BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Pendekatan Penelitian Pendekatan penelitian adalah metode yang digunakan untuk mendekatakan permasalahan yang diteliti sehingga menjelaskan dan membahas permasalahan secara tepat. Skripsi ini menggunakan metode penelitian jenis pengujian dan eksperimen. Pengujian adalah penelitian dengan melakukan uji coba terhadap suatu alat untuk mendapatkan data. Pengujian yang dilakukan dengan meleburkan limbah plastik. Pola pendekatan yang diambil adalah dengan one shot model dimana pendekatan menggunakan beberapa kali pengumpulan data. Data tersebut diambil dari proses penelitian terhadap alat yang di rancang. Waktu dan Tempat Penelitian : 1. Perancangan dilakukan pada bulan Agustus-September 2015 2. Tempat pelaksanaan dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin UMB (Universitas Mercu Buana) 12
13 3.2 Diagram Alir Proses Penelitian Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Penelitian
14 3.3 Proses Perancangan Alat 3.3.1 Persiapan Alat Dan Bahan Dalam pembuatan alat peleburan limbah plastik daur ulang biji plastik sederhana memerlukan beberapa peralatan yang harus disiapkan agar proses peleburan dapat berjalan dengan lancar dan hasil yang sempurna, peralatan tersebut yaitu sebagai berikut. Alat kerja : 1. Gerinda (mesin potong) 2. Alat Ukur (meteran, jangka sorong) 3. Las Argon 4. Spidol 5. Penggaris 6. Mesin Bor 7. Mesin Roll Bahan: 1. Plat Steanless 2. Pipa diameter 16mm 3. Selang Air diameter 18 mm 4. Kabel Listrik panjang 200 cm 5. Limbah botol plastik 6. Gunting
15 7. Tungku 8. Air 3.4 Proses Perancangan Pada tahapan ini semua bahan yang telah di kerjakan dan di bentuk sesuai dengan ukuran alat, maka akan di buat menjadi satu rangkaian utuh sehingga dapat menjadi alat pelebur plastik sederhana. Yang terdiri dari penggabungan semua komponen yang telah di rancang : 1. Tabung pelebur 2. Band Heater 3. Nozzle heater 4. Ego Temperature 5. Thermometer 6. Lampu panel 7. Penyangga tabung 8. Kipas
16 3.5 Proses Prakitan Gambar 3.2 Proses perakitan
17 3.6 Flow Chart Proses Pembuatan Alat Pelebur Plastik Langkah kerja / tahapan pembuatan alat peleburan plastik dapat diilustrasikan dalam flow chart sebagai berikut : Gambar 3.3 Flow chart proses perancangan alat pelebur plastik
18 Keterangan Flowchart : 1. Plat yang digunakan adalah plat steanless tipe tebal 2mm 2. Mesin roll untuk membentuk plat menjadi lingkaran tabung 3. Las yang digunakan adalah las argon 4. Plat kerucut yang digunakan adalah tipe plat steanless tebal 2mm 5. Pipa yang digunakan adalah pipa steanless berdiameter 31mm tinggi 50 mm 6. Nozzle heater dengan suhu 200 0 C 7. Tipe Pipa penyalur leburan plastic pipa steanless diameter 18mm tinggi 50 mm 8. Tipe pipa pembuangan asap adalah pipa steanless diameter 16mm tinggi 350 mm 9. Pipa pembuangan asap dijepit dengan ragum lalu di panaskan dengan las asetelin lalu ditekuk 10. Selang yang digunakan adalah selang anti panas dengan diameter 16 mm 11. Kipas yang digunakan adalah kipas computer dengan tegangan listrik 9 volt
19 3.7 Bahan dan Alat 3.7.1 Bahan Kebanyakan polipropilena komersial merupakan isotaktik dan memiliki kristalinitas tingkat menengah di antara polietilena berdensitas rendah dengan polietilena berdensitas tinggi, Melalui penggabungan partikel karet, PP bisa dibuat menjadi liat serta fleksibel. Hal ini membolehkan polipropilena digunakan sebagai pengganti berbagai plastik teknik, seperti ABS. Polipropilena memiliki permukaan yang tak rata, seringkali lebih kaku daripada beberapa plastik yang lain, lumayan ekonomis, dan bisa dibuat translusen (bening) saat tak berwarna tapi tidak setransparan polistirena, akrilik maupun plastik tertentu lainnya. Bisa bula dibuat buram dan/atau berwarna-warni melalui penggunaan pigmen, Polipropilena memiliki resistensi yang sangat bagus terhadap kelelahan (bahan).polipropilena memiliki titik lebur ~200 C (392 F) Konsep yang penting untuk memahami hubungan antara struktur polipropilena dengan sifat-sifatnya adalah taktisitas. Orientasi relatifnya setiap gugus metil (CH3) yang dibandingkan dengan gugus metil di berbagai monomer yang berdekatan punya efek yang kuat pada kemampuan polimer yang sudah jadi untuk membentuk kristal. Gambar 3.4 Bahan botol plastik
20 3.8 Alat Pelebur 3.8.1 Perancangan Komponen Alat Untuk melakukan proses peleburan, sebelumnya dilakukan perancangan komponen. Adapun komponen yang digunakan antara lain: Tabung pelebur Gambar 3.5 Tabung pelebur (Dok) Tabung ini terbuat dari stainless steel, menggunakan plat stainless steel agar mendapatkan hasil panas yang maksimal dalam proses peleburan. Keterangan Tabung peleburan: 1. Diameter : 200 mm 2. Tinggi : 250 mm 3. Kapasitas tabung : ± 1 kg 4. Kontruksi Tabung Pelebur : 1. Bahan Tabung : Plat Stainless steel 2. Diameter : 200 mm 3. Tinggi : 250 mm
21 4. Ketebalan Tabung : 2 mm 5. Kapasitas Tabung : 1kg (Kantong Karung) 6. Hasil Peleburan : ± 500gr 5. Luas Lingkaran : π r² :3,14 x 200² : 125600 mm² : 0,125600 mm² 6. Volume tabung : πr 2 xt : 3,14 x 200² x 250 mm : 31400000 mm ³ Jadi volume tabung peleburan adalah 31400000 mm³ atau 0,031400 m³ Luas Permukaan Tabung : 2πr(r + t) : 2 x 3,14 x 100 ( 100 + 250 ) : 628 ( 350 ) : 219800 mm² : 0,2198 m² Jadi bahan plat yang di gunakan untuk membuat tabung 219800 mm².
22 Band Heater (Pemanas Plastik) Gambar 3.6 Band heater (Dok) Band heater berbentuk seperti tabung berfungsi memanaskan silinder dengan dimensi tertentu. Ukuran bisa menyesuaikan dengan silinder yang akan dipanaskan.band heater pada umumnya ada dua jenis : pertama band heater standart yang materialnya full plat sedangkan yang kedua band heater ceramic yang materialnya terbuat dari ceramic.band Heater ini merupakan salah satu komponen pada alat pelebur dan cukup mudah untuk pemasanganya. Nozzle Heater Gambar 3.7 Nozzle heater (Dok)
23 Seperti band heater nozzle heater juga dipergunakan untuk memanaskan tabung, perbedaannya diameter nozzle heater lebih kecil dari 50 mm. Nozzle heater dan band heater paling banyak dipergunakan untuk barrel mesin extruder dan injection plastik. Pada pipa tabung terpasang band heaterdanpada ujung pipa pengeluaran cairan plastikterpasang juga nozzle heater. Ego Thermostat Gambar 3.8 Ego thermostat (Dok) Ego Thermostat dipergunakan untuk sensor panas dan bisa untuk menyambung dan memutuskan arus listrik apabila temperatur yang diinginkan telah tercapai dan mempertahankan temperature mesin sehingga dicapai temperatur yang ideal.
24 Thermometer Gambar 3.9 Thermometer (Dok) Thermometer adalah untuk mengukur suhu di dalam ruang tabung peleburan. Bukan hanya untuk mengukur suhu, termometer bimetal di gunakan sebagai acuan peneliti dalam mengatur besar kecilnya suhu didalam ruang peleburan plastik. Jika termometer menunjukan suhu yang melebihi batas maksimal maka pengaturan dari ego thermostat di kecilkan, hal ini bertujuan supaya tidak terjadi over heat di dalam ruang peleburan. Pipa (Penyalur leburan plastik)
25 Gambar 3.10 Pipa (penyalur leburan plastik) (Dok) Pipa ini merupakan salah satu komponen pada alat peleburan. Pipa ini digunakan pada peralatan peleburan yang akan dibuat, Pipa ini terdapat dibawah tabung pelebur untuk pengeluaran plastik yang telah di lebur. Keterangan : Panjang pipa : 15 mm Diameter pipa : 10 mm Bahan Tube : Stainless Steel Pipa (pembuangan asap peleburan plastik) Gambar 3.11 Pipa (pembuangan asap pelebur plastik) (Dok) Pipa ini bagian dari tabung pelebur plastik dimana pipa ini berada disamping bagian tabung, pipa ini berguna untuk pembuangan asap peleburan plastik yang berada di dalam tabung, dan asap yang di keluarkan akan di buang kedalam air. Keterangan : Panjang piapa : 300 mm Diameter : 16 mm
26 Bahan Tube : Stainless Steel Selang (penyambung pembuang asap) Gambar 3.12 Selang ( penyambung pembuang asap) (Dok) Selang ini adalah bagian tambahan dari pipa, selang disambungkan ke pipa lalu eratkan klem antara selang dan pipa untuk pembuangan asap limbah peleburan plastik Keterangan : Diameter selang Panjang selang : 18 mm : 200 mm Pipa(Nozzle Heater) Gambar 3.13 Pipa (Nozzle Heater) (Dok)
27 Pipa ini untuk menyambungkan ke cerobong kerucut tabung peleburan dan pipa ini untuk pemasangan nozzle heater agar pemanasan plastik terjaga untuk dibagian bawah tabung. Keterangan : Panjang pipa : 50 mm Diameter pipa : 30 mm Persiapan Bahan Gambar 3.14 Persiapan bahan (Dok) Jenis plastik yang dilebur adalah Polypropylene (PP)sebelum memulai proses peleburan, hal yang perlu dilakukan adalah mempersiapkan bahan-bahan yang akan di lebur, menimbang berat bahan agar dapat mengetahui berapa berat bahan yang akan dileburdan memotong bahan menjadi ukuran kecil tujuannya adalah agar bahan lebih cepat meleleh dan juga tabung dapat lebih banyak menampung bahan.
28 Tungku (Cetakan Plastik) Gambar 3.15 Tungku (cetakan plastik) (Dok) Tungku ini berfungsi untuk cetakan aliran plastik yang telah dilebur, penempatan tungku ini ada di bawah pipa penyaluran plastik. Lampu Panel Gambar 3.16 Lampu panel (Dok) Lampu panel ini adalah bagian dari alat peleburan plastik, lampu ini berfungsi untuk menandai terjadinya kontak listrik dengan heater jika lampu mati telah terjadi tidak berjalanya listrik, karena heater yang diatas berjalan secara otomatis, jika lampu mati maka hidupkan kembali, memutar pengaturan ego thermostat dengan suhu yang lebih tinggi.
29 Penyangga Alat Pelebur Gambar 3.17 Penyangga alat pelebur (Dok) Penyangga ini berfungsi sebagai wadah untuk meletakan tabung pelebur dan komponen lainya dalam proses peleburan. Kipas Gambar 3.18 Kipas (Dok) berlangsung Kipas ini berfungsi untuk mengurangi asap selama pelebur plastik 3.9 Memasukan Bahan Material Setelah Bahan yang akan dilebur sudah di potong kecil-kecil di persiapkan, kemudian Bahan dimasukan kedalam tabung pelebur dan juga menekan bahan terlalu padat supaya uap dapat berpenetrasi dengan baik. Selanjutnya tabung pelebur ditutup rapat dengan menggunakan tutup tabung pelebur,
30 3.10 Pengecekan Tabung Pelebur, Heater Band,Heater Nozzle, EgoThermostat Langkah ini bertujuan untuk menjalankan alat pelebur dengan lancar, heater band harus di kencangkan dengan kuat agar panas yang di transferkan ke tabung lebih cepat panas dan proses peleburan plastik cepat lebih cair, proses pemasangan heater nozzle sama seperti heater band, jika semua sudah siap maka tepatkan tabung pada posisi tungku penyangga tabung agar tabung berdiri dengan lurus, selanjutnya masukan bahan material plastik dengan ditekan agar menampung banyak plastik dalam tabung. 3.11 Langkah-langkah Percobaan Alat Untuk lebih mengetahui kondisi kerja alat pelebur limbah plastik menjadi biji plastik, maka dilakukan percobaan untuk mengambil data operasi yang akan memberikan gambaran kinerja alat tersebut. Parameter yang di ambil dalam langkah percobaan tersebut yaitu: 1. Berat Bahan Material
31 Gambar 3.19 Menimbang potongan plastik (Dok) Sebelum melakukan proses peleburan, langkah yang diambil terlebih dahulu yaitu dengan melakukan penimbangan bahan material plastik untuk dapat mengetahui jumlah dan berat bahan yang akan dimasukkan kedalam tabung pelebur. 2. Memasukan Bahan Potongan Plastik ke Dalam Tabung Pelebur Gambar 3.20 Memasukan bahan kedalam tabung pelebur (Dok) Masukan potongan plastik kedalam tabung pelebur dengan ditekan agar potongan plastik lebih padat. 3. Temperature Peleburan Plastik
32 Gambar 3.21 Temperature peleburan plastik (Dok) Cara pengambilan suhu pada saat melakukan proses peleburan, di mulainya pada titik cair peleburan. 4. Hasil Peleburan Plastik Yang Mengalir ke Cetakan Gambar 3.22 Proses Penampungan cairan plastik (Dok) Setelah terjadi proses peleburan, kemudian cairan mengalir melalui pipa spiral dan keluar menuju tungku dan tempat penampungan lalu di beri air untuk pendinginan proses ini sampai material terus menerus dilebur sampai cair.