PERANCANGAN ALAT PERAGA (PROTOTYPE) DIGESTER SAMPAH

SKRIPSI

Diajukan Kepada :

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin

Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin

HANDOKO ANGGIT HERBOWO

NIM: 201110120311059

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2016

PERANCANGAN ALAT PERAGA (PROTOTYPE) DIGESTER

SAMPAH Handoko Anggit Herbowo, Achmad Fauzan H.S, Daryono

Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang Jl. Raya Tlogomas No.246 Telp.(0341) 46318-123 Fax (0341) 460782 Malang 65144

kokorockcity@gmail.com

ABSTRAK

Sedang dilakukan perancang alat peraga (prototype) digester sampah untuk kota dengan kapasitas 400 ton/jam. Desain tersebut dikembangkan dari prinsip digester biogas kotoran sampah. Untuk keperluan percobaan pendeteksi aliran mengenai karakteristik aliran, maka dibutuhkan alat peraga digester atau miniatur atau model prototype digester tersebut.

Prototype dirancang dan dibuat berdasarkan prinsip phal and Beitz yang terdiri dari perencanaan dan penjelasan digester, spesifikasi digester, mengembangkan solusi utama dengan mengidentifikasi masalah pada digester, konsep digester, mengembangkan struktur digester dengan memilih layout berupa gambar skets dan membuat dokumen produk berupa desain gambar kerja menjadi benda. Langkah terakhir menguji keberfungsian alat .

Spesifikasi alat peraga (prototype) digester sampah dengan kapasitas massa fluida didalam digester 79,43 kg, dimensi alat 1181,4 mm x 483,3 mm x 161 mm, dimensi ini didapat dari dimensi sebenarnya dengan skala 1:50. Dimensi bak penampung 127,7 mm x 127,7 mm x 127,7 mm, menggunakan screw conveyor sebagai pengaduk dan motor listrik 72 watt. Bahan yang digunakan menggunakan akrilik dengan tebal 5 mm.

Kata kunci : Digester, Sampah Organik

vi

DESIGNING PROTOTYPE OF WASTE DIGESTER Handoko Anggit Herbowo, Achmad Fauzan H.S, Daryono

Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang Jl. Raya Tlogomas No.246 Telp.(0341) 46318-123 Fax (0341) 460782 Malang 65144

kokorockcity@gmail.com

ABSTRACT

Production of waste digester tool design for city with 400 tons/hour The design is

developed from biogas waste digester principle. For low detection experiment

about flow characteristic, it needs digester prototype or miniature or digester

prototype model.

Prototype is designed and made based on Pahl and Beitz principle consist

of planning and explaining digester, digester specification, developing main

solution by identifying problem in digester, digester concept, developing digester

structure by selecting layout in form of sketch and create product document in

form of work image design into a tool. Final step, testing the tool functionality.

Waste digester Prototype specification with fluid mass capacity inside the

digester is 79.43 kg, tool dimension 1181.4 mm x 483.3 mm x 161 mm, this

dimension is captured from real dimension with 1:50 scale. Container dimension

is 127.7 mm x 127.7 mm x 127.7 mm, using screw conveyor as mixer and electric

engine of 72 watt. Material used is acrylic with 5 mm thick.

Keyword : Digester, Organic Waste

vii

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT, yang telah

melimpahkan rohmat, taufik dan hidayah-nya pada penyusun sehingga dapat

menyelasaikan Tugas akhir ini.

Didalam penyusun tugas akhir ini sering mengalami kesulitan dan

hambatan, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan itu bisa

dihadapi dan teratasi. Oleh karena itu sangat tepatlah bila penyusun pada

kesempatan kali ini untuk menyampaikan terima kasih atas jasa baik yang selama

ini penyusun terima, baik nasehat, petunjuk serta bimbingan dan saran yang

berupa apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas akhir ini. Rasa

terima kasih ini penyusun sampaikan kepada :

1. Bapak Ir. Sudarman, MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Malang.

2. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Malang.

3. Bapak Ir. A Fauzan HS, MT. selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan

bimbingan serta arahan secara intensif selama penyusunan skripsi ini dilakukan.

4. Bapak Ir. Ir. Daryono, MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan

masukan ide serta saran sehingga terselesaikannya skripsi ini.

5. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan

teoritis secara langsung maupun tidak langsung.

6. Serta kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materi maupun non

materi, mendo`akan, mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak akan

terlupakan.

7. Kawan-kawan sebimbingan,Laboratorium MATC rekan-rekan HMJ Teknik

Mesin, serta teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2011.

8. Kawan-kawan seperjuangan Pro Evolution Soccer yang sudah memberi dukungan

dalam pengerjaan skripsi.

9. Kawan-kawan kos 12A yang selalu memberi semangat.

10. Untuk orang spesial Lina Ambarwati yang sudah memberi dukungan dan do’a.

viii

11. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak

Dalam penyusunan tugas akhir ini, penyusun menyadari bahwa masih

banyak kekurangan dan kelemahan baik dalam penyusunan data maupun dalam

pembahasannya. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang sifatnya

membangun sangat penyusun harapkan demi sempurnanya Tugas akhir ini.

Semoga Allah SWT memberikan balasan kepada semua pihak yang

tersebut diatas dan penyusun berharap semoga Tugas akhir bermanfaat bagi

penyusun dan pembaca.

ix

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL.......................................................................i

LEMBAR PENGESAHAN........................................................ii

BERITA ACARA BIMBINGAN TA.......................................iii LEMBAR PERNYATAAN ......................................................................... v

ABSTRAK..................................................................................................vi

ABSTRACK..............................................................................................vii

KATA PENGANTAR..............................................................................viii

DAFTAR ISI ................................................................................................ x

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xii

DAFTAR TABEL.....................................................................................xiii

I. PENDAHULUAN.............................................................................. 1

1.1. Latar Belakang ......................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ....................................................................2

1.3 Tujuan.......................................................................................3

1.4. Manfaat .................................................................................... 3

1.5. Batasan Masalah....................................................................... 5

II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................. 7

2.1. Sampah ..................................................................................... 7

2.2. Pengertian Digester .................................................................. 8

2.3. Biogas ..................................................................................... 17

2.4 Pembentukan Biogas...............................................................18

2.5 Perancangan Sekat..................................................................20

2.6 Ketebalan................................................................................25

2.7 Poros.......................................................................................27

2.8 Sambungan Adhesif............................. ..................................28

x

2.9 Polimetil Metakrilat (Akrilik)..................................................30

2.10 Konsep Desain.......................................................................33

III. METODOLOGI…......................................................................35

3.1. Proses Perancangan…...........................................................35

3.2. Pernyataan Kebutuhan…......................................................37

3.3. Analisa Kebutuhan…...........................................................37

3.4. Pertimbangan Perancangan..................................................38

3.5. Tuntutan Perancangan...........................................................42

IV. Perhitungan dan Pembahasan….................................................44

4.1. Kondisi Desain….................................................................44

4.2. Perhitungan Kapasitas…......................................................44

4.3. Perancangan Sekat Segitiga….............................................48

4.4. Menghitung Kekuatan Material Dinidng Digester…..........51

4.5. Perhitungan Tebal…............................................................53

4.6. Perhitungan Screw Pada Bak Pencampur............................54

4.7. Perhitungan Kekuatan Sambungan Adhessif.......................62

V. Kesimpulan dan Saran…...........................................................65

5.1. Kesimpulan…......................................................................65

5.2. Saran…................................................................................66

VI. DAFTAR PUSTAKA…............................................................67

VII. LAMPIRAN..............................................................................68

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Pencerna Tipe Floating Dome...............................................9

Gambar 2.2 Pencerna Tipe Fixed dome....................................................9

Gambar 2.3 Jenis-jenis biodigester (Syamsuddin and Iskandar 2005)....12

Gambar 2.4 Digester biogas tipe kubah...................................................13

Gambar 2.5 Digester biogas tipe drum terapung.....................................15

Gambar 2.6 Digester biogas tipe balon....................................................16

Gambar 2.7 Pembentukan Biogas............................................................20

Gambar 2.8 Gaya hidrostatis....................................................................21

Gambar 2.9 Konsep desain digester.........................................................34

Gambar 3.1 Diagaram Alir.......................................................................35

Gambar 3.2 Digester 11 sekat..................................................................38

Gambar 3.3. Digester 6 sekat...................................................................39

Gambar 3.4 Digester 2 sekat ...................................................................39

Gambar 3.5 Digester 2 sekat....................................................................40

Gambar 3.6 Digester dengan sekat segitiga.............................................40

Gambar 3.7 Digester dengan sekat samping dan bawah..........................41

Gambar 3.8 Digester dengan segitiga berdiri...........................................41

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Komposisi Biogas.....................................................................17

Tabel 2. Kesetaraan biogas dengan sumber bahan bakar lain.................18

Tabel 3. Tegangan geser dan Tegangan Izin...........................................24

Tabel 4. Sifat-sifat air(zat cair jenuh)......................................................25

Tabel 5. Nilai a dan b untuk persatuan akrilik sisi dan dasar..................26

Tabel 6. Sifat fisika akrilik .....................................................................27

Tabel 7. Kekuatan tarik bahan adhesive..................................................30

DAFTAR PUSTAKA

Haryati, T (2006). “Biogas : Limbah peternakan yang menjadi sumber energi alternatif.” Jurnal Wartazoa 6(3): 160-169 Ellakwa, A. E. and A. M. El‐Sheikh (2006). "Effect of Chemical Disinfectants and Repair Materials on the Transverse Strength of Repaired Heat‐Polymerized Acrylic Resin." Journal of Prosthodontics 15(5): 300-305.

Haryati, T. (2006). "Biogas: Limbah peternakan yang menjadi sumber energi alternatif." Jurnal Wartazoa 6(3): 160-169.

Hornbostel, C. (1991). Construction materials: Types, uses and applications, John Wiley & Sons.

Nurhasanah, A., et al. (2006). "Perkembangan Digester Biogas di Indonesia (Studi Kasus di Jawa Barat dan Jawa Tengah)." Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian.

Polyzois, G. L., et al. (1996). "Acrylic resin denture repair with adhesive resin and metal wires: effects on strength parameters." The Journal of prosthetic dentistry 75(4): 381-387.

Powers, J. M. and J. C. Wataha (2014). Dental Materials-: Properties and Manipulation, Elsevier Health Sciences.

Schittich, C. (2007). Glass construction manual, Birkhauser Architecture.

Stevens, M. P. (1990). Polymer chemistry, Oxford univ. press New York.

Syamsuddin, T. and H. Iskandar (2005). "Bahan bakar alternatif asal ternak." Sinar Tani, Edisi(3129).

Suprianto, H (2012). Perpindahan Panas hal, 132

Daryono (2002). Buku Ajar : Mekanika Kekuatan Material

Stillwell, W (2002). Dimuat pada majalah "Aquastica Magazine" Vol 01, N0.01 2003)

Davis, J.R (2004). Tensile Testing, Edition Second, USA,

Spivkovsky, A. V Dyachkov ."Conveyor and related equipment. Moscow.

Silaorso, Ir.MSSME Suga, Kiyokatsu. (1997). "Dasar-dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Cetakan Kesembilan. PT Paradnya Paramitha, Jakarta

xiii