8
berlangsung dalam kondisi proses termomekanis yang membutuhkan peralatan pembuat plastik konvensional seperti ekstruder yang mampu mengakomodasi proses ekstrusi Averous 2010.
2.5. Ekstrusi Extrusion
Ekstrusi adalah sebuah proses di mana sebuah bahan dipaksa mengalir di bawah pengaruh beberapa unit operasi yang bekerja secara simultan atau serentak guna menghasilkan
produk dengan penampang tertentu yang tetap Fellows 1990. Ekstrusi merupakan proses penting dalam pemlastikan suatu bahan seperti pati menjadi produk pati termoplastik.
Ekstrusi untuk menghasilkan produk industri yang diinginkan merupakan sebuah proses yang terintegrasi di mana ekstruder merupakan komponen yang penting dalam semua lini.
Pengaturan kondisi dalam ekstruder yang tidak tepat dapat mengakibatkan terbentuknya produk yang juga tidak sesuai dengan yang diharapkan. Kesalahan pengaturan pada awal
proses ekstrusi dapat mengganggu keseluruhan proses Giles 2005. Tergantung pada produk akhir yang diinginkan, proses pencampuran dan pengadukan
bahan baku dapat menjadi aspek yang sangat penting sebelum ekstrusi dilakukan. Beberapa faktor yang perlu mendapat perhatian pada saat pencampuran adalah persebaran bahan
masukan yang berbentuk serbuk atau pelet, kesamaan ukuran partikel bahan masukan, cara pengadukan, penambahan cairan tertentu, serta keseragaman distribusi bahan tambahan Giles
2005. Metode ekstrusi merupakan metode yang cukup umum digunakan untuk pembuatan
produk pati termoplastik, baik secara konvensional yang menggunakan bahan dasar polimer turunan minyak bumi maupun secara mutakhir yang menggunakan bahan dasar pepatian Cha
et al. 2000. Pepatian yang diekstrusi akan mengalami destruksi ekstensif pada ikatan hidrogen intermolekul sekaligus depolimerisasi parsial dari makromolekul pati Plackatt dan Vaquez
2004. Secara umum, proses ekstrusi bekerja dengan melibatkan setidaknya tiga satuan proses
yakni pencampuran, pemberian tekanan, dan pemanasan. Bahan yang masuk ke dalam peralatan ekstrusi ekstruder akan dihomogenisasi, diberi panas, dan ditekan dengan tekanan
tinggi, setelah itu produk dibentuk sesuai dengan kebutuhan Giles et al. 2005.
Gambar 5. Tahapan pembentukan pati termoplastik dalam ekstruder Averous 2006 Dalam proses pembentukan ini, dapat digunakan semacam cetakan yang menampung
ekstrudat yang keluar. Saat ekstrudat tersebut keluar, molekul polimer mengembang kemudian terorientasi dengan bentuk cetakan. Bergantung pada proses ekstrusi yang dilakukan,
Pati + air
+ poliol Pati
termoplastik Fragmentasi
Destrukturisasi Pelelehan
Depolimerisasi
9
mekanisme pencetakan yang berbeda dapat dilakukan untuk mendapatkan bentuk akhir produk yang diinginkan Giles et al. 2005.
Ketika bahan berserat diekstrusi bersama dengan bahan pati termoplastik, molekul- molekul kedua bahan akan berorientasi satu sama lain saat melewati die pada ekstruder.
Orientasi dari serat dapat memberikan keuntungan pada arah orientasi dari campuran. Orientasi seperti in merupakan konsekuensi yang wajar ketika ekstrusi berlangsung Shanks 2004.
Di samping itu, ekstrusi pada campuran yang mengandung serat dapat memberikan efek khusus. Ketika serat alami diekstrusi, air pada serat dapat menghilang dan serat menjadi rapuh.
Tahanan geser yang diberikan pada campuran pada kondisi tersebut dapat merusak serat yang kemudian berdampak pada penurunan aspek rasio. Penurunan ini cukup menentukan sifat
mekanis ekstrudat Shanks 2004. Terdapat beberapa kondisi ekstrusi yang cukup banyak dipakai pada beberapa penelitian
pati termoplastik. Perbedaan kondisi pada umumnya terletak pada besaran nilai putaran screw serta suhu pada ekstruder. Sreekumar et al. 2010 menggunakan putaran screw 60 rpm dan
suhu 120
o
C, Shi et al. 2007 menggunakan putaran 80 rpm dan suhu 130
o
C, sementara Zullo dan Iannace 2009 menggunakan putaran 50 rpm dan suhu 120
o
C. Namun demikian menurut Chaudary et al. 2009, putaran screw tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap
sifat mekanis pati termoplastik yang dihasilkan. Alat yang dapat digunakan dalam pembuatan pati termoplastik adalah alat yang secara
umum mampu mengakomodasi kebutuhan suhu dan tekanan pada nilai tertentu. Dalam hal tersebut, ekstruder dan beberapa jenis mixer merupakan alat yang biasa digunakan. Meskipun
secara umum memiliki fungsi sama, rancangan ekstruder ataupun mixer dapat berbeda satu sama lain. Perbedaan tersebut terletak pada bentuk, ukuran, jumlah ulir, ataupun keberadaan
serta bentuk die. Menurut Donald 2004, rancangan alat yang berbeda dapat menghasilkan produk yang juga berbeda. Dengan kata lain, pemilihan alat yang digunakan bergantung pada
hasil akhir produk yang ingin didapatkan.
10
III. METODOLOGI PENELITIAN
