Berjuang Melampaui Batas

terdapat dalam benda yang bergerak, (Calaway, et al, 1955, Calaway, 1957).
energi kinetik dipengaruhi oleh faktor Karakteristik inilah yang membuat sistem
kecepatan dan masa benda tersebut ini tahan terhadap kejenuhan dan mampu
(Nasional, 2014). mengakomodasi keadaan dimana air
C. Generator limbah yang masuk sangat tidak
uniform.(A.M Anggun, Benedictus Setyo,
Generator adalah suatu alat yang 2009).
dapat mengubah tenaga mekanik menjadi E. Rainwater Power Station
energi listrik. Tenaga mekanik bisa berasal
dari panas, air, uap, dan lain-lain. Energi Rainwater Power Station merupakan
listrik yang dihasilkan oleh generator bisa produk yang digunakan sebagai
berupa Listrik AC (listrik bolak-balik) Pembangkit Listrik dan Sumber Air Bersih
maupun DC (listrik searah). Hal tersebut Melalui Metode Filterisasi Sederhana.
tegantung dari konstruksi generator yang Produk ini memanfaatkan air hujan yang
dipakai oleh pembangkit tenaga listrik pemanfaatannya belum dilakukan secara
(Wahyu Sunarlik, 2014). optimal dengan mengkolaborasikan energi
D. Filterisasi potensial dimana ketinggian bak
penampung air hujan sangat
Penyaringan merupakan salah satu mempengaruhi tegangan yang dihasilkan,
prinsip unit operasi yang biasanya sehingga Rainwater Power Station dapat
digunakan pada pengolahan air minum dan menghasilkan energi listrik.
memindahkan padatan tersuspensi dari
buangan pengolahan secara biologi atau F. Aquaponik
buangan pengolahan secara koagulasi.
Media saringan sangat penting dalam Sistem teknologi akuaponik
proses penyaringan. Faktor yang
mempengaruhi penyaringan adalah merupakan salah satu alternatif yang dapat
kekeruhan dari buangan, tinggi lapisan
penyaringan, kemudahan pencucian diterapkan dalam rangka pemecahan
kembali dan ketinggian resisten kimia.
Pada penelitian ini media saringan yang keterbatasan air tersebut. Disamping itu,
digunakan adalah lapisan pasir dan
kombinasi lapisan pasir dan lapisan sistem teknologi aquaponik juga
"anthracite" , sementara cara "kaolin" dan
"kaolin" koagulasi adalah menggunakan mempunyai keuntungan lainnya berupa
limbah cair buatan. Teknologi sand-filter
dipilih untuk menangani sistem pengolahan pemasukan tambahan dari hasil tanaman
air limbah skala kecil karena beroperasi
secara handal dan bebas masalah seperti yang akan memperbesar keuntungan
dilaporkan dalam EPA's Technology
Assessment. Teknologi ini stabil dan untuk peternak ikan. Teknik akuaponik ini
hampir bebas dari risiko kegagalan. Secara
umum teknologi ini dikategorikan sebagai mengkombinasikan antara menanam
"attached growth aerobic process" dan
intermittent sand filter adalah salah satu tanaman dan memelihara ikan dalam satu
versinya dimana beban yang dikenakan
sangat kecil. Waktu tinggal sel yang lama wadah. Dengan adanya teknologi
adalah kunci kestabilan sistem ini. Selain
itu sistem ini terdiri dari beragam jenis aquaponik ini para petani dapat memanen
mikroba dan beberapa jenis makroba
hasilnya sekaligus dengan memanfaatkan

ruang dan fasilitas-fasilitas yang disajikan

dalam teknologi ini, terutama dalam

penggunaan air bersih, yang mana dalam

satu kali pengairan air ke objek tanaman

dan ikan tersebut berlangsung secara

bersama-sama, sehingga dapat

menghemat waktu, tenaga dan biaya.

Proses aquaponik ini dimana tanaman

memanfaatkan unsur hara yang berasal

dari kotoran ikan yang apabila dibiarkan di

dalam kolam akan menjadi racun bagi

ikannya. Lalu tanaman akan berfungsi

sebagai filter vegetasi yang akan mengurai coba prototype ini digeneralisasi untuk

zat racun tersebut menjadizat yang tidak kejadian umum yaitu penggunan listrik

berbahaya bagi ikan dan suplai oksigen untuk carger HP dan air bersih untuk

pada air yang digunakan untuk memelihara minum.

ikan. b. Penelitian tegangan yang dihasilkan

BAB III METODE PENULISAN Peneliti melakukan dengan cara

A. Waktu Dan Tempat Penelitian sederhana sesuai dengan

a. Waktu : 8 November 2020 – 20 kemampuan dan peralatan yang

Desember 2020 tersedia. Penelitian teganggan

b. Tempat Pelaksanaan : dilakukan dengan pengukuran

Laboratorium Fisika SMA Negeri 1 tegangan dengan variasi ketinggian

Kaliwungu. bak penampung yang berbeda beda.

B. Jadwal Penelitian Pengukuran teganggan dilakukan

Tabel 3.1. Jadwal Penelitian dengan menggunakan alat berupa

Rainwater Power Station. multitaster.

MINGGU c. Penelitian Mutu Air Filterisasi

NO KETERANGAN I II III IV V VI Peneliti melakukan dengan cara

1. Persiapan X sederhana sesuai dengan

2. Pengumpulan X kemampuan dan peralatan yang

Data tersedia. Penelitian mutu air produk

3. Eksperimen XX dilakukan dengan pengamatan

4. Penyusunan XX struktur fisis air serta pH air hasil

Data produk. Pengukuran pH air hasil

C. Teknik Penelitian produk dilakukan dengan

Teknik penelitian dilakukan dengan menggunakan pH meter, sedangkan

menggunakan empat prosedur yaitu uji struktur fisis tidak berwarna, tidak

coba prototype, penelitian teganggan yang berasa, tidak berbau dan temperatur

dihasilkan, lama. Dua prosedur tersebut tidak melebihi suhu udara dilakukan

dijabarkan sebagai berikut : dengan observasi hasil produk.

a. Uji coba prototype Rainwater Power Penelitian yang berkenaan dengan

Station. syarat kimiawi secara lengkap,

Teknik penelitian ini dilakukan dengan bakterologis dan radio aktif

cara uji prototype untuk membuktikan sebagaimana yang menjadi sarat air

tingkat kebermanfaatan dari sistem bersih dan sehat sebagimana

yang dirancang pada penelitian ini. Peraturan Menteri Kesehatan No

Prototype Rainwater Power Station 416/MENKES/PER/IX/1990 tidak

hasil rancangan dicoba dengan dilaksanakan dalam penelitian ini.

memberikan air hujan yang ditampung D. Populasi dan sampel

menggunakan tandon yang dialirkan Populasi pada penelitian ini adalah

kedalam galon dan filterisasi sampai air hujan yang ditampung menggunakan

menghasilkan listrik dan air bersih. tandon yang memiliki kondisi fisis keruh.

Pada penelitian pertama ini, peneliti Pengambilan populasi ini sesuai dengan

melihat kinerja peralatan apakah yang disampaikan Muhammad Ali (1985)

sesuai dengan perencanaan atau yaitu populasi merupakan keseluruhan

tidak. Penelitian pada tahap ini obyek penelitian dengan karakter-karakter

dilaksanakan evaluasi dari tertentu. Sampel adalah sebagian yang

kekurangan dalam sistem Rainwater diambil dari keseluruhan obyek yang

Power Station. Selanjutnya dari uji diteliti, yang dianggap mewakili seluruh

populasi dan diambil menurut teknik 12. Galon Sebagai tempat

tertentu (Muhammad Ali 1985 : 14). penampung air

Sampel penelitian yang digunakan pada 13. Gergaji Alat untuk memotong

penelitian ini adalah sebagian air yang ada pipa

pada tendon. 14. Sambungan Alat penyambung pipa

E. Variabel penelitian pipa

Variabel penelitian adalah segala b. Alat dan bahan pada filterisasi

sesuatu yang menjadi obyek penelitian. Tabel 3.3. Spesifikasi alat dan bahan

Dengan definisi ini maka variabel dalam pada filterisasi

penelitian ini adalah : No Nama Spesifikasi

a. Prototype Rainwater Power Station 1. Kerikil Sebagai bahan penyaring

yang diteliti kinerja prototype. 2. Arang Sebagai bahan penyaring

b. Air hujan (sampel) produk Rainwater 3. Spon Sebagai bahan penyaring

Power Station yang diteliti adalah 4. Serabut Kelapa Sebagai bahan penyaring

5. Botol Sebagai tempat penyaring

tegangan yang dihasilkan.

c. Filterisasi yang diteliti mutu hasil air G. Teknik pengumpulan data

dari prototype. Pengumpulan data dilakukan dengan

F. Alat dan Bahan pola sebagai berikut :

a. Alat dan bahan pada Rainwater Power a. Observasi kinerja dari Rainwater

Station Power Station

Tabel 3.2. Spesifikasi alat dan bahan Observasi kinerja prototype dilakukan

pada Rainwater Power Station: dengan melihat indicator indikator

No Nama Spesifikasi sebagi berikut : Distribusi air pada

1. Tandon Untuk menampung air tandon dan galon, air yang mengalir

hujan pada generator, listrik yang dihasilkan,

2. Pipa Untuk mengalirkan air kinerja filterisasi.

dari bak penampung ke b. Observasi dari teganggan yang

generator

3. Kran Untuk kontrol debit air dihasilkan

yang keluar dari bak Observasi ini dilakukan dengan

penampung melalui menggunakan alat pengukur tegangan

pipa berupa multitaster dengan variasi bak

4. Generator 12V Untuk menciptakan penampung yang berbeda – beda.

DC 10 Watt energi listrik c. Observasi penelitian mutu air hasi

produk olahan

5. Air Hujan Sebagai sumber Oservasi ini dilakukan dengan
6. Multitaster
penggerak turbin melakukan perbandingan air baku dan
7. Kabel
8. Lampu Mengukur teganggan produk hasil olahan secara fisis dan
9. Solder
10. Lem Fox listrik, arus listrik dan PH air, dengan menggunakan
11. Lem Tembak
tahanan instrumen tabel perbandingan dengan

Sebagai penghantar

arus listrik indikator sebagi berikut :Warna air

Sebagai penerangan di hujan dibandingkan warna air hasil

area gelap produk biofilter. Kejernihan air hujan

Sebagai alat pelubang dibandingkan warna air hasil produk

gallon filterisasi. Rasa air hujan

Sebagai perekat pipa dibandingkan warna air hasil produk

Sebagai perekat biofilter. Bau air hujan dibandingkan

warna air hasil produk filterisasi. Suhu

air hujan dibandingkan warna air hasil plastik tersebut dengan air
produk filterisasi, pH air hujan
dibandingkan warna air hasil produk sawah dan air kolam ikan agar
filterisasi. Observasi dilakukan oleh 3
peneliti secara terpisah dalam dapat menumbuhkan
penelitian ini dengan bantuan ceklis,
untuk menjaga validitas dan mikroorganisme pada filterisasi.
reliabelitas hasil dalam penelitian.
H. Proses pembuatan prototype c. Pembuatan 2 buah tiang
1. Pengumpulan alat dan bahan
2. Pembuatan Rainwater Power penyangga filterisasi dengan

Station : kayu. Pada tiang pertama
a. Pelubangan galon berbentuk
berisikan 3 buah filterisasi yang
bulat pada bagian bawah galon.
b. Penyatuan galon A dan B kemudian dialirkan ke bak

menggunakan lem fox dan lem penampungan dan pada tiang
tembak.
c. Pelubangan galon B berbentuk kedua berisikan 4 buah
bulat kecil pada bagian
samping galon. filterisasi yang ditampung pada
d. Penempelan pipa pada galon B
dengan lem fox dan lem bak penampungan ke dua yang
tembak.
e. Pemasangan kran. selanjutnya didiamkan selama
f. Perekatan antara kran dan pipa
menggunakan lem. 1 hari dan ditambah dengan
g. Penyambungan pipa dengan
sambungan pipa dan tumbuhan kayu apu.
direkatkan menggunakan lem.
h. Pemasangan generator 12V d. Menyiapkan paralon yang telah
DC 10 watt ditengah-tengah
sambungan pipa. dilubangi dan diberi media
i. Pemasangan sambungan pipa
ke dua dibawah generator tanam berupa gelas plastik
3. Pembuatan filterisasi dan
aquaponik sederhana untuk tanaman kangkung pada
a. Pengumpulan bahan baku
berupa bahan-bahan yang akan bagian atas.
digunakan untuk pembuatan
filterisasi seperti pasir,batu kali, e. Memasukkan ikan betik/betok
ijuk, dan arang yang sudah
dicuci bersih serta menyiapkan kedalam kolam dan tanaman
7 buah botol plastik bekas
sebagai filterisasi. kangkung pada pralon.
b. Penyusunan bahan-bahan
filterisasi yang akan disusun f. Tempat ikan dan bak tanam
tiap botol plastik besardan
merendam susunan pada botol sudah siap maka selanjutnya

proses pengaliran air dari air

yang berasal dari galon

melewati proses filtrasi dengan

filterisasi sederhana ke bak

tanam.

g. Selanjutnya setting pompa dan

keluaran pompa sehingga air

dari kolam ke bak tanam dapat

kembali mengalir ke kolam ikan.

Gambar 3.1 Desain pembuatan Rainwater
Power Station

Keterangan : 12V DC 10 watt dengan debit minimal 0,5
1. Tandon
2. Penyangga besi m3/s. Air yang sudah tertampung di bak
3. Galon 16 liter (2 buah)
4. Generator tandon akan dialirkan melalui saluran pipa
5. Filterisasi sederhana
6. Stop kontak menuju generator. Instalasi pipa dilengkapi
7. Kolam ikan
dengan sistem kran yang dapat dibuka dan
(a) (b)
Gambar 3.2 (a) Skema filterisasi ditutup.
sederhana; (b) aquaponik sederhana
BAB IV PEMBAHASAN Tabel 4.1 Hasil observasi uji coba
Proses pembuatan Rainwater Power
Station dalam penelitian ini dilakukan prototype Rainwater Power Station
melalui beberapa tahapan yakni :
pengumpulan alat dan bahan; pembuatan didapatkan data-data sebagai berikut :
prototype Rainwater Power Station dan
pembuatan filterisasi dan aquaponik Bagian Diskripsi Observasi
sederhana. Filterisasi sederhana
merupakan penyaring limbah yang Prototype
sederhana serta mudah diaplikasikan pada
masyarakat, karena bahan-bahan Tandon Air hujan yang
pembuatannya dapat ditemukan disekitar
kita sedangkan filterisasi sederhana pada mengalir dapat
akuaponik dapat digunakan pada lahan
sempit seperti lahan pada pemukiman ditampung dengan
perkotaan yang padat penduduk.
A. Kinerja dari Rainwater Power Station tandon sebanyak
Air hujan yang ditampung dalam
suatu bak tandon yang telah didesain Galon Air hujan yang masuk
khusus akan dimanfaatkan sebagai
pembangkit energi listrik melalui ketandon kemudian
pemanfaatan jumlah air yang dihasilkan
dikolaborasikan dengan ketinggian atap mengalir melalui pipa
rumah sebagai penampung. Air yang
berasal dari proses hujan, mengalir dari dan masuk kedalam
talang melalui instalasi pipa ke bawah
kemudian akan dialirkan melalui instalasi galon
pipa menuju ke rangkaian galon yang
terhubung dengan paralon dan generator. Generator Air hujan yang sudah
Pada mekanisme pembangkitan
daya, Rainwater Power Station masuk kedalam galon
menggunakan generator dengan kapasitas
kemudian akan

dialirkan kegenerator

untuk menghasilakan

listrik

Filterisasi Air sisa hasil generator

akan ditampung dan

difilter menggunakan

filterisasi untuk

menghasilkan air

bersih

Air Hasil Dari hasil filterisasi

Filterisasi didapatkan 2 jenis air

yaitu air kotor dan air

bersih. Air yang kotor

akan mengalir melalui

pipa dan masuk

kedalam kolam

sedangkan air yang

bersih akan dijadikan

air siap minum.

B. Tegangan yang dihasilkan

Pada pengukuran tegangan dari

variasi ketinggian bak penampung (galon)
yang berbeda – beda dapat didapatkan

data seperti berikut :

Tabel 4.2 Data penelitian ketinggian Dengan :
h (cm) – Tegangan V (Volt) Q = debit (m3/s);
P = daya yang dihasilkan (kW);
Kenaikan tegangan yang dihasilkan g = percepatan gravitasi;
pada Rainwater Power Station sebanding η = efisiensi generator;
dengan ketinggian air, hal ini dikarenakan h = tinggi jatuh (m).
semakin tinggi air yang keluar dari bak ρ (rho) = massa jenis air (= 1000
penampungan akan mengakibatkan debit kg/m3);
air yang mengalir pada generator akan Grafik hubungan rata-rata ketinggian
lebih cepat dan semakin tinggi bak terhadap tegangan dapat di lihat pada
penampungan maka energi potensial yang gambar 4.1
dihasilkan akan semakin besar pula dan
berakibat pada daya dan tegangan yang Grafik hubungan ketinggian (h) -
dihasilkan. tegangan (V)

Jatuhnya air menuju putaran fan 12,00
pada generator akan menciptakan induksi 11,50
listrik yang kemudian menghasilkan listrik 11,00
yang siap digunakan untuk memenuhi 10,50
kebutuhan listrik rumah tangga. Besaran 10,00
energi listrik yang diciptakan merujuk pada
rumus untuk menghitung potensi daya 9,50
pembangkit listrik rumahan berbasis air 9,00
hujan. Besarnya energi mekanik yang Tegangan (volt)
tercipta itu mengikuti energi potensial yang 265,00
tercipta dimana hal itu dipengaruhi oleh 258,00
aliran air serta ketinggiannya. 253,33
245,33
Besarnya daya yang mampu 239,00
dihasilkan disampaikan oleh Liun (2011) 230,33
dalam persamaan yang digunakan ditulis 213,00
sebagai berikut : 201,33
195,33
P = η ρ Q g h (watt) 189,00

Ketinggian (cm)

Gambar 4.1 Grafik hubungan ketinggian h

(cm) dengan tegangan V (volt)

C. Hasil mutu air yang melalui

filterisasi

Observasi penelitian mutu air pada

saat uji coba penggunaan prototype

filterisasi digunakan acuan persyaratan

fisis air bersih dan sehat sebagaimana

disebutkan dalam Peraturan Menteri

Kesehatan No 416/MENKES/PER/IX/1990
tentang syarat – syarat dan Pengawasan.

Kualitas Air untuk keperluan air bersih.

Data hasil observasi dijabarkan sebagi

berikut :

Tabel 4.3 Kualitas air hujan

terkumpul

Indikator Air Hujan

Kejernihan Air Tidak jernih

Warna Air putih

Temperatur Air Suhu udara ± 3ºC

Rasa Air Tidak berasa

Bau Air Tidak berbau

Ph Air 6,5 – 8,5

* sumber jurnal politeknik negeri

Lampung ISBN 978-602-5730-68-98

hal 288-293

Sedangkan hasil pengukuran pH secara signifikan sehingga memenuhi baku
mutu air bersih.
pada pengendapan air hujan dan air hasil
Sesuai dengan Peraturan Menteri
filtrasi dengan menggunakan filterisasi Kesehatan No 416
MENKES/PER/IX/1990, Struktur fisik dan
sederhana dapat terlihat pada tabel 4.4. derajat keasaman air bersih yang sehat
adalah jernih, tidak berwarna, tidak berasa,
Tabel 4.4 pH air hujan dan air hasil tidak berbau, dan temperature tidak
melebihi suhu udara. Analisis data
filterisasi diperoleh dari hasil analisis data penelitian
pada table 4.5 diatas, maka air hujan dari
Kualitas Air Hujan Air Filterisasi sampel tidak memenuhi syarat sebagai air
bersih yang layak menunjang kesehatan
S1 S2 S3 S1 S2 S3 penggunanya. Sedangkan air hasil
filterisasi memenuhi standar mutu sebagai
pH 4,3 4,5 4,6 7,4 7,2 8,5 air bersih dan sehat yang semua indikator
memenuhi syarat sebagai media tanam
Untuk hasil pengamatan kualitas air sayuran dengan menggunakan metode
aquaponik sederhana.
hujan dan hasil filtrasi dengan BAB V PENUTUP
A. Simpulan
menggunakan filterisasi sederhana dapat
Simpulan yang didapat dari
dilihat pada tabel 4.5 penulisan ini adalah :
1. Kinerja dari Rainwater Power Station
Tabel 4.5 Hasil penelitian kualitas air
dalam pelaksanaan uji coba dapat
hujan dan hasil filterisasi bekerja sesuai dengan yang
direncanakan.
Indikator Air Hujan Air Hasil 2. Tegangan yang dihasilkan dari variasi
ketinggian bak penampung yang
Filterisasi berbeda dapat disimpulkan bahwa
semakin tinggi bak penampung maka
Kejernihan Tidak Jernih semakin tinggi pula tegangan yang
dihasilkan.
Air jernih 3. Hasil mutu air pada saat uji coba
penggunaan prototype filterisasi
Warna Air Putih Putih digunakan acuan persyaratan fisis air
bersih dan sehat.
Temperatur Suhu Suhu udara ± B. Rekomendasi

Air udara ± 3ºC Berdasarkan simpulan tersebut,
peneliti merekomendasikan sebagai
3ºC berikut :
1. Perlunya penelitian lebih lanjut
Rasa Air Tidak Tidak berasa
mengenai teknologi bidang sumber
berasa daya air demi meningkatkan energy
listrik yang ramah lingkungan.
Bau Air Tidak Tidak berbau 2. Perlunya pengembangan dari
Rainwater Power Station.
berbau

pH Air 4,3 – 4,6 6,8 – 8,5

Nilai pH sebesar 4,3 – 4,6 bersifat

asam dan tidak memenuhi standar baku

mutu air bersih. pH yang rendah dapat

berasal dari dekomposisi bahan organik di

dalam tandon yang berasal dari air hujan

dan dedaunan jatuh pada galon. Proses

pengolahan air hujan menggunakan sistem

filterisasi merupakan metode pengolahan

air secara fisik, sehingga parameter

pembanding yang digunakan adalah

parameter fisik. Nilai parameter biologi dan

kimia pada air hujan sebelum filtrasi

dengan menggunakan filterisasi sudah

memenuhi standar baku mutu air bersih.

Padatan terlarut yang ada di dalam air

hujan memberikan nilai kekeruhan artinya

sudah tersaring melalui material filtrasi.
Nilai pH sebesar 6,8 – 8,5 juga meningkat

3. Diharapkan masyarakat mampu Fadholi, Akhmad. 2013. Studi Dampak El
menerapkan dan menggunakannya Nino dan Indian Ocean Dipole (IOD)
dengan baik mengenai temuan yang Terhadap Curah Hujan di
ada tentang energi listrik yang ramah Pangkalpinang. Semarang : Jurnal
lingkungan. Ilmu Lingkungan. Vol.11, Issue 1:43-
50.
DAFTAR PUSTAKA
Majid, Abdul. 2014. Pemanfaatan Pompa
AM. Anggun, Benedictus, Setyo. 2009. Air Sebagai Prime Over Pembangkit
Pengolaham Limbah Dengan Media Listrik Alternatif Skala Rumah
Biofilter Pasir. Semarang : Tangga. Palembang : Universitas
Universitas Diponegoro. Muhammadiyah Palembang.

Aryasita, Putri Rintan, 2013. Analisis Nasional, D.E. 2014. Outloock Energi
Fungsi Transfer Pada Harga Cabai Indonesia 2014. Jakarta : Dewan
Merah Yang Dipengaruhi Oleh Curah Energi Nasional.
Hujan di Surabaya. Surabaya : Jurnal
Sains dan Pomits. Vol.2, No. 2:2337- Novia, Siti Arita. 2017. Perbandingan
3520. Estimasi Parameter Distribusi Log
Pearson III Dengan Distribusi
Asnaning, Aniessa Rinny. 2018. Uji Gumbel Untuk Memodelkan Curah
Kualitas Air Hujan Hasil Fasilitas Hujan Kota Pekanbaru. Riau :
Untuk Penyediaan Air Bersih Universitas Islam Negeri Sultan
Rainwater Quality Test From Syarif Kasim.
Filtration Result For Clean Water
Supply.. Politeknik Negeri Lampung. Purnomo, Hadi. 2015. Oulook Energi
ISBN 978-602-5730-68-9 halaman Indonesia. Jakarta. PTPSE.
288-293.
Soejitno, 1973. Meteorologi Umum Untuk
Bannu, et.al. 2003. Kajian Analisis Kualitas Observasi Meteorologi. Jakarta :
Air Danau UNHAS : Pembahasan PNB & LCT. LMG.
Khusus Pada Proses Eutrofikasi.
Makassar : Universitas Hasanuddin. Sugiyono, Agus dkk. 2015. Outlook Energi
Indonesia. Jakarta : PTPSE
BMG, 2006. Prakiraan Musim Kemarau
Tahun 2006 di Indonesia. Makassar : Sunarlik, Wahyu. 2014. Prinsip Kerja
Badan Meteorologi dan Geofisika. Generator Sinkron. Kediri :
Universitas Pawiyatan Daha.
Callaway, Richard J. 1957. Oceanographic
and Meteorological Observations In Tjasjono, Bayong. 2004. Klimatologi.
The Northeast and Central North Bandung : Institut Teknologi
Pacific. July-December 1956. U.s. Bandung.
Fish and Wildlife Service, Special
Scientific Report—Fisheries No. 230, Utomo, Karuniadi Satrijo. 2011. Redifinisi
49 pp. Besaran Kerja, Daya, dan Energi
Sebagai Besaran Vektor. Semarang
: Universitas Negeri Semarang.

Young, Hugh D, Fisika Universitas,
(Jakarta : Erlangga, 2002). Jilid 1.
Hlm 169.

Bronze Award LKTIN Pekan Ilmiah Kewirausahaan Karangturi Semarang

Juara II Lomba kreativitas dan inovasi masyarakat Kendal
Sub tema : Rekayasa Teknologi dan Manufaktur

“APLIKASI EXTRUSION DALAM PEMBUATAN CHIPS POLYESTER MELALUI PROSES
POLIMERISASI DENGAN BAHAN BAKU LIMBAH BOTOL PLASTIK PET 1”
Oleh : Fahrurazi 1), Orchidia Ummu Tazkiah2)
Email : [email protected]

A. Abstrak
Botol PET 1 mempunyai sifat yang ringan, mudah didapat, dan harga murah.

Namun, botol plastik PET 1 susah terurai di lingkungan karena rantai karbonnya yang
panjang sehingga mikroorganisme susah terurai. Chips polyester merupakan suatu
bentuk dari polyester polimer berupa padatan yang terbuat dari proses reaksi antara
asam tereftalat dan etilena glikol dan proses pembuatannya melalui proses polimerisasi.
Proses polimerisasi merupakan penggabungan antara monomer yang membentuk rantai
polyester dan berlangsung dalam tahap esterifikasi dan polikondensasi. Sedangkan
extrusion adalah proses dimana material meleleh akibat panas dari luar dan panas
gesekan kemudian dialirkan ke spinneret oleh screw dan dibuat produk sesuai yang
diinginkan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui proses pembuatan chips
polyester melalui proses extrusion dengan menggunakan bahan baku limbah botol
plastik PET 1. Tahapan proses pembuatan chips polyester yang melalui proses extrusion
meliputi pencacahan, pelelehan, pendinginan, dan pemotongan. Sementara itu,
pengujian chips polyester meliputi: 1) Analisa ukuran chips; 2) Analisa warna chips; 3)
Penentuan titik leleh; 4) Analisis kandungan karboksilat; 5) Penentuan viskositas intrinsik.
Hasil produk ini berupa chips polyester yang dapat digunakan sebagai bahan baku
pembuatan serat polyester atau dapat digunakan sebagai bahan campuran dengan serat
alam.

Kata Kunci: Limbah botol plastik PET 1, Extrusion, Chips Polyester, polimerisasi

B. Latar Belakang Ward, Sears, J.C. Penny, Jodan Mash dan
Indonesia menduduki peringkat 2 toko-toko retail besar lainnya (Marpaung,
2009). Sampah plastik butuh waktu 200
penyumbang sampah plastik yang dibuang hingga 1000 tahun untuk dapat terurai
ke laut. Berdasarkan data Kementerian karena rantai karbonnya yang panjang
Lingkungan Hidup dan Kehutanan (KLHK), sehingga susah terurai oleh
80% sampah yang dibuang ke laut berasal mikroorganisme. Tak terkecuali botol
dari daratan dan 90% merupakan sampah plastik sekali pakai. Hampir 3 juta ton
plastik. Sampah plastik di lautan Indonesia sampah plastik berasal dari botol plastik
diperkirakan mencapai 187,2 juta ton per sekali pakai. Sehingga menyebabkan,
tahun (Jambeck et.al, 2015). Plastik adalah semakin banyak limbah botol plastik yang
polimer hidrokarbon rantai panjang yang susah terurai. Dalam botol plastik, sering
terdiri atas jutaan monomer yang saling ditemukan kode 1 atau biasa disebut
berkaitan dan tidak dapat diuraikan oleh Polyethylena Terephthalate(PET).
mikroorganisme (Trisunaryanti, 2018).
Plastik merupakan material yang baru, Polyethylene Terephthalate (PET)
secara luas dikembangkan dan digunakan adalah suatu serat polyester yang dibuat
sejak abad ke-20 tepatnya pada tahun dari Pure Terefhthalat Acid (PTA) dan
1975 diperkenalkan oleh Montgomery Mono ethylene glicol (MEG). PET pada

dasarnya berupa film yang lunak, pecah dapat disambung kembali dan
transparan, dan fleksibel serta memiliki apabila sudah tidak digunakan maka dapat
kekuatan benturan dan kekuatan sobek di recycle kembali karena pada polimer
yang baik (Sachrow dan Griffin, 1980). PET termoplas terjadi dari rantai-rantai molekul
banyak dijumpai di sekitar lingkungan lurus atau bercabang. Sementara itu,
berupa kemasan botol plastik minuman. thermoset merupakan polimer yang
Hal ini karena PET memiliki sifat apabila dipanaskan tidak akan meleleh
transparan, jernih, kuat, tahan terhadap sehingga tidak busa di recycle kembali.
minyak dan gas, dan dapat terhindar dari (Istinharoh, Sasangko Jujuk, 2019)
perubahan aroma. PET hanya dapat
digunakan sekali pakai. Dalam botol Chips polyester merupakan bahan
kemasan, PET dapat ditemukan dengan baku serat sintetis polyester yang
kode 1 pada kemasannya. PET merupakan berukuran diameter dan panjang berkisar
jenis plastik thermoplastic (jenis plastik 2-3 mm hingga 4 mm. Chpis polyester
yang mudah meleleh). Cara lain dari dibuat melalui proses polimerisasi dengan
proses degradasi PET adalah dengan mereaksikan bahan dasar PTA (Pure
metode pemanasan, akan tetapi cara ini Terephthalat Acid) dan MEG (Mono
memiliki dampak bahaya dimana proses Ethylene Glycol) dengan penambahan
menghasilkan gas beracun seperti karbon beberapa bahan kimia aditif yang berfungsi
monoksida dan dioksin. Selain itu plastik untuk memperlancar dan menjaga
yang dibakar juga akan melepaskan logam kestabilan reaksi serta membentuk
berat seperti kadium dan juga timbal macam-macam jenis produksi chips.
(Sharon & Sharon, 2012). PET banyak (Sodik, Istinharoh, 2010)
digunakan dalam berbagai aplikasi karena
kekuatan tarik dan kejernihan benturannya Dari latar belakang diatas, peneliti
yang sangat baik. (Pawlak et al 2000). memiliki inovasi berupa pemanfaatan botol
plastik yang mengandung PET 1 untuk
Polimer merupakan molekul besar diolah menjadi chips Polyester supaya
yang terbentuk dari unit-unit kecil berulang dapat diolah kembali menjadi benang atau
sederhana. Kata polimer berasal dari serat sintesis. Selain itu, inovasi ini juga
bahasa Yunani yaitu poly (banyak) dan mer dapat mengurangi biaya produksi serat
(bagian). Jadi, definisi polimer merupakan sintetis dengan cara mencampurkannya
senyawa yang besar yang terbentuk dari dengan serat alam.
kumpulan beberapa unit molekul kecil.
Sedangkan polimer sintetis dari molekul- C. Maksud dan Tujuan
molekul sederhana disebut monomer. 1) Menganalisis proses aplikasi extrusion
Polimer dapat dibuat melalui reaksi kimia
dari molekul-molekul yang lebih kecil dalam pembuatan Chips Polyester
(monomer). Saat membentuk polimer, melalui proses polimerisasi dengan
monomer menggandakan gugus fungsi bahan baku limbah botol plastik PET 1
yang reaktif. Suatu polimer mempunyai 2) Menganalisis pemanfaatan chips
transisi, elastisitas, dan viskositas sebagai polyester sebagai bahan baku
lelehan dan larutan (Kumar, 1998). pembuatan benang/serat sintesis bagi
Berdasarkan sifatnya, polimer dapat industri tekstil
dibedakan menjadi 2 yaitu termoplas dan
thermoset. Termoplas merupakan suatu D. Manfaat Penelitian
polimer apabila dipanaskan maka akan 1) Untuk mengetahui proses aplikasi
melunak dan apabila didinginkan maka
akan mengeras. Polimer termoplas apabila extrusion dalam pembuatan Chips
Polyester melalui proses polimerisasi
dengan bahan baku limbah botol
plastik PET 1

2) Untuk mengetahui pemanfaatan chips Extruder mesin ini berukuran 70 cm. Pipa
polyester sebagai bahan baku extruder ini berjenis steam. Screw
pembuatan benang/serat sintesis bagi membawa, melelehkan, dan mendorong
industri tekstil. cacahan limbah botol plastik PET 1 melalui
cetakan yang disebut spinneret. Screw
E. Spesifikasi Teknik memiliki diameter 3 inchi. Screw diputar
pada kecepatan yang telah ditentukan
Gambar 1. Mesin masterbatch tampak dengan unit penggerak motor listrik dan
depan gearbox. Pengontrol suhu dihubungkan ke
elemen pemanas (heather) untuk menjaga
Mesin masterbatch menerapkan suhu pada suhu set-point. Heather disini
aplikasi extrusion dalam pembuatan chips terbagi menjadi 4 zona yang masing-
polyester melalui proses polimerisasi masing memiliki suhu sama yaitu sekitar
dengan bahan baku limbah botol plastik 2000C . Lelehan tersebut lalu dicetak dalam
PET 1 merupakan mesin yang dapat bagian berupa hole (bagian dari spinneret)
mengubah limbah botol plastik PET 1 dengan diameter 5 milimeter yang
menjadi chips polyester yang dapat diolah menghasilkan cetakan cacahan limbah
kembali menjadi serat polyester. Mesin tersebut seperti mie.
masterbatch terdiri dari bagian utama
berupa hopper, extruder, spinneret, bak air, Gambar 3. Extruder
dan mesin cutting (pemotong). Sementara Selanjutnya, lelehan tersebut jatuh
itu, kerangka mesin ini terbuat dari besi. ke dalam bak pendingin sepanjang 82 cm
Mesin masterbatch memiliki panjang 3 dengan volume 42.640 cm3 yang bertujuan
meter dengan tinggi 1,25 meter. Tiap mendinginkan lelehan yang keluar dari
kerangka mesin masterbatch memiliki jenis spinneret karena efek panas dari heather.
yang berbeda seperti jenis kerangka meja Bak tersebut berisi air dengan suhu
mesin extruder yaitu siku 55, bak pendingin normal. Setelah keluar dari bak air
yaitu siku 44, dan mesin cutting berupa tersebut, lelehan polimer tersebut masuk
UNP. Cacahan limbah botol plastik PET 1 dalam mesin pemotong dengan bantuan
ditampung dalam wadah yang disebut tangan. Mesin pemotong memiliki panjang
hopper. Hopper berbentuk seperti corong 80 cm dengan tinggi 86 cm.
yang bertujuan untuk menampung
cacahan limbah botol plastik PET 1 guna
memudahkan dalam proses selanjutnya.
Hopper dapat menampung 6 kg chips
dalam sekali putaran (sekali produksi).

Gambar 2. Hopper Gambar 4. Mesin pemotong tampak
Extruder merupakan serangkaian depan dan samping
mesin yang terdiri dari berbagai bagian
yaitu screw, heather, dan spinneret. Chips polyester yang dihasilkan
mesin ini akan dilakukan pengujian berupa
uji ukuran chips, uji warna chips, uji titiki
leleh, uji kandungan karboksilat dan uji

viskositas. Chips polyester ini dapat Produk ini dapat digunakan sebagai

dimanfaatkan sebagai bahan baku alternatif bahan baku pembuatan serat

pembuatan benang pada industri teksil polyester.

sekaligus dapat mengurangi jumlah limbah Sasaran produk chips polyester

botol plastik PET 1. buatan mesin extrusion ini adalah industri

F. Keunggulan yang ditawarkan dan yang bergerak dalam bidang tekstil seperti

perbedaan bila dibandingkan pabrik pembuatan benang. Selain itu,

dengan penemuan sebelumnya produk ini juga dapat digunakan sebagai

yang sejenis pencampur serat alam guna meringankan

Keunggulan chips polyester yang biaya bahan baku namun melalui proses

dihasilkan mesin ini diantaranya: pemintalan. Penjualan produk chips

1) Berbahan dasar limbah botol plastik polyester buatan mesin masterbatch ini

PET 1 yang mudah ditemukan dilakukan secara langsung maupun tidak

sekaligus dapat mengurangi populasi langsung melalui media sosial dan

limbah botol plastik PET 1 berkolaborasi dengan beberapa influencer.

2) Alternatif chips polyester pengganti H. Perhitungan biaya produksi temuan

chips polyester buatan pabrik / inovasi

3) Mudah diproduksi di kalangan UMKM Total Biaya Tetap (FC) 12.744.000

4) Mesin pembuat chips polyester yang Total Biaya Variabel 745.000

menerapkan prinsip extrusion ramah Biaya Variabel (VC)

lingkungan karena tidak per Unit 12.417

menggunakan bahan bakar untuk Unit yang dihasilkan 60

menggerakkannya melainkan Harga per Unit (P) 20.000

menggunakan listrik dan tidak Target Keuntungan per

menimbulkan suara yang terlalu bulan 50.000.000

bising.

Kami sudah pernah menemukan Rumus
1 BEP unit
penelitian yang sejenis dengan penelitian
BEP = FC/(P-VC)
kami. Namun, bahan baku yang digunakan 1.681

berbeda. Mesin masterbatch kami memiliki

keunggulan pada proses pelelehan bahan 2 BEP Rupiah
BEP = FC/(1-(VC/P))
baku karena dapat melelehkan semua 33.610.549

jenis plastik seperti polyethylene

terephthalate, polyprophylene, dan jenis 3 Proyeksi Laba
BEP-Laba = (FC
plastik lainnya. Suhu dalam heather mesin +Target Laba)/(P-VC)
Target Pendapatan
masterbatch kami dapat diatur dan agar untung 50jt 8.274
Rupiah/bulan 165.478.681
disesuaikan dengan titik leleh bahan baku

yang akan digunakan.

G. Penerapan pada masyarakat dan

dunia industri

Chips polyester ini diproduksi melalui Hari Kerja / Bulan 20
Unit/hari 414
mesin masterbatch dengan menerapkan
I. Potensi aplikasi / prospek bisnis /
aplikasi extrusion dalam pembuatannya. komersialisasi
Berdasarkan hasil penelitian kami,
Chips polyester yang dihasilkan mesin ini
produk chips polyester berpotensi untuk
memanfaatkan limbah botol plastik PET 1 inovasi kami mempunyai potensi untuk

sebagai bahan baku karena mudah didapat

sekaligus mengurangi populasi limbah

botol plastik PET 1 di sekitar lingkungan.

diaplikasikan / komersialisasi/ Prospek Sharon, C., & Sharon, M., 2012, Studies on
bisnis. Biodegradation of Polyethylene
Terephthalate: A synthetic polymer
Pengaplikasian produk chips Journal of Microbiology and
polyester dapat dilakukan dengan cara Biotechnology Research 2(2), 248-
menambahkan chips polyester dengan 257
serat alam dan memprosesnya dalam
proses pembuatan serat polyester. Pawlak A, Pluta M, Morawiec J, Galeksi A,
Pracella M (2000) Characterization
DAFTAR PUSTAKA of scrap poly (ethylene
Jambeck, J.R., Geyer, R., Wilcox, C., terephthalate). Eur Polym J
36(9):1875-1884
Siegler, T.R., Perryman, M.,
Andrady, A., Law, K.L. (2015). Kumar, A. and R.K Gupta 1998
Plastic Waste Inputs From Land To “Fundamentals Of Polymers”, The
The Ocean, 768- 711, Mc. Graw Hill Book Co, Singapure.

Trisunaryanti, Wega. (2018). Dari Sampah Istinharoh. Sasongko, Jujuk. 2019
Plastik Menjadi Bensin dan Solar. Polimerisasi. Semarang: Direktorat
Yogyakarta: Gadjah Mada Pembinaan SMK Kementerian
University Press. Pendidikan dan Kebudayaan
Republik Indonesia 2019
Marpaung, G.S., dan Widiaji (2009). Raup
Rupiah dari Sampah Plastik. Sodik. Istinharoh. 2010. Menganalisa
Pustaka Bina Swadaya Jakarta. Bahan Baku Chips. Sekolah
Menengah Kejuruan Texmaco
Sacharow, S., dan Griffin, R.C. (1980) Semarang. 2010
Principle of food packaging, The
AVI Publishing, Co. Inc. Westport
Connecticut.



Silver Medal Category Engineering ISTEC, ISS – PPPPTK IPA KEMENDIKBUD

Bronze Medal Category Science ISTEC, ISS – PPPPTK IPA KEMENDIKBUD

Bronze Medal Category Engineering ISTEC, ISS – PPPPTK IPA KEMENDIKBUD

Bronze Medal Thailand Inventors Day - International Intellectual Property, Invention, Innovation
and Technology Exposition (IPITEx 2021)