Download - Review Kelompok 3_daur Ulang Sampah

REVIEW CONVERTING WASTE PLASTICS TO

PLASTIC ORE

Semester 6

Disusun oleh

Tia Utari (11210028)

M. Rizqi Fadjriand (11210001)

Darma Adhi Wardana (11210009)

Mukida (11210006)

Rudy Gurnarso (11210018)

FAKULTAS TEKNIK

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI INDOCEMENT

2014

A. Tata Letak Pabrik

Tata letak pabrik dapat didefinisikan sebagai tata cara pengaturan fasilitas-

fasilitas pabrik guna menunjang kelancaran proses produksi. Pengaturan tersebut

memanfaatkan luas area yang tersedia untuk penempatan mesin atau fasilitas penunjang

produksi lainnya, perpindahan material, penyimpanan material baik bersifat temporer

maupun permanen, dan sebagainya.

Wilayah Jababeka merupakan kawasan industri yang didesain dengan

mempertimbangkan keadaan lingkungan sekitarnya. Wilayah tersebut dikembangkan

dengan ProLH GTZ, yaitu suatu program kolaborasi teknis kerjasama antara

Kementrian Lingkungan Hidup dan Pemerintahan Jerman. Saat ini, wilayah Jababeka

menjadi rumah bagi sekitar 1235 perusahaan baik lokal maupun multinasional yang

berasal dari 23 negara di dunia seperti, ICI Paints, Mattel, Unilever, United Tractors,

dan sebagainya. Adanya pabrik-pabrik tersebut, sekaligus menjamin faktor keamanan,

suplai air dan suplai energi.

Kawasan industri ini juga menawarkan solusi pengembangan industri terpadu

yang menguntungkan perusahaan yang terdapat di dalam kompleks. Perusahaan dapat

langsung memilih bangunan pabrik yang telah tersedia, di mana sudah meliputi fasilitas

seperti bangunan pabrik standar atau SFB (Standard Factory Building, bangunan tiga

fungsi atau TOB (Three–in-One Building), bangunan industri yang dapat dimodifikasi

atau CIB (Customized Industrial Building), Hom&Biz Building, gudang, dan

sebagainya. Hal ini sangat memudahkan pendirian suatu pabrik karena perusahaan

hanya perlu memilih lokasi yang sesuai dengan denah yang diinginkan. Selain itu,

kawasan ini juga menyajikan ketersediaan berbagai fasilitas bagi para karyawan yang

bekerja di daerah tersebut, seperti lapangan bola, lapangan tenis, lapangan basket dan

kafetaria. Hal ini tentunya akan menjadi sarana rekreasi yang nyaman bagi para

karyawannya.

Terkait dengan pendirian pabrik tersebut, harga tanah yang ditawarkan di

kawasan ini juga bervariasi terhadap kondisi lokasinya. Selain dengan pembelian lahan,

dalam rangka pengembangan UKM, Kawasan Jababeka memberikan penawaran berupa

penyewaan pabrik yang harganya berkisar dari 500 juta rupiah hingga 2 miliar rupiah

perbulan dengan penyewaan minimum selama tiga bulan.

2 | C O N V E R T I N G W A S T E P L A S T I C S T O P L A S T I C O R E

Untuk pengolahan limbah yang dihasilkan, Jababeka telah menyediakan fasilitas

Waste Water Treament Plant (WWTP) sehingga menjamin kebersihan lingkungan

sekitarnya.

Secara umum, pengaturan dari keseluruhan fasilitas produksi ini direncanakan

sedemikian sehingga untuk memperoleh:

1. transportasi perpindahan material yang minimum

2. pemakaian area tanah yang minimum

3. pola aliran produksi yang terbaik

4. keseimbangan penggunaan area tanah yang dimiliki

5. kemungkinan dan fleksibilitas untuk ekspansi di masa mendatang.

Dalam proses daur ulang plastik, proses yang berlangsung ialah manufakturing

berdasarkan arah aliran (flow line), dimana proses berjalan secara bertahap dan tidak

dapat dikelompokkan ke dalam kelompok-kelompok proses tertentu sehingga tata letak

pabrik yang dapat diaplikasikan ialah tata letak fasilitas berdasarkan aliran produksi

(production line lay-out).

Selanjutnya, detail tata letak pabrik dapat dideskripsikan dengan outside battery

limit dan inside battery limit. Inside battery limit membatasi fasilitas proses dengan

peralatan yang terdapat di dalamnya, sedangkan outside battery limit merupakan

fasilitas tambahan yang terletak dalam pabrik seperti lokasi penyimpanan bahan baku

dan produk, lokasi penyuplai make up water, kantin, sarana ibadah, sarana olahraga, dan

kantor utama. Pembuatan outside battery limit dilakukan berdasarkan pertimbangan-

pertimbangan sebagai berikut (sumber: Process Plant Layout).

1. Transportasi

Jaringan transportasi untuk memfasilitasi pergerakan ke dalam, keluar, dan di

sekitar tempat bahan, personel dan jalur darurat merupakan bagian yang sangat penting

dalam pertimbangan pembuatan tata letak pabrik. Pada sebagian industri, aliran material

lebih mempengaruhi proses perencanaan tata letak pabrik dibandingkan transportasi

karyawan atau pun jalur darurat. Berikut adalah beberapa poin pertimbangan dalam

merencanakan jalur transportasi dalam suatu pabrik.


a. Fluida-fluida yang digunakan dalam proses mengalir dengan menempuh

jarak yang diusahakan seminim mungkin.

b. Transportasi yang bukan untuk keperluan proses tidak boleh melewati plant

dan harus disediakan jalur lain.

c. Bahan baku yang diangkut ke dalam pabrik tidak boleh berinteraksi dengan

produk yang diangkut ke luar pabrik.

d. Pabrik-pabrik yang berbahaya harus memiliki pagar pembatas dan tertutup

dari jalur transportasi luar.

e. Meskipun aliran bahan adalah faktor dominan, jalur darurat dan akses bagi

pejalan kaki tetap harus diperhitungkan pada desain akhir tata letak pabrik.

2. Tangki Penyimpanan Fluida

Tangki-tangki penyimpanan sebaiknya diletakkan pada satu area yang terbuka

dan tidak lebih dari dua sisi pada area proses. Pengaturan ini memungkinkan terjadinya

pemisahan dan perluasan baik area tangki maupun area proses. Area tangki sebaiknya

diletakkan pada tanah yang padat dan kokoh serta lebih baik berada di atas permukaan

tanah. Tangki yang berada di bawah tanah sebaiknya tidak diletakkan di bawah area

proses.

3. Unit Produksi

Unit produksi merupakan bagian utama dari plant. Didalamnya terdiri dari

storage feed, warehousing, receiving dan shipping. Letak unit produksi ini harus

ditunjang dengan unit lainnya seperti unit utilitas, pemadam kebakaran dan gudang

maintenance. Dengan kata lain ketiga unit ini harus berada dekat dengan plant utama.

4. Utilitas

Utilitas yang digunakan hanya oleh satu pabrik sebaiknya dipusatkan pada satu

tempat yaitu di sekitar pabrik dengan pertimbangan untuk memudahkan perluasan

pabrik di masa depan. Jalur distribusi utilitas yang terpusat sebaiknya tidak melewati

area pabrik dan mengikuti (paralel) sistem jalanan.

5. Administrasi

Administrasi suatu pabrik membutuhkan kantor utama untuk mengatur

operasional, keuangan, pegawai, dan jaringan komunikasi. Para tamu biasanya diterima


di kantor administrasi sehingga bangunan ini harus didisain sebaik mungkin untuk

memberikan kesan yang baik terhadap perusahaan. Operator, supervisor produksi dan

teknisi yang bertanggung jawab dengan jalannya pabrik biasanya memiliki kantor di

dekat pabrik. Pegawai dengan tanggung jawab yang lebih umum bertugas di gedung

administrasi yang berada di di area tidak berbahaya di dekat gerbang utama. Sehingga,

letak gedung administrasi harus aman dari ledakan, kebakaran, asap yang bersumber

dari pabrik serta suara berisik dari jalan utama.

6. Fasilitas-fasilitas

Kantin, pusat kesehatan dan fasilitas umum lainnya juga merupakan bagian

penting dari suatu pabrik. Fasilitas-fasilitas tersebut sebaiknya ditempatkan bersama

dalam satu area yang aman dari asap dan debu dari pabrik serta memiliki jalan keluar

darurat yang mengarah ke luar area pabrik.

7. Gudang alat berat

Merupakan tempat penyimpanan alat-alat proses cadangan dan juga tempat

memperbaiki alat yang rusak. Selain itu didalamnya harus terdapat alat transportasi

yang dapat mengangkut alat-alat tersebut. Letaknya harus dekat dengan plant utama dan

juga ditunjang dengan pemadam kebakaran

8. Pos keamanan

Pos keamanan letaknya berada di paling depan pabrik. Pos keamanan ini

mengawasi jalur keluar masuk plant, jadi setiap tamu asing yang ingin masuk haruslah

lapor terlebih dahulu. Sedangkan untuk karyawan wajib menggunakan badge untuk

memasuki area pabrik ini. Pos keamanan ini juga merupakan pusat koordinasi

keamanan untuk satu pabrik.

B. PRODUK

Produk yang dihasilkan berupa bijih plastik dalam bentuk pellet (silindris)

dengan ukuran 1 cm×0.5 cm, berwarna bening agak buram dengan tingkat kemurnian

PET mencapai 99.83%. Untuk tiap 1 kg botol plastik PET bekas yang diproses

dihasilkan produk bijih plastik sebesar 0.99 kg dan sampah sebesar 50 gr. Produk akan

dijual dalam bentuk kemasan karung plastik ukuran 20 kg dan 30 kg dengan harga jual


Rp 10.000/kg. Harga tersebut lebih murah apabila dibandingkan dengan produk sejenis

kompetitor yang dijual seharga Rp 13.500/kg. Kemasan plastik dipilih karena sifatnya

yang resistent dan tidak mudah rusak, meskipun beban pengisian cukup besar. Adapun

massa 20 kg dan 30 kg dipilih karena pada umumnya bijih plastik dijual dalam ukuran

tersebut.

C. KAPASITAS DAN PENYIMPANAN PRODUK

Di Indonesia sudah terdapat pabrik daur ulang sampah plastik, namun dengan

kapasitas yang tidak terlalu besar, sekitar 30 ton per bulan. Proses pemisahan sampah

plastik yang membutuhkan tenaga kerja yang banyak, dan menjadi masalah bagi negara

maju justru akan memberikan lapangan kerja yang lebih banyak bagi jutaan penduduk

Indonesia yang berstatus pengangguran. Sehingga perkembangan pabrik daur ulang

sampah plastik sangat berpotensi di Indonesia.

Namun, saat ini di Indonesia jumlah industri daur ulang plastik masih sangat kecil

dibandingkan dengan jumlah sampah plastik yang dihasilkan. Berdasarkan data

INAplas, pada tahun 2002, dari 1.008.000 MTPA sampah plastik yang dihasilkan hanya

sekitar 40%-nya saja yang didaur ulang sedangkan sisanya dibuang ke landfill. Hal ini

menunjukkan masih tingginya peluang untuk usaha daur ulang plastik di Indonesia.

Dalam menentukan besarnya kapasitas plant, asumsi yang digunakan ialah bahwa

sampah plastik PET merupakan sampah plastik yang sudah sangat umum di daur ulang

dan memiliki presentase persebaran yang cenderung cukup besar di daerah perkotaan

maka kami memperkirakan mampu mengumpulkan maksimal 10% dari total immediate

waste yang dihasilkan. Berdasarkan asumsi-asumsi tersebut, maka kapasitas pengolahan

limbah plastik dari plant yang akan didirikan ialah sebesar 900 ton per tahun atau 75

ton per bulan.

Kapasitas plant yang dirancang adalah 75 ton per bulan. Dalam satu bulan, plant

dioperasikan selama 20 hari, dan dalam satu hari plant beroperasi selama 12 jam.

Sehingga dapat dihitung laju alir pemrosesan sebagai berikut:

F=75000 kg/bulan20 hari/bulan×12 jam/hari

=312 . 5 kg/jam


Diperoleh laju air umpan adalah sekitar 320 kg/jam. Nilai ini akan digunakan

sebagai basis perancangan untuk proses produksi.

Storage bin digunakan sebagai alat penyimpanan sementara material plastik yang

akan diolah dalam unit selanjutnya, untuk memastikan laju alirnya agar tetap konstan.

Sehingga, proses pengolahan dapat berlangsung dengan efisien.

Bin silo merupakan alat penyimpan produk akhir, yaitu pellet plastik daur ulang.

Bin silo sebaiknya diletakkan bersama dengan sistem packaging dan berdekatan dengan

gudang penyimpanan produk akhir agar transportasi material yang dilakukan efisien.

Umpan:

Botol plastik bening, bekas kemasan minuman

Ukuran 10-30 cm dengan diameter 5-8 cm

Kandungan pengotor 2%

Laju umpan sebesar 320 kg/jam

Produk :

•Bijih plastik berbentuk pellet silindris bening agak keruh

•Ukuran 1 cm x 0.5 cm

•Kemurnian pellet 99.83%

•Dikemas dalam karung dengan massa 30 kg

D. KUALITAS

Di Indonesia, sampah plastik memberikan kontribusi yang cukup besar dalam

jumlah sampah yang meningkat setiap harinya, maka dari itu Lama kelamaan sampah

dari plastik yang terbuat dari bahan polimer ini menjadi masalah tersendiri mengingat

sifatnya yang tidak dapat terdegradasi seperti bahan sampah lain.

Untuk itu, dilakukan proses pegolahan sampah dengan menggunakan konsep

daur ulang, dapat dilakukan pengolahan kembali sampah plastik yang terbuang menjadi

produk yang lebih bermanfaat, misalnya bijih plastik daur ulang. Selain dapat

mengurangi jumlah sampah plastik yang dibuang ke landfill, konsep daur ulang dapat

memberikan keuntungan lainnya seperti:


1. konservasi bahan bakar fosil yang tidak dapat diperbaharui, karena industri

plastik hampir menghabiskan sekitar 8% dari produksi minyak dunia

2. mengurangi konsumsi energi

3. mengurangi jumlah sampah padat yang dibuang ke landfill atau Tempat

Pembuangan Sampah (TPS)

4. mengurangi emisi karbon dioksida (CO2), nitrogen oksida (NO) dan sulfur

dioksida (SO2)

Aplikasi konsep daur ulang seharusnya menjadi salah satu alternatif pengelolaan

sampah yang layak untuk dilaksanakan. Hal ini disebabkan adanya ketersediaan akan

raw material atau sampah plastik dan beragamnya produk yang dapat dihasilkan dengan

menggunakan plastik daur ulang ini, tetapi tidak semua plastik daur ulang bisa dipakai

untuk pembuatan bijih plastik ini, ada beberapa kriteria yg harus dilihat untuk memnuhi

kualitasnya. Jenis plastik yang dapat di daur ulang adalah PET, HDPE, PVC, LDPE, PP,

PS, dan lain-lain.

Tabel 1. 1 Jenis-jenis plastik

Jenis Plastik Keterangan

Thermoplastics

Seperti polyethylene yang akan melunak jika

dipanaskan dan akan mengeras jika didinginkan.

Contohnya, botol susu, botol minuman.

Thermosets/resins

Merupakan plastik yang tidak dapat meleleh dan

dibentuk ulang ketika dipanaskan. Contoh, fibre

glass resin dan PCB

Elastomers/rubbers Contoh, car tyres, rubber-bands dan bola tenis.

Natural polymersSeperti selulose, lignin dan protein yang merupakan

bagian penting dari tumbuhan dan binatang.

Dari keempat jenis plastik di atas, jenis plastik yang dapat di-daur ulang pada umumnya

adalah thermoplastics dengan thermosets, kayu, kertas, dan jerami dapat digunakan

sebagai pengisi dan penguat.


Sebelum kita memilih bahan baku untuk pabrik ini, sebaiknya kita meihat

Thermal Properties dari plastik yg akan di buat untuk menjadi bijih plastik agar kualitas

yg dihasilkan baik.

Plastik seperti polystyrene memiliki lima tahap deformasi seiring dengan

naiknya temperatur. Kekakuan ini diukur dengan modulus elastisitasnya dalam Gpa,

seperti terlihat pada Gambar 1. 1 berikut ini.

Gambar 1. 1 Tahapan deformasi plastik

(Sumber: Starting a Waste Plastics Recycling Business, SAC and Napier Univ.)

Keterangan:

Glassy stage Keadaan dimana tingkat kekakua mencapai maksimum

dengan modulus young sebesar 3 giga pascal (GPa).

Glass transition

stage

Kedaan dimana kekakuan plastik turun dari 3 GPa menjadi

3 Mpa

Rubbery stage Keadaan karet

Viscous stage Keadaan dimana plastik dapat mengalir

Decomposition

stage

Keadaan dimana ikatan kimia putus dan bahan tidak dapat

kembali ke keadaan sebelumnya.

Polimer dapat memiliki struktur yang benar-benar tidak berbentuk. Dengan

struktur yang tidak teratur pada tingkat molekular atau dapat juga sebagian berwujud

kristal. Derajat kekristalan bergantung dari jenis polimer dan laju pendinginan. Semakin

pelan laju pendinginan akan semakin besar derajat kekristalannya.


Hal-Hal yang Diperhatikan Dalam Memilih Bahan Baku

Ekspansi dan Kontraksi

Plastik akan mengembang jika dipanaskan dan menyusut jika didingankan.

Semakin besar kristal yang terbentuk akan semakin banyak penyusutan yang terjadi.

Filler (pengisi) atau helaian serat akan menjaga rantai molekul polimer panjang tidak

terpisah dan mencegahnya mengeriting. Nilai penyusutan ditunjukan dalam mm

penyusutan per mm panjang sebenarnya seperti yang ditunjukan pada Tabel 1. 2 berikut.

Tabel 1. 2 Nilai penyusutan plastik

Penyusutan akan berbeda sepanjang daerah pembentukan, jika ketebalannya

bervariasi dan jika polimer mengkristal saat didinginkan. Saat bagian panas yang

terbentuk didinginkan, panas akan hilang semakin cepat di bagian tipis daripada bagian

tebal. Penurunan panas yang pelan pada bagian tebal menyebabkan terbentuknya

lubang. Oleh karena itu disainer produk plastik harus memastikan keseragaman tiap

bagian untuk mencegah penyusutan.

Specific Heat dan Konduktivitas Thermal

Spesific heat dari polimer adalah jumlah panas yang dibutuhkan unuk menaikan

temperatur 1 kg polimer sebesat 1C. Semakin tinggi spesific heatnya akan semakin

banyak pula panas yang dibutuhkan untuk menaikan temperaturnya.

Konduktivitas termal polimer adalah laju energi panas yang melewati polimer

sepanjang 1 meter dalam 1 detik, ketika ujung-ujungnya memiliki perbedaan temperatur

sebesar 1C.


Specific heat dan kapasitas panas dari plastik ditunjukan pada Tabel 1. 3 Data

tersebut merupakan nilai untuk polimer murni.

Tabel 1. 3 Nilai panas spesifik plastik


Specific heat bervariasi dari 1720 – 3375 J/kg.0K dengan perbandingan 1 : 2.

Jika limbah plastik campuran di proses (kecuali PVC), dan perbandingan campuran

berubah maka waktu yang dibutuhkan untuk mendinginkan produk juga berubah.

Sedangkan konduktivitas termal polimer bervariasi antara 0,1 – 0,52 W/m0C dengan

perbandingan 1 : 5,2

Physical Properties Plastic

1. Ketebalan Plastik

Ketebalan dari campuran plastik memberikan petunjuk komponen plastik dan

dapat digunakan untuk mengontrol kualitas. Ketebalan juga menunjukkan apakah

plastik akan mengapung. Plastik dengan ketebalan kurang dari 1000 kg/m3 akan

mengapung.

Tingkat ketebalan plastik dapat dilihat pada Tabel 1. 4. Baik plastik yang dapat

mengapung ataupun tidak, dapat dijadikan mulai dari plastik campuran sampai polimer

tunggal. Dinilai untuk tingkat polimer extrusion. Bila menggunakan filler, maka

ketebalan dapat berubah.

Tabel 1. 4 Ketebalan dari Plastik Extrusion



Nomor

Plastik

Plastik Ketebalan (kg/m3) Mengapung?

1

2

3

4

5

6

7

PET

HDPE

PVC

LDPE

PP

PS

Other (mis.

Nylon 66)

1160-1290

920-960

1160-1450

910-940

895-910

1040-1070

1030-1160

Tidak

Ya

Tidak

Ya

Ya

Tidak

Tidak

Ketebalan plastik bervariasi tergantung dari jumlah kristal yang terbentuk

selama proses pendinginan. Pendinginan yang lambat akan menghasilkan kristal yang

lebih banyak, dan bahan yang solid. Pendinginan yang cepat akan menghasilkan kristal

yang lebih sedikit dan bahan yang kurang solid. Ketebalan dapat digunakan untuk

menilai kualitas kontrol suatu produk apakah pendinginan dilakukan pada tingkat yang

sesuai.

2. Melt Flow Rate

Melt flow rate (kadang disebut juga melt flow index) adalah laju alir plastik leleh

yang dapat melewati die standar dalam keadaan khusus. Setiap 10 menit memberikan

beberapa gram. Polimer berbeda pada temperatur yang sama akan memberikan laju alir

yang berbeda. Untuk mengoperasikan peralatan extrusion, bukan hanya perlu

mengetahui MFR plastik tetapi juga harus cocok dengan batch.

MFR dari bahan plastik untuk blow moulding harus lebih tinggi dibandingkan

injection moulding, yang harus lebih tinggi dari extrusion (Murphy, 1996). Semakin

tinggi MFR plastik maka semakin rendah ketebalannya.

3. Kestabilan UV

Plastik baru dapat menghambat efek dari sinar ultraviolet. Radiasi ulatrviolet

dapat mengubah plastik kuat dan tahan lama menjadi mudah rusak dan patah. Proses ini

bersifat non reversibel. Kerusakan material dapat terjadi lama setelah produk dihasilkan,

yang terjadi sewaktu-waktu tanpa peringatan.


Efek yang disebabkan oleh sinar ultraviolet terjadi sangat lambat, maka

dilakukan tes dengan sinar tiruan untuk menguji kestabilan. Plastik yang dilapisi

memiliki stabiliser UV didalamnya, tetapi ini tidak dapat dijadikan sebagai jaminan.

Karena sulit untuk diketahui jenis dari stabiliser UV yang terdapat dalam plastik. Maka

akan lebih disukai menggunakan plastik daur ulang dengan komposisi tertentu untuk

membuat komponen plastik baru agar resiko kerusakan akibat sinar UV minimal. Untuk

menjaga kerusakan akibat sinar UV pada penggunaan plastik daur ulang dalam jumlah

besar, digunakan karbon hitam.

4. Kestabilan Warna

Warna dapat dipengaruhi oleh sinar matahari. Untuk menilai kestabilan warna

dapat dilakukan dengan menjemur bahan dan setiap bahan setengahnya dilindungi dari

sinar matahari. Perbedaan warna dapat dilihat 6 bulan sampai 1 tahun. Bagian yang

sama untuk menguji perubahan warna dapat juga dinilai perubahan tekstur permukaan.

Namun, pada saat tes telah selesai dilakukan, hasilnya sudah terlambat untuk digunakan.

5. Konduktifitas

Setiap plastik yang digunakan sebagai penghubung dengan peralatan listrik bekerja

sebagai insulator.

Sebagai contoh, pada pembuatan pagar listrik, digunakan plastik dengan konduksi

rendah untuk memelihara voltage pada jalur pagar. Beberapa plastik mengabsorpsi air

lebih baik dibandingkan dengan lainnya, penggunaan plastik sebagai insulator, saat

cuaca hujan, harus dipertimbangkan. Dengan voltage lebih dari 5000 V pada pagar

listrik, setelah konduktif dipasang pada tanah saat cuaca basah maka akan menghasilkan

kekuatan yang sama saat cuaca kering. Pagar listrik dapat berkurang kemampuan untuk

mengontrol livestock, karena voltage pada kawat menurun secara bertahap akibat

kerusakan.

6. Ketahanan Terhadap Panas

Plastik yang digunakan pada rumah tangga atau kantor harus memiliki standar

ketahanan terhadap panas. Berbagai campuran termasuk bahan kimia rentan panas

ditambahkan pada pembentukan plastik. Maka diperlukan tes untuk menilai ketahanan

terhadap panas. Ketahanan terhadap panas meningkatkan nilai kegunaan plastik dengan

karakteristik tertentu dari sumber yang koheren, dan dapat diperoleh produk yang baik.


7. Ketahanan Terhadap Pelarut

Tiap jenis plastik memiliki kemungkinan untuk menahan pelarut tertentu. Oleh

karena itu, pengecekan mengenai ketahanan pelarut penting dilakukan sebelum plastik

akan diolah

Zat Aditif Pada Plastik

Zat kimia ditambahkan pada plastik untik merubah sifat-sifatnya menjadi sesuai

dengan yang diinginkan. Bagi pengusaha daur ulang hal ini akan menambah kerumitan,

karena walaupun sebuah kontainer yang berlabel 2 (HDPE) belum tentu sifat dan

karakteristiknya sama dengan plastik dalam kontainer lain yang berlabel sama.

Bahan aditif yang dapat memperbaiki performa produk plastik meliputi fillers,

plasticisers, couling agnets, antioksidan, UV stabilizers, pewarna, impact modifiers,

anti-static agents, flame retardants dan preservatives (RAPRA dan BRE, 1994). Untuk

proses daur ulang fillers digunakan untuk mengurangi jumlah polimer bernilai tinggi

yang digunakan. Filiers juga digunakan untuk mengurangi pemuluran bahan dan

memberikan plastik sifat yang seperti kayu, lebih kaku dan dapat dipaku.

Plasticisers meningkatkan fleksibilitas dari plastik. Coupling agents memperbaiki

ikatan antara polimer yang berbeda dalam campuran antara polimer dan fillers.

Pewarna atau pigmen ditambahkan untuk merubah warna dari plastik sesuai dengan

produk yang diinginkan. Pewarna seperti karbon hitam juga memberi keuntungan lain

yaitu sebagai penahan sinar UV. Impact modifiers ditambahkan untuk mengurangi

kemungkinan untuk patah karena rapuh. Anti-static agents ditambahkan untuk

mencegah adanya listrik statis pada produk plastik. Flame retardants merupakan

standar bagi perabot rumah tangga untuk mengurangi proses pembakaran.

Blowing agent yang memberikan tekstur seperti sarang lebah ditambahkan pada

plastik untuk :

1. Menambah kekakuan, contohnya pada kemasan polistiren.

2. Untuk menginsulasi bahan, contohnya pada foam poliuretan.

Deskripsi Proses

Secara garis besar, daur ulang plastik selalu terdiri dari dua bagian besar, yaitu

tahap persiapan dan tahap pengolahan. Semua tahap pengolahan ini dibawah


pengawasan quality control agar mendapatkan produk yg baik. Tahap persiapan

meliputi pre-sorting, size reduction, serta in process sorting. Umpan dari tahap ini

adalah sampah plastik yang telah dikumpulkan dan dipisahkan secara kasar berdasarkan

bentuk penggunaan sebelumnya. Sedangkan hasil dari proses tahap pertama ini adalah

serpihan plastik dengan ukuran tertentu yang sudah bersih dan siap dibentuk menjadi

bijih plastik.

Tahap pengolahan terdiri dari extruding dan pelletizing. Umpan tahap ini adalah

hasil dari tahap persiapan. Tahap ini menghasilkan bijih plastik yang berupa pellet-

pellet berukuran seragam yang siap dijual sebagai bijih plastik.

1. Pre-Sorting

Pre-sorting adalah proses pemisahan yang bertujuan memilah-milah sampah

plastik dari jenis plastik lain serta pengotornya yang terlihat secara visual. Proses ini

sekaligus menginspeksi plastik yang digunakan untuk umpan ke proses. Tahap sorting

pada umunya terbagi menjadi dua cara yaitu, manual sorting system dan automated

sorting system.

Pada metode manual, plastik yang dilewatkan oleh conveyor belt akan dipisahkan

secara manual oleh pekerja pabrik yang mengidentifikasi plastik berdasarkan bentuk

fisiknya. Sorting secara manual mempekerjakan inspektor terlatih untuk

mengidentifikasi plastik yang diinginkan dari aliran material yang melewati conveyor

belt. Sedangkan metode automated sorting menggunakan sistem deteksi atau kombinasi

dari sistem deteksi yang akan menganalisa properties plastik yang melewatinya. Plastik

lalu dipisah secara otomatis berdasarkan beberapa kategori, misalnya jenis resin, warna

atau keduanya.

Manual sorting sendiri terbagi menjadi dua tipe, yaitu postive manual sorting dan

negative manual sorting. Pada postive manual sorting plastik yang diinginkan

dipisahkan dari conveyor belt berisi aliran material menuju conveyor belt kedua yang

menuju ke grinding section. Sistem ini biasanya menghasilkan kualitas kemurnian yang

lebih tinggi, namun prosesnya memakan waktu lebih lama dibanding negative sorting

system.

Sedangkan pada negative manual sorting material yang tidak diinginkan

dipisahkan dari conveyor belt. Sistem ini memiliki kelemahan yaitu proses pemisahan

harus benar-benar baik, jika tidak kontaminan yang tidak diinginkan akan terbawa


masuk ke grinding section dan akan mengurangi kualitas produk. Namun sistem ini

dapat bekerja dengan baik jika umpan yang masuk telah mengalami presorted.

Umpan yang masuk ke dalam plant yang akan kita desain berupa sampah plastik

yang telah dipisah berdasarkan jenisnya secara kasar, sehingga proses pre-sorting

diperlukan hanya untuk memastikan bahwa tidak ada sampah jenis lain yang masuk ke

dalam proses. Ini membuat proses presorting tidak terlalu berat dan dapat dikerjakan

oleh manusia, sehingga kita memilih proses pre-sorting secara manual. Karena

diharapkan sampah jenis lain atau pengotor yang masuk ke dalam feed awal tidak

terlalu banyak, maka akan lebih efektif menggunakan sistem negative manual sorting,

dimana bahan yang tidak diinginkan diambil dari aliran utama, sehingga kebutuhan

pekerja untuk proses ini tidak terlalu banyak. Gambar 3. 1 menunjukkan layout dari

negative sorting.

Gambar 3. 1 Layout negative sorting

Sampah plastik yang keluar dari gudang dimasukkan ke hopper manual sorting

conveyor. Manual sorting conveyor menggunakan suatu ban berjalan dengan tenaga

kerja sebanyak 6 orang untuk plant ini. Jumlah orang yang dibutuhkan tidak terlalu

besar karena menggunakan metode negative manual sorting dimana yang dipisahkan

dari aliran adalah pengotornya yang berupa plastik jenis lain dan kotoran padat yang

terlihat secara visual.

Umpan masuk ke manual sorting dengan laju alir sebesar 320 kg/jam. Dalam

proses ini diharapkan sebesar 50% dari jumlah plastik jenis lain yang terikut dapat

dipisahkan. Berdasarkan komposisi awal umpan masuk, diperoleh laju alir plastik di


aliran utama sebesar 318.4 kg/jam, sedangkan sisanya masuk ke aliran sampah sebesar

1.6 kg/jam.

2. Shredding

Botol plastik yang telah melewati manual sorting selanjutnya diperkecil

ukurannya dalam shredding. Shredding termasuk dalam operasi size reducttion. Size

reduction adalah proses pemotongan yang bertujuan untuk membuat plastik yang masuk

menjadi butir-butir kecil. Proses ini diperlukan untuk memudahkan penghilangan

kotoran dari plastik dan untuk memudahkan proses pembentukanya menjadi pellet.

Proses pemotongan merupakan salah satu tahap paling mahal dalam proses daur ulang.

Alasan pertama adalah karena hampir semua jenis plastik bersifat abrasif dan dapat

mengikis semua jenis baja. Lalu karena sebagian besar sampah plastik masih kotor dan

hal ini membuat mata pisau dari shredder atau grinder semakin cepat aus atau tumpul.

Alasan terakhir karena jika diperlukan adanya penggantian mata pisau dari shredder

atau grinder, maka keseluruhan sistem harus dihentikan dan hal ini tentunya

membutuhkan waktu dan biaya.

Umpan masuk shredder dalam bentuk botol plastik yang mempunyai ukuran rata-

rata 10-20 cm. Proses shredding merobek botol plastik menjadi serpihan yang ukuran

dan bentuknya tidak beraturan, yang bervariasi antara 0.5-1 cm, yang disebut sebagai

flakes. Meskipun ukurannnya telah siap untuk diolah, flakes harus dibersihkan dari

pengotor terlebih dahulu sebelum memasuki proses ekstrusi agar diperoleh kemurnian

produk akhir yang kita inginkan.

Dalam proses ini selain menghasilkan serpihan plastik, kadang terjadi

pemotongan yang terlalu kecil sehingga dihasilkan serbuk plastik, dan dianggap hilang

pada proses pencucian. Sekitar 1% dari umpan masuk shredder yang terpotong terlalu

kecil dan nantinya hilang (LedaRecycling). Dalam proses shredding jumlah aliran

masuk sama dengan jumlah aliran keluar.

3. Washing

Setelah plastik dipotong menjadi serpihan kecil selanjutnya plastik mengalami

proses pencucian (washing). Washing adalah proses pencucian yang bertujuan

memisahkan PET dari pengotorya seperti tanah, debu, lem, sisa-sisa isi kemasan yang

tidak terlihat atau sukar dipisahkan secara manual pada proses pre-sorting. Prosesnya


dilakukan secara otomatis menggunakan mesin. Washing dilakukan setelah PET

dihancurkan menjadi serpihan-serpihan kecil (flakes).

Proses ini terbagi menjadi 2 bagian. Bagian pertama adalah pencucian

menggunakan air deterjen. Proses ini menghilangkan kotoran, sisa isi kemasan yang

menempel, label botol yang belum terlepas beserta perekatnya, serta serbuk plastik yang

terbentuk saat shredding. Kotoran-kotoran tersebut akan terikut ke dalam air buangan

sisa pencucian yang nantinya akan diproses dalam unit water treatment.

Adapun jenis deterjen yang digunakan ialah deterjen kationik alkali. Deterjen ini

berbeda dengan deterjen anionik yang digunakan secara umum. Penggunaan deterjen

jenis ini disebabkan karena sifat permukaan plastik yang bermuatan positif, sehingga

diperlukan deterjen kationik yang dapat menghilangkan kotoran sekaligus menberikan

permukaan plastik yang bersih.

Pencucian kedua adalah pembilasan (rinsing) yang menggunakan air bersih tanpa

campuran apapun. Pencucian ini bertujuan untuk membilas deterjen yang terbawa dari

pencucian pertama. Air buangan pencucian pertama selanjutnya akan diproses juga

dalam unit water treatment.

Air masuk mengandung deterjen dengan konsentrasi 5%, dan keluar dari unit

dengan membawa kotoran. Kebutuhan deterjen untuk washing ialah sebesar 100 gr

untuk tiap kg flakes. Sehingga untuk proses pencucian dengan kapasitas plant ini

dibutuhkan air sekitar 700 liter/jam untuk masing-masing pencucian dan 300 liter/jam

untuk pembilasannya.

Proses pecucian dapat menghilangkan sampai 90% dari seluruh kotoran yang

menempel. Sekeluarnya proses pencucian, selain berkurangnya kotoran, PET akan

membawa sejumlah air yang menempel di serpihan plastik. Dari 1 kg serpihan akan

terbawa 50 gr air. Sehingga laju alir dari aliran utama sekeluar proses pencucian adalah

sebesar 331.4 kg/jam.

4. Floatation

Setelah dipotong menjadi ukuran yang lebih kecil, plastik masuk ke unit flotasi.

Floatation adalah proses pemisahan yang bertujuan membuang plastik jenis lain selain

PET. Proses ini memastikan tidak ada plastik jenis lain yang nantinya terikut ke dalam

proses extruding. Prinsip pemisahan dengan flotasi adalah berdasarkan perbedaan

densitas. Serpihan plastik dilewatkan melalui suatu bak dengan air yang mengalir. Dari


ketujuh jenis plastik yang dapat didaur ulang, sebagian besar mempunyai densitas yang

lebih kecil dari air kecuali PET. Karena densitas PET lebih besar dari air, maka serpihan

PET akan tenggelam sedangkan plastik-plastik jenis lain akan terapung.

Pemisahan menggunkan flotasi mampu memisahkan pengotor plastik jenis lain

sampai 90%. Aliran air dalam proses flotasi selain memisahkan plastik jenis lain, juga

menghilangkan serbuk PET dari proses shredding.

Sebagaimana dalam washing, sebagian air dalam flotasi juga terbawa oleh

serpihan PET yang keluar sehingga laju air keluaran kolam flotasi menjadi sekitar 329.9

kg/jam.

5. Drying

Sebelum masuk ke proses ekstrusi, air yang terbawa oleh serpihan dari proses

pencucian harus dihilangkan terlebih dahulu. Penghilangan ini dilakukan dengan proses

drying. Dalam plant ini, drying menggunakan sistem rotary dryer dengan shell drum

yang berputar serta diberikan aliran udara panas. Udara panas memberikan panas

kepada air untuk menguap. Udara yang panas juga mempunyai kapasitas membawa air

yang cukup besar, sehingga menurunkan jumlah kebutuhan udara yang harus

disediakan.

Seluruh air yang terikut dari proses pencucian dapat dihilangkan di sini sehingga

aliran utama keluaran drying dapat dianggap bebas dari air. Laju alir serpihan plastik

yang keluar dari drier sebesar 314.1 kg/jam.

Serpihan PET yang keluar proses ini selanjutnya ditampung dalam penampungan

sementara sebelum masuk ke tahap pemrosesan. Hal ini dilakukan untuk memastikan

ketersediaan clean flakes yang akan diumpankan ke dalam extruder.

6. Extruding

Clean flakes selanjutnya masuk ke tahap extruding. Tahap ini adalah tahap

pemrosesan utama dalam pembuatan bijih plastik sehingga akan dijelaskan secara lebih

rinci.

Lelehan plastik keluaran extruder mempunyai komposisi yang seragam. Lelehan

ini berupa fluida yang sangat kental dengan suhu mencapai 200 oC. Karena suhunya

yang tingggi, pada umumnya alat setelah extruder dirangkai secara langsung dengan

pelletizer tanpa jeda.


7. Pelletizing

Pelletizing adalah proses yang bertujuan untuk membentuk butiran bijih plastik dari

lelehannya. Pelletizing temasuk dalam operasi size enlargment. Pelletizing dalam daur

ulang plastik umumnya menggunakan pemotongan (cutting). Pemotongan resin dapat

dilakukan saat masih panas (Hot Cut) atau setelah dingin dan mengeras (Cold Cut).

Pemotongan menggunakan Cold Cut terlebih dahulu mendinginkan resin menjadi

bentuk panjang menggunakan cetakan. Lelehan resin dari extruder memasuki dies

(cetakan) dengan ukuran tertentu. Lelehan ini dibiarkan mengambil bentuk cetakan

tanpa dipotong sehingga memanjang. Bentuk silinder panjang ini dilewatkan dalam air

pendingin sehingga mengeras. Setelah mengeras, resin yang berbentuk silinder panjang

dipotong menggunakan pemotong mekanis dengan frekuensi putaran tertentu

bergantung dimensi pellet yang diinginkan.

Skema Cold Cut terlihat dalam Gambar 3. 2.

Gambar 3. 2 Skema cold cut (Sumber:Erema Recycling)

Kekurangan utama dalam Cold Cut adalah kebutuhan daya untuk alat pemotong

yang cukup besar karena rasin yang telah mengeras.

Berkebalikan dengan Cold Cut, metode Hot Cut terlebih dahulu memotong

lelehan resin menjadi pellet sebelum mendinginkannya. Dibutuhkan pisau khusus untuk

metode ini.

Lelehan resin plastik dilewatkan melalui lubang-lubang dalam cetakan

sebagaimana dalam Cold Cut, tetapi lelehan ini langsung dipotong menggunakan pisau

berputar yang ada di depan lubang. Potongan yang masih lembek ini langsung

memasuki aliran air pendingin yang ada melingkar di sekitar pisau. Air ini

mendinginkan pellet yang dihasilkan sekaligus membawanya keluar menuju saringan

untuk ditiriskan. Pellet bebas air lalu siap dikemas sedangkan air pendingin akan


menuju penampungan yang selanjutnya dipompa ke fasilitas penyaring dan menara

pendingin.

Ilustrasi metode Hot Cut terlihat pada Gambar 3. 3.

Gambar 3. 3 Skema hot cut (Sumber:Erema Recycling)

Dalam plant yang kami rancang digunakan teknologi hot cut karena lebih mudah

dan lebih murah penggunaan daya listriknya untuk pisau. Alat ini menggunakan aliran

air pendingin untuk memadatkan plastik yang terpotong. Kebutuhan air pendingin

disuplay dari utilitas air. Bahan keluaran pelletizing mempunyai properti yang sudah

memenuhi syarat sebagai produk.

8. Packaging

Produk dikemas secara manual memggunakan kemasan karung plastik berukuran

20 sampai 30 kg. Produk yang telah dikemas selanjutnya disimpan dalam gudang

penyimpanan dan siap didistribusikan.

Spesifikasi Produk

Adapun produk yang dihasilkan berupa bijih plastik dalam bentuk pellet

(silindris) dengan ukuran 1 cm×0.5 cm, berwarna bening agak buram dengan tingkat

kemurnian PET mencapai 99.83%. Tabel 3. 1 berikut menunjukkan properties yang

dimiliki oleh produk.


Tabel 3. 1 Properties produk

Property Specification Test Method

Intrinsic Viscosity (dL/gm) 0.70 - 0.72 min ASTM D4603

Particle Size (inch) 0.1 cube Internal

Bulk Density (lbs/ft3) 50 - 55 ASTM D1895

Moisture Content (%) < 0.5 Internal

Color

L > 73

b < 3.0Hunter Scale

E. PENYIMPANAN BAHAN BAKU

Bahan baku utama dalam daur ulang sampah plastic menjadi bijih plastic ini

adalah PET atau Polyethylene Terephthalate yang biasanya didapat pada botol-botol

kemasan minuman ringan. Berdasarkan keterangan diatas, bahan baku ini didapat

dengan cara membeli dari pengepul atau pengumpul sampah plastic. Namun, karena

dinilai kurang efektif, maka dibuatlah site pengumpulan sampah yang dekat dengan

Tempat Penampungan Akhir (TPA) sampah yaitu TPA Bantar Gebang. Selain itu,

dengan menyediakan pos-pos pengumpulan sampah di beberapa daerah strategis yang

dekat dengan TPS-TPS daerah. Hal ini bertujuan untuk mengakomodasi pembelian

sampah plastik secara langsung dari para pemulung selain dari para pengepul sehingga,

dapat membeli bahan baku dengan harga yang relatif lebih murah.


Bahan baku yang sudah terkumpul dibawa ke lokasi plant untuk dapat diproses

lebih lanjut. Transportasi yang digunakan biasanya adalah dengan mobil truk dengan

kapasitas tertentu. Bahan baku tersebut kemudian disimpan (loading/unloading)

ditempat yang dinamakan Feed Storage yang kemudian akan di transportasikan ke

storage bin dengan menggunakan belt conveyor. Pemakaian belt conveyor ini

diharapkan dapat mengefisienkan waktu transportasi material agar proses produksi

dapat berjalan dengan baik dan cepat. Seperti telah disebutkan, Storage bin digunakan

sebagai alat penyimpanan sementara material plastik yang akan diolah dalam unit

selanjutnya, untuk memastikan laju alirnya agar tetap konstan. Sehingga, proses

pengolahan dapat berlangsung dengan efisien. Adapun spesifikasi storage bin untuk

bahan baku yang berupa botol-botol ini yaitu material storage bin terbuat dari carbon

steel dengan tinggi 2 meter, panjang 3.2 meter, lebar 3.2 meter, dan memiliki rate 500

kg/hr, serta dengan kapasitas 20 m3.

Denah Pabrik “Inside Battery Limit”

Selain dari segi proses, Raw Material Storage juga perlu didukung oleh faktor-

faktor keselamatan bagi para pekerjanya. Salah satu contohnya adalah dengan

menerapkan sistem K3 di perusahaan dan mempublikasikan mengenai MSDS dari

material atau bahan baku. Fungsi dari diperlukannya MSDS ialah sebagai dasar

penggunaan bahan/material (material handling). MSDS dibuat untuk

mengkomunikasikan dan menginformasikan kepada setiap orang yang bekerja dengan


material tersebut sehingga dapat menggunakannya/memperlakukannya dengan tepat

serta bertindak dengan cepat & tepat jika terjadi ancaman bahaya. Selain itu

penggunaan PPE (Personal Protective Equipment) sepeti safety helmet, safety shoes,

sarung tangan, terutama masker agar bau yang berasal dari sisa-sisa sampah yang

menempel pada bahan baku daur ulang ini tidak mengganggu pernafasan karyawan.

PPE ini juga digunakan untuk meminimalisir kecelakaan kerja dan penyakit akibat

kerja.
