Plastik daur ulang kini menjadi topik umum dalam kemasan. Masyarakat ingin mengurangi sampah. Undang-undang mewajibkan perusahaan untuk mengambil kembali kemasan lama. Merek tersebut berjanji untuk menggunakan lebih banyak bahan daur ulang. Jadi produsen sedang menguji berapa banyak plastik daur ulang yang dapat mereka masukkan ke dalam mesin. Ini termasuk mesin kantong plastik. Jawabannya sederhana: lebih dari satu dekade lalu. Namun jumlah tersebut masih jauh dari target yang diharapkan.
Kesenjangan antara potensi besar dan kemampuan mesin perlu dipelajari dengan cermat. Plastik daur ulang menyebabkan banyak masalah. Mereka membuat mesin lebih cepat rusak. Mereka mengurangi kualitas keluaran. Mereka mengubah stabilitas proses. Mereka merusak konsistensi produk. Memahami batasan ini tidak berarti kita tidak boleh menggunakan bahan daur ulang. Itu berarti kita perlu menggunakannya dengan cara yang cerdas.
1. Masalah Kontaminasi di Bagian Hulu Mesin
Polimer apa pun dikumpulkan, disortir, dibersihkan, dan digranulasi sebelum dimasukkan ke dalam mesin kantong belanja plastik. Setiap langkah menambah perbedaan yang tidak ditemukan pada resin baru.
Polietilen-daur ulang konsumen (PCR-PE) adalah bahan utama dalam tas belanja daur ulang. Tapi jarang sekali tipe yang bersih. Bahan ini mencampurkan film LDPE, botol-polietilen densitas tinggi (HDPE), tutup polipropilen, label kertas, lem, dan gumpalan makanan kecil. Bahkan setelah dibersihkan dan disortir, daur ulang mekanis tidak menjadikannya semurni material baru.
Jadi, dalam praktiknya, partikel yang diregenerasi memiliki derajat yang berbeda-beda:
- Kelembapan: Jika partikel yang diperoleh tidak mengering dengan baik, gelembung, garis, dan cacat permukaan dapat terbentuk pada lapisan film yang tertiup angin. Ketika LDPE Baru memasuki ekstruder, biasanya mengandung kurang dari 200 ppm air. Namun, lebih banyak APD yang akan didaur ulang setelah dikonsumsi jika tidak dikeringkan dengan benar.
- Item non-PE: Polipropilena dan polimer lain lainnya dapat menimbulkan titik lemah pada film. Sekalipun bobotnya kurang dari 1% dari total bobot, namun dapat menyebabkan kelemahan lokal. Bintik-bintik ini mengurangi dampak jatuhnya anak panah.
- Sisa Warna dan Tinta: Sisa cat dan tinta dari kemasan lama membuat warna film akhir menjadi kurang seragam. Tas berwarna alami atau-terang sangat sulit dibersihkan jika menggunakan bahan daur ulang dalam jumlah besar.
2. Variabilitas Reologi dan Pengaruhnya terhadap Stabilitas Ekstrusi
Setiap mesin kantong belanja plastik yang menggunakan film tiup memerlukan aliran lelehan yang stabil dari polimer ke dalam ekstruder. Melt Flow Index (MFI) adalah ukuran seberapa mudah polimer mengalir pada berat tertentu. Ini adalah pengaturan paling penting untuk menjaga kestabilan gelembung dan keseragaman ketebalan film.
LDPE baru biasanya diproduksi dalam kisaran MFI yang sempit, biasanya 0,3-2,0 g/10 menit bergantung pada penggunaan. Namun, perubahan MFI pada polietilen daur ulang pasca konsumen biasanya ± 30 – 50% bahkan setelah sekali pakai. Pasalnya, bahan daur ulang tersebut terbuat dari campuran resin dari berbagai produsen dengan kadar berbeda.
Ketika MFI berubah selama pengoperasian, perlu untuk mempertahankan perubahan laju keluaran yang sama dengan kecepatan sekrup. Tekanan di celah cetakan berubah. perubahan ketinggian garis beku. Semua perubahan ini mempengaruhi ketebalan film. Lebar mungkin tetap ± 3 – 5% pada jalur resin mentah yang stabil. Kadar air barang daur ulang ± 10 – 15% dengan konsistensi bahan buruk. Hal ini secara langsung mempengaruhi kekuatan dan kualitas segel tas kain.
Operator mencoba mengatasi masalah ini dengan meningkatkan tekanan balik sekrup atau mengubah suhu cetakan. Namun, ada batasan seberapa banyak mereka dapat menyesuaikan ketika pakan berubah secara signifikan dari satu batch ke batch berikutnya.
3. Degradasi Termal dan Pengurangan Berat Molekul
Polietilen terurai dari panas dan oksigen setiap kali diproses. Selama pembentukan membran pertama, polimer dipanaskan satu kali. Selama pemulihan mekanis, mereka dipanaskan kembali selama granulasi. Partikel daur ulang dipanaskan tiga kali saat memasuki mesin kantong plastik.
Setiap langkah pemanasan menyebabkan rantai putus. Ini berarti rantai polimer yang panjang dapat pecah menjadi bagian-bagian yang lebih pendek. Ini menurunkan berat molekul. Hal ini akan mengurangi kekuatan tarik dan perpanjangan pada saat patah. Setiap tetes berbeda. Banyak hal bergantung pada stabilisator dalam resin asli. Namun dampak keseluruhannya dapat diukur.
Studi terhadap LDPE yang didaur ulang secara mekanis menunjukkan bahwa kekuatan tarik menurun 15–30% dibandingkan material baru setelah dua atau tiga siklus pemrosesan ulang. Dalam banyak kasus, pemanjangan patahan menurun lebih cepat dibandingkan kekuatan tarik.
Menambahkan penstabil antioksidan ke dalam senyawa dapat membantu mengurangi kerusakan ini. Namun mereka membelanjakan lebih banyak. Mereka membutuhkan jumlah yang akurat. Dalam prosesnya, hal lain yang perlu dikontrol ditambahkan.
4. Frekuensi Keausan dan Perawatan Mesin
Bahan daur ulang yang terkontaminasi memakai komponen ekstruder lebih cepat dibandingkan bahan baru. Hal ini tercermin sebagai berikut:
Keausan abrasif pada obeng dan laras senapan: kalsium karbonat pada pasir, pecahan kaca dan label kertas seperti amplas pada obeng dan laras senapan. Pada lini resin baru, stud dapat bekerja terus menerus selama beberapa tahun. Dengan bahan kotor yang dapat didaur ulang, waktu yang dibutuhkan akan lebih singkat. Itu tergantung pada seberapa banyak kotoran dan seberapa keras sekrup dan larasnya.
Keausan korosi dari kontaminan terhalogenasi: Jika PVC masuk (ketika pemisahan tidak lengkap), ia melepaskan asam klorida pada suhu pemrosesan. Hidrogen klorida menyerang permukaan baja dan cetakan. Bahkan hanya 0,1–0,5% PVC.
penumpukan bibir (Mold Lip Slobber): Molekul kecil yang rusak dan residu dalam bahan daur ulang yang menumpuk di Bibir Cetakan. Itu berarti lebih banyak pembersihan yang dihentikan. Pada lini resin baru, tas standar diproduksi dan dibersihkan setiap shift. Mesin dengan banyak bahan daur ulang dan bahan stabilisator yang buruk, harus dibersihkan setiap jam atau lebih. Hal ini secara langsung mengurangi waktu pengoperasian mesin.
Masalah pemeliharaan ini meningkatkan biaya per kilogram output. Ketika mempertimbangkan total biaya penggunaan konten daur ulang, biaya ini seringkali tidak mencukupi.
5. Ambang Batas Kualitas Optik dan Mekanik Film
Mesin kantong plastik dapat dibuat dari campuran bahan baru dan daur ulang. Namun seiring bertambahnya jumlah bahan daur ulang, kualitasnya pun semakin rendah. Berdasarkan pengalaman industri, batasan praktis tas ritel standar adalah 30–50% PCR. Selain itu, kualitas mulai menurun secara nyata, selama bahan daur ulang tersebut bersih dan memiliki MFI yang stabil.
Selain itu, beberapa indikator kualitas menjadi lebih buruk:
- Kekuatan Dampak Jatuhkan Dart (ASTM D1709): Ini adalah kunci kekuatan tas uji keselamatan. Karena gel dan berat molekul yang lebih rendah, ia berkurang dengan semakin banyak PCR. Tas bisa pecah jika digunakan di bawah batas. Hal ini dapat menimbulkan keluhan pelanggan dan kemungkinan masalah hukum.
- Kabut dan kejernihan: PE daur ulang hampir selalu lebih berlumpur dibandingkan yang baru. Untuk tas yang perlu dikeluarkan-seperti tas produksi, tas pakaian, atau tas toko pelepasan-PCR yang tinggi tidak memenuhi permintaan produk.
- Konsistensi kekuatan penyegelan: Jahitan akan lebih tipis karena adanya kotoran di area segel. Dengan meningkatnya PCR, kisaran suhu segel termal menjadi semakin sempit. Ini berarti diperlukan kontrol suhu yang lebih ketat. Banyak pembuat tas tua yang tidak bisa melakukan itu.
6. Kendala Peraturan dan Pelabelan
Selain pembatasan fisik, produsen yang menggunakan mesin kantong belanja plastik untuk mendaur ulang bahan harus menghadapi perubahan peraturan. Aturan-aturan ini memengaruhi cara mereka berpikir tentang produk akhir.
Di Amerika Serikat, Panduan Ramah Lingkungan (Green Guides) FTC (16 CFR Part 260) menetapkan aturan untuk klaim lingkungan hidup, termasuk label "konten daur ulang". Klaim harus didukung oleh bukti dokumenter mengenai persentase PCR yang sebenarnya. Mereka juga tidak dapat berargumentasi mengenai manfaat lingkungan yang lebih besar daripada yang dapat dibuktikan.
Di Uni Eropa, Petunjuk Klaim Ramah Lingkungan Eropa (diperkenalkan pada tahun 2023 dan masih dalam pengembangan) diharapkan dapat memperkenalkan aturan sertifikasi yang lebih ketat untuk mendaur ulang klaim konten. Ini termasuk-inspeksi pihak ketiga. Produsen bahan daur ulang hibrida perlu mendokumentasikan dan melacak seluruh proses hingga ke pabrik daur ulang.
Ini menambah pekerjaan kantor ekstra. Produsen tas skala kecil-yang merupakan sebagian besar pembuat tas dunia-mungkin merasa bebannya terlalu besar dibandingkan dengan jumlah kecil bahan daur ulang yang mereka miliki.
7. Kemajuan Berarti Apa yang Sebenarnya Dibutuhkan
Dimungkinkan untuk menjalankan lebih banyak bahan daur ulang melalui mesin kantong belanja plastik. Namun dibutuhkan uang dan kerja di beberapa bagian sistem, bukan hanya mesin itu sendiri.
Kontrol kualitas bahan baku: Tetapkan aturan yang jelas untuk pakan (kisaran MFI, batas kelembaban dan ambang batas kotoran) dan uji setiap batch sebelum digunakan. Tanpa itu, perbaikan mesin hanyalah sebuah reaksi, bukan sistem yang direncanakan.
Paket penyesuai dan penstabil: Kondisioner khusus dapat membantu mengurangi hilangnya kekuatan dan mengurangi kerusakan akibat panas dari bahan daur ulang. Ini dijual oleh pemasok tetapi memerlukan peralatan teknis dan lebih mahal.
Peningkatan mesin: Sekrup untuk bahan yang mengubah ketebalan, meningkatkan kontrol suhu, dan memperbaiki bentuk cetakan dapat meningkatkan batas PCR sebenarnya. Mesin lama mungkin memerlukan suku cadang baru agar dapat bekerja pada tingkat daur ulang jauh di atas 30%.
Kesimpulan
Pembatasan terhadap mesin kantong plastik yang menggunakan bahan daur ulang adalah nyata dan jelas: bahan baku yang tidak konsisten, aliran lelehan yang tidak merata, keausan mesin yang lebih cepat, rentang kualitas yang lebih sempit, dan pembuatan peraturan baru. Hal ini tidak berarti kita harus berhenti menggunakan bahan-bahan yang dapat didaur ulang. Maksud dari hal ini adalah kita perlu melakukan pendekatan dengan hati-hati secara teknis, dibandingkan hanya memperlakukan target persentase sebagai kotak pemasaran yang perlu diperhatikan.
Produsen yang membuat kemajuan nyata adalah mereka yang memandang konten daur ulang sebagai masalah rekayasa material, bukan sekadar masalah pembelian dan pertukaran. Hal ini berarti berinvestasi pada aturan material, pelacakan proses, dan peningkatan mesin sesuai kebutuhan. PCR dari 20% menjadi 50% bukanlah sebuah garis lurus. Namun hal itu bisa dilakukan dengan landasan teknis yang tepat.
Referensi:
- Yayasan Ellen MacArthur. Perekonomian Plastik Baru: Memikirkan Kembali Masa Depan Plastik. 2016.
- Giles, Harold F., Wagner, John R., Mount, Eldridge M. Extrusion: Panduan dan Buku Pegangan Pemrosesan Definitif. Penerbitan William Andrew, 2005.
- Hopewell, Jefferson, Dvorak, Robert, Kosior, Edward. "Daur Ulang Plastik: Tantangan dan Peluang." Transaksi Filsafat Royal Society B, Vol. 364, 2009.
- Putih, James L., Potente, Helmut. Ekstrusi Sekrup: Sains dan Teknologi. Publikasi Hanser Gardner, 2003.
- ASTM Internasional. ASTM D1709: Metode Uji Standar untuk Ketahanan Dampak Film Plastik dengan Metode-Falling Dart Bebas. Edisi saat ini.
- Komisi Perdagangan Federal AS. Panduan Penggunaan Klaim Pemasaran Lingkungan (Green Guides), 16 CFR Part 260. Revisi 2012.
