Peneliti Polimer, Mardiyati, berpose di Kampus Institut Teknologi Bandung, Jawa Barat. Jumat, 18 Januari 2019.
Peneliti Polimer, Mardiyati, berpose di Kampus Institut Teknologi Bandung, Jawa Barat. Jumat, 18 Januari 2019. Aditya Herlambang Putra / Beritagar.id
SAMPAH PLASTIK

Dosen ITB olah limbah plastik jadi filamen

Seorang dosen Institut Teknologi Bandung mengolah sampah tutup dan botol plastik untuk menebus kesalahan. Masih butuh suntikan modal.

Seutas filamen biru bergerak perlahan. Kecepatannya mungkin bisa diadu dengan laju bekicot. Ia tengah mengikuti kehendak mesin penarik (puller). Didorong keluar dari sebuah mesin lebih besar yang disebut ekstruder.

Seiring pergerakan benda nan seperti benang itu melintasi permukaan meja, angin dari kipas berbaling-baling pink ikut bekerja. Modus barusan bertujuan mendinginkan filamen berbahan plastik panas itu selekas-lekasnya. Sebab, setelah suhunya turun dan wujudnya mengeras, ia akan digulung bertumpuk di alat pemutar.

Filamen ini bakal dipakai untuk mencetak objek tiga dimensi. Diameternya cuma 1,75 milimeter. Lebih tebal dari kebanyakan tali pancing. Namun, panjangnya dapat mencapai puluhan meter.

“Dari sekitar 24 tutup botol plastik, bisa didapat 25 meter filamen,” kata Mardiyati di laboratorium Green Polymer milik Program Studi Teknik Material, Institut Teknologi Bandung (ITB), Jumat (18/1/19).

Mardiyati dosen dan peneliti dari Kelompok Keahlian Ilmu dan Teknik Material ITB. Dia terhitung sukses membuat filamen dari olahan limbah tutup dan botol plastik air kemasan.

Sepasang limbah itu mudah ditemui di berbagai tempat. Keduanya jadi problem karena menyumbang masalah sampah plastik di negeri ini. Mardiyati pun mengaku ikut berkontribusi dalam urusan disebut. Pasalnya, dia suka membeli air minum kemasan.

“Saya sadar sih menghasilkan sampah plastik dan merasa berdosa,” kata lulusan program doktoral bidang polimer dari Max-Planck-Institut fur polymerforschung–Johannes Gutenberg-Universitat, Mainz, Jerman pada 2011 itu.

Indonesia menghasilkan sekitar 64 juta ton sampah plastik--3,2 juta ton di antaranya mengalir ke laut--tiap tahun. Bisa jadi ada bagian dari sekian juta volume sampah yang ditelan lautan itu sempat mampir di Citarum, salah satu sungai paling tercemar sedunia, yang berhulu di Kabupaten Bandung.

Alur daur ulang plastik menjadi filamen yang berfaedah sebagai bahan pencetakan tiga dimensi.
Alur daur ulang plastik menjadi filamen yang berfaedah sebagai bahan pencetakan tiga dimensi. | Aditya Herlambang Putra /Beritagar.id

Demi mengikis perasaan bersalahnya, Mardiyati terdorong mengejawantahkan ilmu dan pengetahuan yang dimilikinya.

Lantas, pada 2016, ide penelitian pun tercetus. Gagasan itu terbit seiring geraknya merancang roadmap riset untuk laboratoriumnya.

Dari hasil penelusurannya di internet kala itu, dia jadi tahu bahwa hampir semua universitas beken di luar negeri mencurahkan investasi besar meneliti bidang additive manufacturing alias cetak tiga dimensi (3D printing).

Permintaan akan teknologi ini, kata Mardiyati, diprediksi bakal marak pada 2025. Pencetakan benda di pabrik akan beralih dari cara konvensional.

“Risetnya sedang hot topic banget,” ujar dosen kelahiran Jambi berusia 42 itu.

Fokus riset Mardiyati tertuju pada filamen, bukan pada mesin pengolahnya. Pilihan itu juga selaras dengan disiplin ilmu yang digelutinya, termoplastik atau polimer.

Dan memang, sisi keuntungan uang membayang di sana. Tapi yang lebih penting lagi, inovasinya bakal menjadi salah satu solusi mengurangi limbah botol plastik.

Filamen terbentuk dari unsur poli asam laktat atau poli laktida (PLA) dan Akrilonitril butadiena stirena (ABS). Barang yang kini banyak beredar hasil impor. Di antara negeri pengekspornya adalah Cina.

Harganya mulai dari Rp250 ribu hingga Rp350 ribu per kilogram. Rentang sedemikian membuka peluang bagi filamen dari Jalan Ganesha, Kota Bandung--ruas jalan yang menjadi lokasi berdiri kampus ITB--untuk mengisi pasar lokal dengan harga yang jauh lebih murah.

“Harga jual kasarnya Rp75 ribu per kilogram,” kata Mardiyati.

Sarjana Kimia ITB 2000 itu mengolah tutup dan botol plastik dengan cara berbeda, “karena bahan dasar keduanya tidak sama,” ujarnya.

Tutup botol plastik berbahan dasar polipropilena ditambahkan polietilena bermassa jenis tinggi (kesohor dengan sebutan High Density Polyethylene). Sementara botol plastik air mineral berbahan baku Polietilena tereftalat atau PET.

Hasil cetak tiga dimensi dengan bahan dasar filamen bikinan Mardiyati dan tim
Hasil cetak tiga dimensi dengan bahan dasar filamen bikinan Mardiyati dan tim | Aditya Herlambang Putra /Beritagar.id

Bahan dasar filamen buatan Mardiyati berbeda dengan yang beredar sekarang. Ketika Mardiyati menyodorkan hasil cetakan dari filamen impor dan filamen buatan ITB, wujudnya terlihat mirip.

Muhammad Ronaldy Armansyah Putra telah menjajal produk itu. Biasanya ia suka membuat benda dekoratif seperti gantungan kunci.

“Hasil cetakannya bagus, enggak kalah sama filamen yang komersial,” kata mahasiswa S1 Teknik Material ITB angkatan 2014 itu, Kamis (31/1/19).

Awalnya filamen itu sempat bikin Armansyah keki. Musababnya, benda cetakan yang diupayakannya menjadi cacat. Masalah timbul berkat ukuran filamen yang belum sama.

“Sekarang ukuran diameternya sudah seragam,” ujar Mardiyati, yang mematok diameternya sesuai dengan ukuran filamen pasaran, yakni 1,75 mm.

Pencetakan benda-benda tiga dimensi dengan filamen umumnya sekarang masih berukuran relatif kecil. Misalnya seukuran korek api, tumbler (botol minuman), juga maket rumah pesanan arsitek.

Tujuan lain, untuk membuat dummy atau obyek purwarupa. Jumlahnya pun satuan. Paling banyak ratusan. Pola eceran seperti itu, kata Mardiyati, sulit dapat dilayani pabrik yang kuantitasnya sekali cetak minimal ribuan unit.

Mardiyati dan timnya mengulik filamen dari limbah botol selama dua tahun. Setelah mengenal jenis polimer dan sifatnya, tantangan pertama jatuh pada mesin pemanas atau esktruder untuk membuat filamen.

“Mesinnya enggak ada di kampus, kalau beli mahal,” katanya.

Bermodal uang sendiri--awalnya sekitar Rp5-6 juta--Mardiyati dan tim membuat mesin rakitan sendiri. Rujukannya sumber terbuka: Preciousplastic.com.

“Kita ambil gambar tekniknya dari sana. Karena dia open begitu, ya kita ambil,” ujarnya.

Pengelola situs itu juga memberi tahu Mardiyati komponen apa saja yang dapat diperoleh dari hasil kanibal mesin. Kanibal di sini maksudnya pengambilan suku cadang suatu mesin untuk dipakai di mesin lain.

Setelah mesin ekstruder berskala laboratorium terbangun, tim sempat lama berkutat dengan proses penyesuaian agar mesin dapat beroperasi.

Mengenai prosesnya, filamen olahan mereka awalnya berbahan tutup botol plastik. Setelah dicuci bersih dengan sabun dan dikeringkan dengan oven hingga suhu 30-40 derajat Celsius, tutup botol dicacah kecil-kecil.

Para mahasiswa yang tergabung cuma bisa memotongnya dengan tang. Sebab, mereka belum punya mesin pencacah. Setelah itu, cencangan dimasukkan ke mesin ekstruder untuk dilelehkan dengan temperatur hingga 180 derajat Celsius.

Pada jenjang berikutnya, butiran plastik itu diproses hingga menjadi filamen untuk mesin cetak tiga dimensi.

Cara serupa berlaku untuk botol plastik. Hanya, suhu pemanasannya disetel hingga 240 derajat Celsius. Setelah itu, ukuran diameter filamen dapat disesuaikan dengan kebutuhan.

“Khusus pembuatan filamen dari botol plastik agak tricky. Sementara masih dirahasiakan karena sedang proses paten,” ujar Mardiyati.

Filamen dari tutup botol telah dipatenkan tak lama setelah ujicoba sukses.

Keberhasilan itu diraih setelah Mardiyati dan tim sempat mengalami putus filamen di tengah proses pembuatan. Selain itu, ada pula filamen yang sulit menempel di lapisan atas karena panasnya kurang.

“Ada aja sih masalahnya,” katanya.

Sebelum produknya bisa dibikin secara massal, masih ada tahapan upscaling atau peningkatan mesin dari ukuran laboratorium ke skala pabrik. Karena itu, kini mereka masih menunggu pihak yang ingin menanamkan modal lebih dalam.

BACA JUGA
Tanya Loper Tanya LOPER
Artikel terkait: SPONSOR