Functional Design dan Manufaktur Alat Electrospinning yang Digunakan untuk Membuat Electrospun Nanofiber Membranes
YUSUF NEKA SATRIYA, Ir. Muslim Mahardika, S.T., M.Eng., Ph.D., IPM., ASEAN.Eng
2022 | Skripsi | S1 TEKNIK MESINElectrospinning machine merupakan mesin yang digunakan untuk melakukan fabrikasi membran nanofiber dengan menggunakan campuran polimer sebagai bahan utama. Komponen utama dari sistem kerja electrospinning meliputi beberapa komponen seperti catu daya bertegangan tinggi (high voltage power supply), tempat penampungan larutan polimer (syringe pump), dan tempat penampungan nanofiber (plate collector). Parameter yang perlu diperhatikan diantaranya adalah tegangan yang diberikan, jarak antara spineret dengan kolektor, besar flow rate yang digunakan, dan waktu pengerjaan. Prinsip dari taylor cone digunakan dalam metode electrospinning ini. Pembuatan membran nanofiber dengan menggunakan metode cetakan (casting) sudah tidak relevan lagi dikarenakan tidak efisien bila digunakan secara massive dalam industri. Penelitian ini dilaksanakan melalui beberapa tahapan proses diantaranya, perbandingan mesin yang dibuat dengan yang sudah ada, perancangan dan desain alat, manufaktur alat, perakitan komponen-komponen, pengujian electrospinning untuk membuat membran nanofiber, dan perbandingan dengan mesin yang sudah ada. Pengujian yang dilakukan menggunakan campuran polimer PVDF dengan campuran DMSO dan Aseton. Takaran yang digunakan untuk PVDF sebesar 10 wt%, dan perbandingan solvent DMSO dan Aseton sebesar 6:4. Parameter yang digunakan diantaranya tegangan tinggi sebesar 15 kV, jarak antara spineret dengan plat kolektor sebesar 15 cm, flow rate yang digunakan sebesar 1 ml/jam, dan waktu yang di set selama 1 jam dalam proses pengerjaan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, membran nanofiber yang terbentuk memiliki diameter 16 cm dalam waktu 2 menit pengerjaan. Pada akhirnya, electrospinning machine yang dibuat dapat diaplikasikan untuk kebutuhan pembuatan membran nanofiber. Selain itu, hasil dari analisis quality functional deployment menunjukkan beberapa kelebihan seperti harga pembuatan dan beberapa parameter pengujian jika dibandingkan dengan kompetitor lain.
Electrospinning machine is a machine used to fabricate nanofiber membranes using polymer mixtures as the main material. The main components of the electrospinning working system include several components such as high voltage power supply, syringe pump, and nanofiber plate collector. This method is influenced by several parameters that must be optimized in order to form a nanofiber membrane. Parameters that need to be considered include the voltage given, the distance between the spinneret and the collector, the amount of flow rate used, and the processing time. The principle of the taylor cone is used in this electrospinning method. The manufacture of nanofiber membranes using the casting method is no longer relevant because it is inefficient when used massively in industry. Electrospinning is the most reasonable method when used in mass production for the manufacture of nanofiber membranes. This research was carried out through several stages of the process including, comparison of machines made with existing ones, tool design and design, tool manufacturing, assembly of components, electrospinning testing to make nanofiber membranes, and comparison with existing machines. The tests were performed using a mixture of PVDF polymers with a mixture of DMSO and Acetone. The dose used for PVDF is 10 wt%, and the solvent ratio of DMSO and Acetone is 6:4. The parameters used include a high voltage of 15 kV, a distance between the spinneret and the collector plate of 15 cm, a flow rate used of 1 ml/h, and a time set for 1 hour in the process of work. The results showed that the nanofiber membrane formed had a diameter of 16 cm within 2 minutes of working. In the end, the electrospinning machine made can be applied to the needs of making nanofiber membranes. In addition, the results of the quality functional deployment analysis show several advantages such as the cost of manufacture and several test parameters when compared to other competitors.
Kata Kunci : electrospinning, nanofiber, PVDF, DMSO, aseton, quality functional deployment
