Pengaruh Kecepatan Screw, Feeder, dan Temperatur Pemanas terhadap Proses Ekstrusi Bijih Plastik Daur Ulang Menggunakan Mesin Extruder
DOI:
https://doi.org/10.54082/jupin.1524Kata Kunci:
Ekstrusi Plastik, Kecepatan Feeder, Kecepatan Screw, Mesin Extruder, Temperatur PemanasAbstrak
Limbah plastik berbasis polyethylene terephthalate (PET) dari botol bekas merupakan salah satu penyumbang utama pencemaran lingkungan akibat volumenya yang tinggi dan proses dekomposisi yang lambat. Pencemaran dari limbah ini memerlukan penanganan berbasis teknologi daur ulang. Salah satu metode pengolahannya adalah proses ekstrusi yang mengubah limbah menjadi bijih plastik yang dapat digunakan kembali. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh variasi kecepatan screw, kecepatan feeder, dan temperatur pemanas pada proses ekstrusi terhadap kualitas bijih plastik hasil daur ulang. Metode eksperimen dilakukan dengan menggunakan mesin extruder, memvariasikan kecepatan screw, kecepatan feeder, dan temperatur pemanas, serta menjaga kecepatan pemotongan tetap. Evaluasi dilakukan terhadap rasio screw/feeder dan efisiensi pemotongan yang dihitung dari rasio kecepatan pemotong terhadap kecepatan feeder. Penilaian kualitas bijih dilakukan melalui pengamatan visual homogenitas dan stabilitas bentuk produk. Hasil menunjukkan bahwa rasio screw/feeder antara 2,0–2,5 menghasilkan bijih dengan bentuk paling seragam dan stabil. Efisiensi pemotongan paling tinggi didapat hanya 15% memengaruhi kualitas bijih plastik yang menunjukkan kesesuaian laju aliran material antara kecepatan feeder dan kecepatan pemotong. Perhitungan kecepatan pemotong ideal diperoleh sebesar 128 rpm, sedangkan kecepatan konstan extruder ini adalah 140 rpm dinilai terlalu tinggi sehingga berpotensi menimbulkan cacat produk dan ukuran yang bervariasi. Kombinasi parameter optimal diperoleh pada kecepatan screw 25 rpm, feeder 10 rpm, dan temperatur 220°C. Pengaturan parameter proses yang seimbang diperlukan dalam menghasilkan bijih plastik berkualitas tinggi dari limbah PET daur ulang. Temuan ini berkontribusi dalam pengembangan teknologi ekstrusi plastik daur ulang yang efisien dan ramah lingkungan.
Referensi
Abeykoon, C., Pérez, P., & Kelly, A. L. (2020). The effect of materials’ rheology on process energy consumption and melt thermal quality in polymer extrusion. Polymer Engineering and Science, 60(6), 1244–1265. https://doi.org/10.1002/pen.25377
Ayofemi, S., Adeyeye, O., Oke, E., Luis Hoyos-Concha, J., Ortega-Toro, R., Villada-Castillo, S., Fernando Roa-Acosta, D., & Fernández-Quintero, A. (2022). Extrusion parameters and physical transformations of an extrudate for fish: Effect of the addition of hydrolyzed protein flour from by-products of Oncorhynchus mykiss.
Bharadwaaj, S. K., Jaudan, M., Kushwaha, P., Saxena, A., & Saha, B. (2024). Exploring cutting-edge approaches in plastic recycling for a greener future. In Results in Engineering (Vol. 23). Elsevier B.V. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.102704
Chowdhury, T., & Wang, Q. (2023). Study on Thermal Degradation Processes of Polyethylene Terephthalate Microplastics Using the Kinetics and Artificial Neural Networks Models. Processes, 11(2). https://doi.org/10.3390/pr11020496
Fauza, A. N., Qalbina, F., Nurdin, H., Ambiyar, & Refdinal. (2023). The influence of processing temperature on the mechanical properties of recycled PET fibers. Teknomekanik, 6(1), 21–28. https://doi.org/10.24036/teknomekanik.v6i1.21472
Fransiscus, H., Tjandra, S. S., Pangestu, M., & Handranto, L. (2022). Perancangan Eksperimen Proses Ekstrusi dengan Bahan Plastik PP dan PET. Jurnal Rekayasa Sistem Industri, 11(2), 157–166. https://doi.org/10.26593/jrsi.v11i2.5750.157-166
Gálvez, J., Correa Aguirre, J. P., Hidalgo Salazar, M. A., Mondragón, B. V., Wagner, E., & Caicedo, C. (2020). Effect of extrusion screw speed and plasticizer proportions on the rheological, thermal, mechanical, morphological and superficial properties of PLA. Polymers, 12(9). https://doi.org/10.3390/POLYM12092111
Ge-Zhang, S., Liu, H., Song, M., Wang, Y., Yang, H., Fan, H., Ding, Y., & Mu, L. (2022). Advances in Polyethylene Terephthalate Beverage Bottle Optimization: A Mini Review. In Polymers (Vol. 14, Issue 16). MDPI. https://doi.org/10.3390/polym14163364
Islam, M., Xayachak, T., Haque, N., Lau, D., Bhuiyan, M., & Pramanik, B. K. (2024). Impact of bioplastics on environment from its production to end-of-life. In Process Safety and Environmental Protection (Vol. 188, pp. 151–166). Institution of Chemical Engineers. https://doi.org/10.1016/j.psep.2024.05.113
Katjo, M. B., & Sialana, J. (2022). Analisa Gaya dan Efisiensi Pemotongan pada Proses Pembubutan Tirus Menggunakan Pahat Karbida.
Kazmer, D. O., Grosskopf, C. M., Rondeau, D., & Venoor, V. (2020). Design and Evaluation of General Purpose, Barrier, and Multichannel Plasticating Extrusion Screws. Polymer Engineering and Science, 60(4), 752–764. https://doi.org/10.1002/pen.25333
Krishnanand, Singh, V., Mittal, V., Branwal, A. K., Sharma, K., & Taufik, M. (2023). Extrusion strategies in fused deposition additive manufacturing: A review. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E, 238(2), 988–1012. https://doi.org/10.1177/09544089221150709
Maina, A., Mwema, F., Bayode, A., & Nyanga, L. (2025). Effects of Screw Speed on Screw Pressure and Temperature: A Case of Non-Newtonian Non-Isothermal Flow. The 8th Mechanical Engineering, Science and Technology International Conference, 70. https://doi.org/10.3390/engproc2025084070
Nastaj, A., & Wilczyński, K. (2020). Optimization for starve fed/flood fed single screw extrusion of polymeric materials. Polymers, 12(1). https://doi.org/10.3390/polym12010149
Nastaj, A., & Wilczyński, K. (2022). Computational Scale-Up for Flood Fed/Starve Fed Single Screw Extrusion of Polymers. Polymers, 14(2). https://doi.org/10.3390/polym14020240
Pranoto, H., Arifin, Z., & Carles, H. (2021). Innovation Design and Development of PET Plastic Waste Processing Machines by Extruder Method. International Journal of Advanced Technology in Mechanical, Mechatronics and Materials, 1(3), 90–99. https://doi.org/10.37869/ijatec.v1i3.32
Rasid, R., Michelle, M., & Atiqah, A. (2022). Temperature Profile Measurement Using Modified Cooled Stainless Tube Technique in a Single Screw Extruder Coupled with a Modified Thermocouple Mesh – Effect of Screw Speed. Jurnal Teknologi, 84(6–2), 145–149. https://doi.org/10.11113/jurnalteknologi.v84.19365
Sha, Z., Shi, L., Yin, J., Jiang, S., Zhang, S., & Liu, Y. (2024). Research on cutting force of extrusion cutting process based on material flow characteristics. Journal of Manufacturing Processes, 122, 83–96. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2024.05.068
Unduhan
Diterbitkan
Cara Mengutip
Terbitan
Bagian
Lisensi
Hak Cipta (c) 2025 Muhammad Erwin Cahyo Nugroho, Rachmadi Tutuka
Artikel ini berlisensi Creative Commons Attribution 4.0 International License.
