasan pengaman, safety regulator tabung gas LPG.
3. Pembahasan
Secara garis besar plastik dapat digolongkan menjadi dua golongan besar, yakni plastik yang bersifat thermoplastic dan yang bersifat thermoset. Thermoplastic dapat dibentuk kembali dengan mudah dan diproses menjadi bentuk lain, sedangkan jenis thermoset bila telah mengeras tidak dapat dilunakkan kembali. Plastik yang paling umum digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah dalam bentuk thermoplastic. Saat ini plastik diklasifikasikan menjadi 7 (tujuh) kelompok. Ciri masing-masing kelompok plastik dibedakan atas nama populernya, rumus molekul, kegunaan, dan bisa didaur-ulang atau tidak.
Pengelompokan plastik itu adalah:
Pertama: PET adalah singkatan dari polyethylene terephthalate; 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.
Gambar 1. Polyethylene terephthalate (PET)
Sumber: http://www.gogreencharleston.org/
PET dapat ditemukan pada botol air, botol soda, botol jus, botol minyak goreng, kemasan makanan, dll-nya. PET berciri jernih, kadang berwarna hijau. PET dapat didaur-ulang menjadi produk baru seperti bahan kain, sepatu, koper, karpet, rak, panel pintu dan banyak lagi.
Gambar 2. High Density Polyethylene (HDPE)
Sumber: http://www.gogreencharleston.org/
Kedua, HDPE adalah singkatan dari High Density Polyethylene merupakan resin yang liat, kuat dan kaku yang berasal dari minyak bumi, yang sering dibentuk dengan cara meniupnya. Rumus molekulnya adalah (-CH2-CH2-)n. HDPE dapat ditemukan pada cerek susu, botol detergen, botol obat, botol oli mesin, botol shampoo, kemasan juice, botol sabun cair, kemasan kopi dan botol sabun bayi. HDPE dapat didaur-ulang Di berbagai tempat, tersedia tempat-tempat untuk mendaur-ulang plastik. HDPE biasanya berwarna pekat, tidak tembus pandang, dan dapat muncul dengan berbagai warna walau biasanya berwarna putih. Kita dapat menggunakannya kembali dengan cara memanfaatkannya sebagai berbagai macam benda seperti pipa pembuangan, botol detergen, palet, botol oli, pena, bangku, tempat sampah dan sebagainya.
Gambar 3. High Density Polyethylene (HDPE)
Sumber: http://www.gogreencharleston.org/
Ketiga, PVC adalah singkatan dari Polyvinyl Chloride merupakan resin yang liat dan keras yang tidak terpengaruh oleh zat kimia lain. Rumus molekulnya adalah (-CH2-CHCl-)n. PVC dapat dijumpai pada tanda lalu lintas, botol minyak goreng, kabel listrik, botol pembersih kaca, mainan, botol shampoo, pipa air, kemasan kerut, dan kemasan makanan cepat saji. PVC tidak dapat di daur ulang. Yang terbaik adalah menghindari produk yang menggunakan plastik jenis ini sebagai kemasan.
Gambar 4. Low Density Polyethylene (LDPE)
Sumber: http://www.gogreencharleston.org/
Ke-empat: LDPE adalah singkatan dari Low Density Polyethylene (LDPE) merupakan plastik yang mudah dibentuk ketika panas, yang terbuat dari minyak bumi, dan rumus molekulnya adalah (-CH2- CH2-)n. Dia adalah resin yang keras, kuat dan tidak bereaksi terhadap zat kimia lainnya, kemungkinan merupakan plastik yang paling tinggi mutunya. LDPE dapat dijumpai pada tas plastik, botol, kotak penyimpanan, mainan, perangkat komputer dan wadah yang dicetak. LDPE bisa tembus cahaya ataupun pekat, dan sangat kuat, sangat lentur, kedap air dan tidak dapat dihancurkan seperti plastik lain yang lebih keras.
Gambar 5. Polypropylene (PP)
Sumber: http://www.gogreencharleston.org/
Ke-lima, PP singkatan dari Polypropylene merupakan plastik polymer yang mudah dibentuk ketika panas, rumus molekulnya adalah (-CHCH3-CH2-)n. Yang lentur, keras dan resisten terhadap lemak. Polypropylene dapat dijumpai pada wadah makanan, kemasan, pot tanaman, tutup botol obat, tube margarin, tutup lainnya, sedotan, mainan, tali, pakaian dan berbagai bentuk yang bukan botol. Program daur-ulang seharusnya diperluas dan memasukkan semua jenis resin plastik, sehingga polypropylene termasuk didalamnya, sehingga benda seperti kabel, sapu, lampu, peralatan rumah tangga, pengikis es, rak sepeda, tempat beras dan nampan dapat di daur-ulang.
Gambar 6. Polystyrene (PS)
Sumber: http://www.gogreencharleston.org/
Ke-enam, PS singkatan dari Polystyrene merupakan plastik polymer yang mudah dibentuk bila dipanaskan, rumus molekulnya adalah (-CHC6H5-CH2-)n. Sangat kaku dalam suhu ruangan. Polystyrene dapat dijumpai pada perkakas dari plastik, kotak CD, gelas plastik, wadah makanan dan nampan. Polypropylene bisa tembus cahaya, bisa juga berwarna. Fleksibel pada batas tertentu, namun secara umum kaku, sangat baik hasilnya bila dicetak dengan rancangan yang rumit. Polystyrene tidak mudah didaur-ulang.
Gambar 7. Others
Sumber: http://www.gogreencharleston.org/
Paling sering, produk dengan label #7 terbuat dari campuran dua atau lebih jenis plastik (#1 sampai #6). Kadang kala label #7 mengindikasikan bahwa bahan baku resinnya tidak diketahui. Bisa jadi untuk segala macam benda, namun paling sering akan Anda jumpai plastik #7 digunakan dalam industri minuman ataupun makanan.
Penggunaan bahan plastik disarankan lebih aman bila menggunakan plastik dengan kode 2, 4, 5, dan 7 (kecuali polycarbonate). Bila tidak ada kode plastik pada kemasan tersebut, atau bila tipe plastik tidak jelas cara terbaik yang paling aman adalah menghubungi produsennya dan menanyakan mereka tentang tipe plastik yang digunakan untuk membuat produk tersebut.
Proses daur ulang plastik dengan menggunakan mesin khusus:
1. Sortir, memisahkan bahan baku dan membuang material/ benda asing yang tidak diharapkan masuk ke dalam proses daur ulang.
Gambar: 9 Bahan baku (butir) plastik
Sumber: Teknik Mesin Polines
2. Pemotongan dan merajang plastik dalam bentuk asalnya (kantong atau lembaran plastik.
3. Pencucian agar tidak menggangu proses penggilingan, dengan cara Prewashing menggunakan media cair sebagai sarana untuk memisahkan material-material asing terutama agar tidak ikut dalam proses selanjutnya yaitu Pencucian Tahap 2 menggunakan mesin friction water dimana materi dicuci kembali oleh ulir menanjak yang berputar pada putaran tinggi sehinggga hasil dari friksi dapat melepaskan material asing yang masih terdapat pada bahan.
4. Pengeringan secara mekanik yaitu dengan memeras material dengan gerakan memutar sehingga air dapat keluar dan dengan menguapkan air pada suhu tertentu agar bahan benar-benar terbebas dari suhu yang melekat.
5. Pemanasan yaitu material yang telah bersih dari pengotor dilelehkan dengan proses pemanasan material pada suhu 200 derajat C dimana suhu panas dihasilkan oleh heater dan selanjutnya lelehan dialirka untuk menuju proses penyaringan.
6. Penyaringan dilakukan dengan lembaran besi yang dilobangi sebesar kira-kira 4 mm di seluruh permukaannya, agar menjadi lelehan plastik akan melewati saringan ini untuk menghasilkan lelehan plastik berbentuk silinder panjang yang nantinya akan dipotong-potong dengan ukuran sekitar 0,5 centimeter.
Keberadaan produk di muka bumi ini ditempuh melalui suatu tahap-tahap siklus kehidupan yang terdiri dari :
1. Ditemukan kebutuhan produk
2. Perancangan & pengembangan
3. Pembuatan & distribusi
4. Pemanfaatan produk
5. Pemusnahan
Selanjutnya proses pembentukan produk baru ditunjukkan pada gambar:10.
3.1. Landasan Pengaman Standar Sepeda Motor
Secara fungsional pengaman pada standar kendaraan bermotor roda dua ini dapat memberikan keuntungan tidak merusak lantai saat kendaraan tersebut di parkir. Pada kendaraan bermotor sebelumnya, tidak terdapat alat pengaman. Alat pengaman ini berupa produk yang terbuat dari bahan termoplastik yang dibuat melalui proses pencetakan (injection moulding). Bahan plastik yang digunakan untuk membuat produk sepatu kendaraan ini adalah plastik PVC fleksibel. Jumlah produk yang dihasilkan dalam sekali cetakan adalah 8 buah (4 pasang).
3.2. Safety Regulator Tabung Gas LPG
Safety Regulator merupakan alat yang digunakan untuk mengamankan tabung gas dari kebocoran gas. Safety regulator berfungsi untuk menjamin posisi/kedudukan regulator dengan benar. Selain itu, alat ini juga dapat menghemat pemakaian gas elpiji (LPG) sampai 30% karena cara kerjanya menjepit/menekan regulator pada posisi satu sumbu dengan tabung gas elpiji sehingga menjamin tidak terjadi kebocoran gas elpiji dan mengakibatkan kebakaran.
Mesin-mesin sederhana yang dapat digunakan untuk proses daur-ulang limbah plastik sebagai berikut:
1. Mesin Perajang Plastik, digunakan untuk merajang dari bentuk semula menjadi potongan kecil-kecil/butiran.
2. Mesin Injeksi Plastik tipe plunyer, digunakan untuk membentuk produk plastik baru melalui proses pencairan butiran plastik yang dimasukkan ke dalam cetakan.
3. Mesin Cetak Botol Plastik, digunakan untuk membentuk produk baru botol-botol melalui proses pencairan butiran plastik yang kemudian ditiup masuk ke dalam cetakan botol plastik.
Gambar 13. Perajang Limbah Plastik
Sumber : toko alat mesin.com
Gambar 14. Pencetak botol plastik sederhana
Sumber : indonetwork.co.id
Gambar 15. Mesin Injeksi Plastik
Sumber : Teknik Mesin Polines
4. Kesimpulan
Pemanfaatan limbah plastik dapat dilakukan dengan penggunaan kembali (re-use) dengan mempertimbangkan kesehatan dan dengan cara daur-ulang untuk dibentuk menjadi produk baru (recycle) seperti dudukan kaki meja, kaki almari, asesoris rangka baja, segitiga pengaman lalu lintas, dan masih banyak lagi.
Untuk mengembangkan usaha industri kreatif diperlukan upaya mewujudkan produk baru yang memberikan nilai ekonomi. Hal itu dapat terwujud bilamana dapat membuat produk baru dari daur-ulang plastik yang punya pasar tinggi, volume kecil, konstruksi sederhana sehingga mudah dibentuk cetakan/mold serta memenuhi persyaratan kesehatan.
Rancangan produk baru seperti landasan pengaman sepeda motor, safety regulator tabung gas diharapkan dapat menjadi inspirasi untuk ditemukan produk-produk lain yang bermanfaat.
6. Daftar Pustaka
• Carli,dkk, 2006, Penerapan Mesin Perajang Limbah Plastik Botol Minuman Untuk Meningkatkan Produktivitas Dan Kualitas Produk Pada Ukm Pengolah Limbah Plastik Menjadi Siap Olah, Prgram TTG, Depdiknas Jateng.
• Suharto,2009, Konstruksi Injection Mold Plastic, Artikel Majalah Rekayasa Polines, Semarang
• Suyadi,dkk, 2007, Pembuatan Alat Uji Tarik Sampel Plastik Sistem Pneumatik Dengan Memanfaatkan Mikrokontroler Untuk Diversivikasi Pengujian Destruktif Non Metal, Penelitian Dosen Muda, Dikti Jakarta
• http://www.gogreencharleston.org/
• http://onlinebuku.com/pengolahan-limbah-plastik-dengan-metode-daur-ulang-recycle/
Plastik memang seharusnya tidak digunakan lagi, karena tidak ramah lingkungan, proses penguraiannya dalam tanah memakan waktu ratusan tahun. Beberapa upaya untuk mengurangi dampak lingkungan melalui penggunaan kembali (reuse) dan mendaur ulang plastik menjadi sesuatu yang lebih berguna (recycle). Metodologi dengan analisis-sintesis mengacu beberapa sumber literature. Hasil pembahasan menemukan plastik dapat digolongkan menjadi dua golongan besar yaitu plastik yang bersifat thermoplastic dan yang bersifat thermoset. Plastik diklasifikasi tujuh kelompok berdasarkan atas nama populernya, rumus molekul, kegunaan, dan bisa didaur-ulang atau tidak. (1) Polyethylene terephthalate (PET), (2) High Density Polyethylene (HDPE), (3) Low Density Polyethylene (LDPE), (4) Polyvinil Cloride (PVC), (5) Polypropylene (PP), (6) Polystyrene (PS), (7) Others. Berbagai jenis produk hasil rancangan dalam tulisan ini seperti komponen sepeda motor, safety regulator tabung gas LPG diharapkan dapat memberikan inspirasi proses pembentukan produk plastik baru bagi Usaha Kecil dan Menengah
Kata kunci: “rancangan produk”, “bahan plastik”,“daur-ulang”,“industri kreatif”
1. Pendahuluan
Plastik juga merupakan bahan anorganik buatan yang tersusun dari bahan-bahan kimia yang cukup berahaya bagi lingkungan. Limbah daripada plastik ini sangatlah sulit untuk diuraikan secara alami. Untuk menguraikan sampah plastik itu sendiri membutuhkan kurang lebih 80 tahun agar dapat terdegradasi secara sempurna. Oleh karena itu penggunaan bahan plastik dapat dikatakan tidak bersahabat ataupun konservatif bagi lingkungan apabila digunakan tanpa menggunakan batasan tertentu. Sedangkan di dalam kehidupan sehari-hari, khususnya kita yang berada di Indonesia,penggunaan bahan plastik bisa kita temukan di hampir seluruh aktivitas hidup kita. Padahal apabila kita sadar, kita mampu berbuat lebih untuk hal ini yaitu dengan menggunakan kembali (reuse) kantung plastik yang disimpan di rumah. Dengan demikian secara tidak langsung kita telah mengurangi limbah plastik yang dapat terbuang percuma setelah digunakan (reduce). Atau bahkan lebih bagus lagi jika kita dapat mendaur ulang plastik menjadi sesuatu yang lebih berguna (recycle).
Pemanfaatan limbah plastik merupakan upaya menekan pembuangan plastik seminimal mungkin dan dalam batas tertentu menghemat sumber daya dan mengurangi ketergantungan bahan baku impor. Pemanfaatan limbah plastik dapat dilakukan dengan pemakaian kembali (reuse) maupun daur ulang (recycle). Di Indonesia, pemanfaatan limbah plastik dalam skala rumah tangga umumnya adalah dengan pemakaian kembali dengan keperluan yang berbeda, misalnya tempat cat yang terbuat dari plastik digunakan untuk pot atau ember. Sisi jelek pemakaian kembali, terutama dalam bentuk kemasan dimungkinkan untuk digunakan pemalsuan produk seperti yang seringkali terjadi di kota-kota besar.
2. Metode Pembahasan
Pembahasan terhadap Rancangan Produk Bahan Plastik Daur Ulang sebagai upaya peningkatan Industri Kreatif menggunakan metode analitis-sintesis. Pembahasan juga dilakukan secara optimal melalui kajian-kajian teoritis, yakni mengacu pada sumber-sumber referensi/literatur teknologi daur ulang plastik. Hasil pembahasan disimpulkan sebagai suatu inti/pokok-pokok hasil pemikiran yang terkandung di dalam tulisan ini, kemudian ditinjau pula konskuensi logis terhadap implikasi pada pengembangan produk baru yang dapat memberikan inspirasi bagi UKM Plastik. Studi kasus pemanfaatan limbah plastik pada pembuatan produk plastik kreatif landasan pengaman, safety regulator tabung gas LPG.
3. Pembahasan
Secara garis besar plastik dapat digolongkan menjadi dua golongan besar, yakni plastik yang bersifat thermoplastic dan yang bersifat thermoset. Thermoplastic dapat dibentuk kembali dengan mudah dan diproses menjadi bentuk lain, sedangkan jenis thermoset bila telah mengeras tidak dapat dilunakkan kembali. Plastik yang paling umum digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah dalam bentuk thermoplastic. Saat ini plastik diklasifikasikan menjadi 7 (tujuh) kelompok. Ciri masing-masing kelompok plastik dibedakan atas nama populernya, rumus molekul, kegunaan, dan bisa didaur-ulang atau tidak.
Pengelompokan plastik itu adalah:
Pertama: PET adalah singkatan dari polyethylene terephthalate; 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.
Gambar 1. Polyethylene terephthalate (PET)
Sumber: http://www.gogreencharleston.org/
PET dapat ditemukan pada botol air, botol soda, botol jus, botol minyak goreng, kemasan makanan, dll-nya. PET berciri jernih, kadang berwarna hijau. PET dapat didaur-ulang menjadi produk baru seperti bahan kain, sepatu, koper, karpet, rak, panel pintu dan banyak lagi.
Gambar 2. High Density Polyethylene (HDPE)
Sumber: http://www.gogreencharleston.org/
Kedua, HDPE adalah singkatan dari High Density Polyethylene merupakan resin yang liat, kuat dan kaku yang berasal dari minyak bumi, yang sering dibentuk dengan cara meniupnya. Rumus molekulnya adalah (-CH2-CH2-)n. HDPE dapat ditemukan pada cerek susu, botol detergen, botol obat, botol oli mesin, botol shampoo, kemasan juice, botol sabun cair, kemasan kopi dan botol sabun bayi. HDPE dapat didaur-ulang Di berbagai tempat, tersedia tempat-tempat untuk mendaur-ulang plastik. HDPE biasanya berwarna pekat, tidak tembus pandang, dan dapat muncul dengan berbagai warna walau biasanya berwarna putih. Kita dapat menggunakannya kembali dengan cara memanfaatkannya sebagai berbagai macam benda seperti pipa pembuangan, botol detergen, palet, botol oli, pena, bangku, tempat sampah dan sebagainya.
Gambar 3. High Density Polyethylene (HDPE)
Sumber: http://www.gogreencharleston.org/
Ketiga, PVC adalah singkatan dari Polyvinyl Chloride merupakan resin yang liat dan keras yang tidak terpengaruh oleh zat kimia lain. Rumus molekulnya adalah (-CH2-CHCl-)n. PVC dapat dijumpai pada tanda lalu lintas, botol minyak goreng, kabel listrik, botol pembersih kaca, mainan, botol shampoo, pipa air, kemasan kerut, dan kemasan makanan cepat saji. PVC tidak dapat di daur ulang. Yang terbaik adalah menghindari produk yang menggunakan plastik jenis ini sebagai kemasan.
Gambar 4. Low Density Polyethylene (LDPE)
Sumber: http://www.gogreencharleston.org/
Ke-empat: LDPE adalah singkatan dari Low Density Polyethylene (LDPE) merupakan plastik yang mudah dibentuk ketika panas, yang terbuat dari minyak bumi, dan rumus molekulnya adalah (-CH2- CH2-)n. Dia adalah resin yang keras, kuat dan tidak bereaksi terhadap zat kimia lainnya, kemungkinan merupakan plastik yang paling tinggi mutunya. LDPE dapat dijumpai pada tas plastik, botol, kotak penyimpanan, mainan, perangkat komputer dan wadah yang dicetak. LDPE bisa tembus cahaya ataupun pekat, dan sangat kuat, sangat lentur, kedap air dan tidak dapat dihancurkan seperti plastik lain yang lebih keras.
Gambar 5. Polypropylene (PP)
Sumber: http://www.gogreencharleston.org/
Ke-lima, PP singkatan dari Polypropylene merupakan plastik polymer yang mudah dibentuk ketika panas, rumus molekulnya adalah (-CHCH3-CH2-)n. Yang lentur, keras dan resisten terhadap lemak. Polypropylene dapat dijumpai pada wadah makanan, kemasan, pot tanaman, tutup botol obat, tube margarin, tutup lainnya, sedotan, mainan, tali, pakaian dan berbagai bentuk yang bukan botol. Program daur-ulang seharusnya diperluas dan memasukkan semua jenis resin plastik, sehingga polypropylene termasuk didalamnya, sehingga benda seperti kabel, sapu, lampu, peralatan rumah tangga, pengikis es, rak sepeda, tempat beras dan nampan dapat di daur-ulang.
Gambar 6. Polystyrene (PS)
Sumber: http://www.gogreencharleston.org/
Ke-enam, PS singkatan dari Polystyrene merupakan plastik polymer yang mudah dibentuk bila dipanaskan, rumus molekulnya adalah (-CHC6H5-CH2-)n. Sangat kaku dalam suhu ruangan. Polystyrene dapat dijumpai pada perkakas dari plastik, kotak CD, gelas plastik, wadah makanan dan nampan. Polypropylene bisa tembus cahaya, bisa juga berwarna. Fleksibel pada batas tertentu, namun secara umum kaku, sangat baik hasilnya bila dicetak dengan rancangan yang rumit. Polystyrene tidak mudah didaur-ulang.
Gambar 7. Others
Sumber: http://www.gogreencharleston.org/
Paling sering, produk dengan label #7 terbuat dari campuran dua atau lebih jenis plastik (#1 sampai #6). Kadang kala label #7 mengindikasikan bahwa bahan baku resinnya tidak diketahui. Bisa jadi untuk segala macam benda, namun paling sering akan Anda jumpai plastik #7 digunakan dalam industri minuman ataupun makanan.
Penggunaan bahan plastik disarankan lebih aman bila menggunakan plastik dengan kode 2, 4, 5, dan 7 (kecuali polycarbonate). Bila tidak ada kode plastik pada kemasan tersebut, atau bila tipe plastik tidak jelas cara terbaik yang paling aman adalah menghubungi produsennya dan menanyakan mereka tentang tipe plastik yang digunakan untuk membuat produk tersebut.
Proses daur ulang plastik dengan menggunakan mesin khusus:
1. Sortir, memisahkan bahan baku dan membuang material/ benda asing yang tidak diharapkan masuk ke dalam proses daur ulang.
Gambar: 9 Bahan baku (butir) plastik
Sumber: Teknik Mesin Polines
2. Pemotongan dan merajang plastik dalam bentuk asalnya (kantong atau lembaran plastik.
3. Pencucian agar tidak menggangu proses penggilingan, dengan cara Prewashing menggunakan media cair sebagai sarana untuk memisahkan material-material asing terutama agar tidak ikut dalam proses selanjutnya yaitu Pencucian Tahap 2 menggunakan mesin friction water dimana materi dicuci kembali oleh ulir menanjak yang berputar pada putaran tinggi sehinggga hasil dari friksi dapat melepaskan material asing yang masih terdapat pada bahan.
4. Pengeringan secara mekanik yaitu dengan memeras material dengan gerakan memutar sehingga air dapat keluar dan dengan menguapkan air pada suhu tertentu agar bahan benar-benar terbebas dari suhu yang melekat.
5. Pemanasan yaitu material yang telah bersih dari pengotor dilelehkan dengan proses pemanasan material pada suhu 200 derajat C dimana suhu panas dihasilkan oleh heater dan selanjutnya lelehan dialirka untuk menuju proses penyaringan.
6. Penyaringan dilakukan dengan lembaran besi yang dilobangi sebesar kira-kira 4 mm di seluruh permukaannya, agar menjadi lelehan plastik akan melewati saringan ini untuk menghasilkan lelehan plastik berbentuk silinder panjang yang nantinya akan dipotong-potong dengan ukuran sekitar 0,5 centimeter.
Keberadaan produk di muka bumi ini ditempuh melalui suatu tahap-tahap siklus kehidupan yang terdiri dari :
1. Ditemukan kebutuhan produk
2. Perancangan & pengembangan
3. Pembuatan & distribusi
4. Pemanfaatan produk
5. Pemusnahan
Selanjutnya proses pembentukan produk baru ditunjukkan pada gambar:10.
3.1. Landasan Pengaman Standar Sepeda Motor
Secara fungsional pengaman pada standar kendaraan bermotor roda dua ini dapat memberikan keuntungan tidak merusak lantai saat kendaraan tersebut di parkir. Pada kendaraan bermotor sebelumnya, tidak terdapat alat pengaman. Alat pengaman ini berupa produk yang terbuat dari bahan termoplastik yang dibuat melalui proses pencetakan (injection moulding). Bahan plastik yang digunakan untuk membuat produk sepatu kendaraan ini adalah plastik PVC fleksibel. Jumlah produk yang dihasilkan dalam sekali cetakan adalah 8 buah (4 pasang).
3.2. Safety Regulator Tabung Gas LPG
Safety Regulator merupakan alat yang digunakan untuk mengamankan tabung gas dari kebocoran gas. Safety regulator berfungsi untuk menjamin posisi/kedudukan regulator dengan benar. Selain itu, alat ini juga dapat menghemat pemakaian gas elpiji (LPG) sampai 30% karena cara kerjanya menjepit/menekan regulator pada posisi satu sumbu dengan tabung gas elpiji sehingga menjamin tidak terjadi kebocoran gas elpiji dan mengakibatkan kebakaran.
Mesin-mesin sederhana yang dapat digunakan untuk proses daur-ulang limbah plastik sebagai berikut:
1. Mesin Perajang Plastik, digunakan untuk merajang dari bentuk semula menjadi potongan kecil-kecil/butiran.
2. Mesin Injeksi Plastik tipe plunyer, digunakan untuk membentuk produk plastik baru melalui proses pencairan butiran plastik yang dimasukkan ke dalam cetakan.
3. Mesin Cetak Botol Plastik, digunakan untuk membentuk produk baru botol-botol melalui proses pencairan butiran plastik yang kemudian ditiup masuk ke dalam cetakan botol plastik.
Gambar 13. Perajang Limbah Plastik
Sumber : toko alat mesin.com
Gambar 14. Pencetak botol plastik sederhana
Sumber : indonetwork.co.id
Gambar 15. Mesin Injeksi Plastik
Sumber : Teknik Mesin Polines
4. Kesimpulan
Pemanfaatan limbah plastik dapat dilakukan dengan penggunaan kembali (re-use) dengan mempertimbangkan kesehatan dan dengan cara daur-ulang untuk dibentuk menjadi produk baru (recycle) seperti dudukan kaki meja, kaki almari, asesoris rangka baja, segitiga pengaman lalu lintas, dan masih banyak lagi.
Untuk mengembangkan usaha industri kreatif diperlukan upaya mewujudkan produk baru yang memberikan nilai ekonomi. Hal itu dapat terwujud bilamana dapat membuat produk baru dari daur-ulang plastik yang punya pasar tinggi, volume kecil, konstruksi sederhana sehingga mudah dibentuk cetakan/mold serta memenuhi persyaratan kesehatan.
Rancangan produk baru seperti landasan pengaman sepeda motor, safety regulator tabung gas diharapkan dapat menjadi inspirasi untuk ditemukan produk-produk lain yang bermanfaat.
6. Daftar Pustaka
• Carli,dkk, 2006, Penerapan Mesin Perajang Limbah Plastik Botol Minuman Untuk Meningkatkan Produktivitas Dan Kualitas Produk Pada Ukm Pengolah Limbah Plastik Menjadi Siap Olah, Prgram TTG, Depdiknas Jateng.
• Suharto,2009, Konstruksi Injection Mold Plastic, Artikel Majalah Rekayasa Polines, Semarang
• Suyadi,dkk, 2007, Pembuatan Alat Uji Tarik Sampel Plastik Sistem Pneumatik Dengan Memanfaatkan Mikrokontroler Untuk Diversivikasi Pengujian Destruktif Non Metal, Penelitian Dosen Muda, Dikti Jakarta
• http://www.gogreencharleston.org/
• http://onlinebuku.com/pengolahan-limbah-plastik-dengan-metode-daur-ulang-recycle/
Selasa, 09 Maret 2010
PENGARUH ARUS LISTRIK PADA PENGELASAN PADUAN ALUMINIUM 6061-0 (Joko Tri Wardoyo dan Bambang Sumiyarso)
Abstrak
Aluminium merupakan logam ringan, dimana paduan Aluminium 6061-0 termasuk paduan yang mudah dilas. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kecenderungan pengaruh arus listrik yang digunakan pada pengelasan terhadap kekuatan luluh (yield strength) dan kekuatan tarik maksimumnya (ultimate strength). Bahan yang digunakan adalah paduan aluminium 6061 (tube), dengan diameter luar 1,25 inch dan diameter dalam 0,035 inch. Setelah menentukan bahan uji, kemudian dilakukan pengelasan dengan metode TIG serta temper – 42, selanjutnya diuji kekuatannya menggunakan mesin uji tarik. Dari hasil pengujian didapatkan data bahwa terjadi penurunan kekuatan luluh dan kekuatan tarik maksimum dengan meningkatnya arus pengelasan. Untuk kekuatan luluh dari 143.08 MPa (pada arus listrik 50 Amper) menjadi 135.26 (pada arus listrik 70 Amper), sedang untuk kekuatan tarik maksimum dari 245.80 MPa (pada arus listrik 50 Amper) menjadi 221.64 MPa (pada arus listrik 70 Amper). Hal ini diperkirakan karena adanya pertambahan masukan panas dengan naiknya arus pengelasan.
Kata kunci : “Arus las”, “Pengelasan”, “Paduan aluminium”, “Uji tarik”
Aluminium merupakan logam ringan, dimana paduan Aluminium 6061-0 termasuk paduan yang mudah dilas. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kecenderungan pengaruh arus listrik yang digunakan pada pengelasan terhadap kekuatan luluh (yield strength) dan kekuatan tarik maksimumnya (ultimate strength). Bahan yang digunakan adalah paduan aluminium 6061 (tube), dengan diameter luar 1,25 inch dan diameter dalam 0,035 inch. Setelah menentukan bahan uji, kemudian dilakukan pengelasan dengan metode TIG serta temper – 42, selanjutnya diuji kekuatannya menggunakan mesin uji tarik. Dari hasil pengujian didapatkan data bahwa terjadi penurunan kekuatan luluh dan kekuatan tarik maksimum dengan meningkatnya arus pengelasan. Untuk kekuatan luluh dari 143.08 MPa (pada arus listrik 50 Amper) menjadi 135.26 (pada arus listrik 70 Amper), sedang untuk kekuatan tarik maksimum dari 245.80 MPa (pada arus listrik 50 Amper) menjadi 221.64 MPa (pada arus listrik 70 Amper). Hal ini diperkirakan karena adanya pertambahan masukan panas dengan naiknya arus pengelasan.
Kata kunci : “Arus las”, “Pengelasan”, “Paduan aluminium”, “Uji tarik”
PERILAKU PERAMBATAN RETAK FATIK DI MEDIA KOROSIF DENGAN VARIASI KONSENTRASI NaCl PADA SAMBUNGAN LAS BUSUR RENDAM BAJA ASTM A572 GRADE 50 (Nanang B.
Abstrak
Submerged Arc Welding (SAW) merupakan teknik pengelasan yang banyak digunakan untuk penyambungan struktur atau mesin seperti bangunan lepas pantai, jembatan dan perpipaan. Pada aplikasinya, struktur dan mesin ini mengalami beban dinamis di lingkungan korosif, sehingga dapat menyebabkan lelah korosi (corrosion fatigue), yang berakhir pada kegagalan (fatigue failure) pada beban yang jauh dibawah beban statisnya. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari perilaku perambatan retak fatik di lingkungan korosif hasil pengelasan SAW baja ASTM A572 Grade 50. Standar pengujian rambat retak fatik menggunakan ASTM E647, jenis spesimen middle tension (MTS), dengan variasi lingkungan yaitu: udara, larutan 3,5% dan 5% NaCl. Hasil penelitian menunjukkan perambatan retak fatik dengan konsentrasi 3,5% NaCl mengalami penurunan siklus fatik sebesar 10,2% dibandingkan media udara, sedangkan untuk konsentrsi 5% NaCl mengalami penurunan siklus fatik sebesar 35,5% di bandingkan media udara.
Kata kunci:” Perambatan retak fatik korosi”, ”Submerged Arc Welding”, ”Lingkungan korosif”
Submerged Arc Welding (SAW) merupakan teknik pengelasan yang banyak digunakan untuk penyambungan struktur atau mesin seperti bangunan lepas pantai, jembatan dan perpipaan. Pada aplikasinya, struktur dan mesin ini mengalami beban dinamis di lingkungan korosif, sehingga dapat menyebabkan lelah korosi (corrosion fatigue), yang berakhir pada kegagalan (fatigue failure) pada beban yang jauh dibawah beban statisnya. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari perilaku perambatan retak fatik di lingkungan korosif hasil pengelasan SAW baja ASTM A572 Grade 50. Standar pengujian rambat retak fatik menggunakan ASTM E647, jenis spesimen middle tension (MTS), dengan variasi lingkungan yaitu: udara, larutan 3,5% dan 5% NaCl. Hasil penelitian menunjukkan perambatan retak fatik dengan konsentrasi 3,5% NaCl mengalami penurunan siklus fatik sebesar 10,2% dibandingkan media udara, sedangkan untuk konsentrsi 5% NaCl mengalami penurunan siklus fatik sebesar 35,5% di bandingkan media udara.
Kata kunci:” Perambatan retak fatik korosi”, ”Submerged Arc Welding”, ”Lingkungan korosif”
Jumat, 26 Februari 2010
PET
1.Polyethylene Terephthalate (PET)
Logo daur ulang dengan angka 1 di tengahnya serta tulisan PETE atau PET (polyethylene terephthalate) di bawah segitiga, biasa dipakai untuk botol plastik; Berwarna jernih/transparan/tembus pandang seperti botol air mineral, botol jus, dan hampir semua botol minuman lainnya. botol jenis pet/pete ini direkomendasikan hanya sekali pakai, bila terlalu sering dipakai, apalagi digunakan untuk menyimpan air hangat apalagi panas, akan mengakibatkan lapisan polimer pada botol tersebut akan meleleh dan mengeluarkan zat karsinogenik (dapat menyebabkan kanker) dalam jangka panjang.
Langganan:
Postingan (Atom)
