proposal plastik lengkap new

22
Rancang Bangun Mesin Pencacah Sampah Plastik “Design And Build of Shreder Waste Plastic Machine” 201 3 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA 20/2/2013

Upload: rendra-ardyanto

Post on 21-Oct-2015

1.172 views

Category:

Documents


146 download

TRANSCRIPT

Page 1: Proposal Plastik Lengkap New

Rancang Bangun Mesin Pencacah Sampah Plastik “Design And Build of Shreder Waste Plastic Machine”

2013

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA

20/2/2013

Page 2: Proposal Plastik Lengkap New

1. Latar Belakang Masalah

Penggunana plastik pada peradaban manusia yang amat modern ini sangatlah meningkat,

dikarenakan plastik ini sangatlah ekonomis dan banyak manfaat untuk pengunaannya, selain

itu sifat plastik yang ringan, praktis dan dapat menggantikan fungsi dari barang – barang lain.

Sifat plastik yang praktis dan ekonomis menyebabkan plastik sebagai barang sekali pakai,

sehingga semakin banyaknya pengguna perlengkapan dari bahan plastik tersebut,

menyebabkan semakin banyaknya pula sampah dari plastik ini. Hal inilah yang menyebabkan

jumlah sampah plastik meningkat terus menerus dan menyebabkan masalah lingkungan yang

amat serius.

Sampah dari plastik merupakan masalah yang amat serius bagi lingkungan, dikarenakan

plastik merupakan bahan yang sulit terurai oleh bakteri. Dan memerlukan waktu puluhan atau

bahkan ratusan tahun untuk terurainya sampah plastik secara alami. Untuk itu diperlukan

upaya memanfaatkan sampah plastik sebagai bahan daur ulang agar berkurangnya jumlah

sampah yang telah ada.

Daur ulang adalah salah satu strategi pengelolaan sampah non organik yang secara garis

besar meliputi kegiatan pengumpulan sampah, penyortiran, pembersihan, dan pemrosesan

material baru untuk proses produksi. Dengan daur ulang, sampah yang tadinya tak berguna

disulap menjadi produk baru yang bernilai guna sama maupun produk baru yang punya

fungsi berbeda.

Dalam upaya memanfaatkan sampah plastik sebagai bahan daur ulang, maka diperlukan

penciptaan sebuah alat atau mesin yang dapat dioprasikan sebagai alat untuk pencacah

plastik.

Hasil dari cacahan plastik dari sampah plastik yang berupa biji plastik (flakes, keping-

keping plastik yang lebih kecil, sehingga lebih mudah diolah lagi) akan berguna sebagai

bahan baku untuk pengelolaan daur ulang plastik. Permintaan bahan baku ini amatlah besar

terutama pada pabrik pembuatan plastik sendiri.

Page 3: Proposal Plastik Lengkap New

Gambar 1. Contoh hasil cacahan plastik

Manfaat pendaur ulang sampah plastik ini amatlah banyak diantaranya menyebabkan

berkurangnya sampah plastik pada lingkungan dan sampah yang telah didaur ulang

mempunyai harga jual. Oleh karena itu penulis mencoba merencanakan dan membuat alat

atau mesin yang dapat mencacah plastik dengan proses pencacahan yang sederhana.

Perumusan Masalah

Permasalahan yang dirumuskan dalam pengajuan untuk perancangan ini adalah

bagaimana usulan perancangan “Mesin Pencacah Sampah Plastik” yang ergonomis bagi para

pengolah limbah khususnya plastik dalam pengepakan dan pengiriman sampah plastik untuk

proses selanjutnya yaitu daur ulang.

Batasan Masalah

Agar pemecahan masalah yang dilakukan tidak menyimpang dari luang lingkup yang

ditentukan, maka akan dilakukan pembatasan sebagai berikut:

1. Alat pencacah sampah plastik yang dirancang hanya untuk pemotong plastik dengan

diameter 12 cm untuk wadah multifungsi berbentuk tabung, dan ukuran 12 cm x 12

cm untuk wadah multifungsi berbentuk kubus.

2. Hasil usulan perancangan alat pencacah plastik dievaluasi menggunakan metode uji

coba.

3. Data pengukuran yang diambil hanya sebatas pada pengukuran data statis.

4. Metode yang digunakan untuk merancang alat pencacah plastik adalah metode

rasional yang didukung analisis statis.

Page 4: Proposal Plastik Lengkap New

Tujuan Pembuatan Mesin Pencacah Plastik

Dilihat dari latar belakang yang ada, maka tujuan dari pembuatan alat atau mesin pencacah plastik ini yaitu :

1. Sebagai mesin yang dapat mengelola sampah plastik sebagai bahan daur ulang.

2. Dapat mengurangi sampah plastik dari lingkungan dan sampah plastik dapat berguna

kembali.

3. Memanfaatkan sumber sampah ini sebagai bahan untuk menjadikan sebuah produk

yang layak dipakai.

4. Mendapatkan desain yang sesuai untuk digunakan dan lebih efisien.

5. Untuk mempermudah dalam pengepakan dan pengiriman sampah plastik untuk proses

selanjutnya yaitu daur ulang.

Hasil yang Diharapkan

Perencanaan dan pembuatan alat atau mesin pencacah plastik ini diharapkan dapat

mengurai sampah plastik dan sampah plastik agar dapat didaur ulang kembali, sehingga dapat

mengurangi dampak pencemaran lingkuangan.

Kegunaan Mesin Pencacah Plastik

1. Aspek lingkungan

Berkurangnya limbah atau sampah plastik yang sulit terurai oleh alam, sehingga dapat

mengurai dampak pencemaran lingkungan dalam segi tanah, dan kebersihan air.

2. Aspek ekonomi

Dari hasil pencacahan plastik yang berupa biji plastik, dapat dijual sebagai bahan

baku kepada pabrik pembuatan produk-produk plastik.

Analisa Sampah Plastik

Sampah plastik, plastik yang seperti apa yang dapat diperoses menjadi bijih plastik

dengan mesin pencacah ini. Terdapat bermacam macam jenis plastik didunia ini. Jenis jenis

plastik tersebut digolongkan dalam beberapa kelompok berkode. Untuk plastik kemasan

produk pangan, terdapat tujuh kelompok dengan kode angka 1 hingga 7 diikuti singkatan

nama bahan. Angka tersebut biasa ditulis ditengah gambar segitiga (simbol daur ulang).

Page 5: Proposal Plastik Lengkap New

Jenis plastik yang dapat dicacah dengan mesin ini adalah jenis plastik yang berkarakter

cenderung keras dan tebal ( bukan tipis seperti tas plastik atau tas kresek) contoh adalah botol

minuman, kursi plastik dan sebagainya. Biasanya berkode PETE ( poly Ethlene Theraphalate)

HDPE ( High Density Polyethylene) PVC ( Poly Vinyl Chlorida) PP (Poly Propylene) dan PS

( pli styrene).

PET umumnya dipakai pada botol minuman atau bahan konsumsi cair lainnya, HDPE

pada botol deterjen, PVC pada pipa dan furnitur, sedangkan PP pada tutup botol minuman,

sedotan dan beberapa jenis mainan. Dan PS sering dipakai untuk pembuat kotak makan,

kotak pembungkus daging, cangkir, dan peralatan dapur lainnya.

Gambar 2. Bermacam-Macam Jenis Plastik

1. PET atau PolyEthylene Terephthalate adalah Jenis Plastik yang hanya bisa sekali

pakai, seperti biasa Botolair Mineral dan hampir semua Botol minuman lainnya. Jika

pemakaiannya dilakukan secara berulang, terutama menampung air panas, lapisan

polimer botol meleleh mengeluarkan zat karsinogenik dan dapat menyebabkan

Kanker.

2. HDPE  atau High Density PolyEthylene merupakan Jenis Plastik yang Aman jika

dibandingkan dengan Jenis Plastik PET karena memiliki sifat tahan terhadap suhu

tinggi. Sering dipakai untuk Botol susu yang berwarna putih susu, Tupperware, Botol

Galon air minum, dan lain-lain. Meski demikian, jenis plastik disarankan untuk tidak

dipakai berulang.

Page 6: Proposal Plastik Lengkap New

3. PVC atau PolyVinyl Chloride merupakan Jenis Plastikyang sulit didaur ulang, seperti

botol-botol Plastik dan Plastik Pembungkus. Jangan gunakan Plastik jenis ini untuk

membungkus makanan karena jenis plastik ini memiliki kandungan PVC atau DEHA

yang berbahaya untuk Ginjal dan Hati.

4. LDPE atau Low Density PolyEthylene merupakan Jenis Plastik yang bisa didaur

Ulang, baik dipakai untuk tempat minuman maupun makanan.

5. PP  atau PolyPropylene juga baik digunakan untuk tempat minuman maupun

makanan. Jenis Plastik semacam ini lebih kuat dan ringan dengan daya tembus uap

yang rendah dan biasanya digunakan untuk botol minum bayi.

6. PS atau PolyStyrene merupakan Jenis Plastik yang digunakan untuk tempat minum

atau makanan sekali pakai. Mengandung bahan bahan Styrine yang berbahaya untuk

kesehatan otak, mengganggu hormon estrogen pada wanita yang berakibat pada

masalah reproduksi dan sistem saraf.

Page 7: Proposal Plastik Lengkap New

Gambar 3. Contoh beberapa jenis plastik

Berikut beberapa contoh sampah plastik yang dihasilkan terutama pada kawasan Royalle

Hotel Krakatau :

Gambar 4. Sampah Plastik Yang Dihasilkan

Kriteria Perancangan

Merancang adalah aplikasi kreativitas untuk merumuskan dan memberikan solusi atas

suatu permasalahan, atau memberikan solusi yang sudah dipecahkan dengan cara yang

berbeda. Kriteria perancangan mesin pencacah plastik sebagai berikut:

Page 8: Proposal Plastik Lengkap New

Konstruksi mesin yang akan dibuat bentuk dan kapasitasnya dirancang dengan

mengacu berdasarkan banyaknya limbah plastik yang tersedia. Karena

mempertimbangkan efektivitas, efisiensi, praktis, serta ekonomis.

Mudah dalam pengoperasian dan perawatannya.

Pemilihan Alternatif

Alternatif Produk yang dihasilkan

Didalam pengolahan limbah plastik sebenarnya terdapat beberapa proses dengan hasil

yang berupa serpihan (flakes) setelah proses pencacahan, pellet/bijih plastik, serta hasil akhir

berupa produk daur ulang seperti toples, wadah, dan perabotan plastik lainnya sesuai yang

diinginkan.

Serpihan (flakes)

Dengan memasukkan limbah plastik kedalam mesin penggiling, maka limbah

tersebut akan keluar berupa Serpihan plastik. Besarnya Serpihan tersebut

tergantung dari pisau pencacahnya. Dengan kapasitas limbah yang terbatas maka

hasil akhir berupa serpihan lebih efektif, efisien, praktis, serta ekonomis

mengingat biaya investasi yang lebih rendah. Hasil dari serpihan ini tergolong

menjadi beberapa jenis serpihan tergantung dari jenis plastiknya. Berdasarkan

hasil survei sampah plastik dikawasan Hotel Royalle Krakatau dihasilkan sampah

plastik berjenis PET dan HDPE.

Untuk harga jual pasaran sampah plastik daerah Banten, digolongkan sebagai

berikut :

- Jenis PET

Kemasan Air Mineral (botol) dengan kapasitas 330 ml – 1500 ml sebelum

proses pengolahan memiliki kisaran harga Rp. 4.000 – Rp. 5.000 per Kg.

Sedangkan botol setelah proses pengolahan (serpihan) memiliki kisaran harga

Rp. 7.200 per Kg.

Kemasan Air Mineral (gelas) dengan kapasitas 220 ml sebelum proses

pengolahan memiliki kisaran harga Rp. 7.500 – Rp. 5.000 per Kg. Sedangkan

setelah proses pengolahan (serpihan) memiliki kisaran harga Rp. 10.000 – Rp.

11.000 per Kg.

Kemasan air tidak hanya berwarna transparan tetapi juga banyak yang

berwarna seperti minuman isotonik, contohnya berwarna biru. Untuk botol

Page 9: Proposal Plastik Lengkap New

bekas yang berwarna tersebut, memiliki kisaran harga Rp. 5.000 per Kg

setelah proses pengolahan dan Rp. 3.000 per Kg sebelum proses pengolahan.

- Jenis HDPE

Lain dengan kemasan air mineral, kemasan cairan lainnya seperti botol

shampo, botol sabun cair, botol oli dan semacamnya memiliki kisaran harga

jual Rp. 3.500 per Kg dalam bentuk utuh atau tidak mengalami proses

pengolahan pencacahan. Sedangkan setelah mengalami proses pengolahan

pencacahan memiliki kisaran harga Rp. 5.500 per Kg.

Bijih Plastik / Pellet

Serpihan plastik yang terbentuk, selanjutnya akan melalui proses pemanasan

hingga berupa gel (solid-liquid). Selanjutnya gel tersebut dibentuk menjadi long

product yang langsung masuk ke cairan pendingin. Setelah melalui cairan

pendingin gel tersebut menjadi padat yang kemudian masuk pada proses

pemotongan long product tersebut hingga bentuknya berupa bijih atau umumnya

disebut pellet. Proses hingga menghasilkan pellet ini membutuhkan biaya

investasi yang cukup besar dibandingkan dengan serpihan plastik. Hal ini

dikarenakan biaya perawatan serta instalasinya yang cukup kompleks.

Produk Daur Ulang

Plastik yang sudah meleleh diinjeksikan oleh sekrup injeksi (yang juga berfungsi

sebagai plunger) melalui nozzle ke dalam cetakan yang didinginkan oleh air.

Produk yang sudah dingin dan mengeras dikeluarkan dari cetakan oleh pendorong

hidraulik yang tertanam dalam rumah cetakan selanjutnya diambil oleh manusia

atau menggunakan robot. Pada saat proses pendinginan produk secara bersamaan

di dalam barrel terjadi proses pelelehan plastik sehingga begitu produk

dikeluarkan dari cetakan dan cetakan menutup, plastik leleh bisa langsung

diinjeksikan. Proses yang demikian merupakan proses yang panjang serta

menuntut peralatan yang canggih yang dapat beroperasi dengan baik. Proses

hingga menghasilkan produk daur ulang membutuhkan biaya yang jauh lebih

besar dibandingkan dengan hasil berupa serpihan plastik dan pellet. Hal ini

dikarenakan biaya pembuatan alat serta instrumentasi yang jauh lebih kompleks.

Penentuan Produk yang Dihasilkan

Dalam proses perancangan ini, maka alternatif produk yang dihasilkan dipilih adalah

produk akhir berupa serpihan plastik karena efektif, efisien, praktis, serta ekonomis

Page 10: Proposal Plastik Lengkap New

mengingat biaya investasi yang cukup rendah. Sedangkan produk yang dihasilkan juga

memiliki nilai ekonomis yang cukup besar bila diperbandingkan dengan biaya proses.

Alternatif Alat Pencacah yang Akan Dirancang

Mesin pencacah plastik sebenarnya dapat dirancang dalam berbagai bentuk dan model,

asalkan semua bentuk, model dan prinsip kerjanya sesuai dengan tujuan yang hendak dicapai,

yaitu menghasilkan suatu produk dan memuat kepentingan serta pemanfaatannya.

Di bawah ini diperlihatkan tiga alternatif mesin pencacah plastik yang akan dirancang,

yaitu :

Alternatif 1

Alat ini merupakan mesin penghancur plastik yang berfungsi untuk menghancurkan

plastik (pencacah plastik), pada mesin ini motor listrik ditempatkan dibawah dan saringan

masuk diletakan diatas. Mesin panghancur plastik ini memiliki saringan pengeluaran sebagai

tempat keluarnya plastik-plastik yang sudah dihancurkan (dicacah). Poros digerakkan oleh

motor listrik yang dihubungkan dengan puli, sedangkan puli digerakan oleh motor listrik

melalui V-belt.

Gambar 4. Alternatif 1

Alternatif 2

Alat yang ke dua sama dengan alat yang pertama dimana alat ini berfungsi hanya

untuk menghancurkan plastik, alat ini juga mudah dioperasikan, bedanya dengan mesin

Page 11: Proposal Plastik Lengkap New

sebelumnya, alat ini menggerakan pisaunya menggunakan bahan bakar yang digerakan

dengan menggunakan motor bakar meneruskan putaran melalui V-belt untuk memutarkan

poros, pada mesin ini saluran masuknya ditempatkan diatas bagian samping, dan alat ini tidak

bisa diatur dalam mengatur pisaunya itu sendiri, pada mesin penghancur plastik ini tidak

memiliki penutup corong, sehingga pengeluaran plastik-plastik yang sudah dihancurkan

(dicacah) tersebut akan berserakan di lingkungan alat.

Gambar 5. Alternatif 2

Alternatif 3

Alat yang ke tiga ini sama dengan alat yang pertama dan kedua dimana alat ini

berfungsi untuk menghancurkan plastik (pencacah) dan alat ini juga mudah dioperasikan,

bedanya dengan mesin pertama, alat ini memiliki tombol untuk mengoperasikan mesin itu

sendiri dan cara memasukan bahan plastiknya itu sendiri masih manual, tetapi alat ini sulit

apabila akan memasukan bahan plastik kedalam mesin tersebut di karenakan tinggi dan mesti

menggunakan tangga untuk memasukan bahan plastik tersebut, tetapi hasil plastikya tidak

akan berserakan dilingkungan alat.

Gambar 6. Alternatif 3.

Page 12: Proposal Plastik Lengkap New

Penentuan Perancangan

Dalam proses perancangan ini, maka alternatif mesin yang dipilih adalah alternatif 1,

karena dalam perancangan mesin tersebut lebih efektif dengan menggunakan daya motor

listrik dan dimana alat ini juga mudah diatur dalam penyetelan pisau dan mesin ini memiliki

corong pengeluaran sebagai tempat keluarnya hasil pencacahan plastik dan tempat masuknya

bahan plastik dengan adanya penutup agar hasilnya tidak berserakan dimana-mana, sehingga

memungkinkan pemilik mudah dalam pengoperasian dan perawatannya.

Page 13: Proposal Plastik Lengkap New

Proses Pengerjaan

Penulis berencana untuk membuat mesin pencacah plastik dengan hasil yang maksimal,

dalam arti hasil serpihan yang telah diproses untuk didistribusikan ke industri daur ulang

sudah dalam keadaan bersih tanpa terlihat kotor.

Pada proses produksi berdasarkan mesin yang akan dibuat terdapat beberapa langkah.

Mesin pencacah yang ditampilkan pada Gambar 4 & 7 berfungsi untuk mengolah atau

mencacah sampah plastik dari yang berbentuk utuh hingga berbentuk serpihan yang

berukuran 10-12 mm.

Setelah sampah plastik sudah berukuran serpihan, proses selanjutnya yaitu memindahkan

serpihan plastik ke wadah yang berisi air dengan cara manual yang diletakkan di samping

mesin pencacah. Terdapat dua wadah yaitu wadah yang berisi air sabun berfungsi

membersihkan kotoran pada serpihan dan wadah yang berisi air bersih tanpa sabun berfungsi

membilas serpihan sebelum masuk proses pengeringan. Hal ini diupayakan agar plastik

berupa cacahan dalam keadaan bersih sehingga ketika sampai pada industri daur ulang sudah

dalam keadaan bersih.

Agar lebih sempurna setelah dicuci di dalam wadah air, serpihan di keringkan dengan

dengan spinner drum. Dimana alat spinner yang akan kami rancang, menggunakan sumber

tenaga manusia tanpa menggunakan listrik. Ini dirancang bertujuan untuk penghematan listrik

dan juga inovasi mesin dari yang ada sebelumnya (juara 3 lomba Teknologi Tepat Guna

Propinsi Banten 2012).

Gambar 7. Alternatif Terpilih

Page 14: Proposal Plastik Lengkap New

Gambar 8. Spinner

Diagram alir perancangan :

Tidak

Ya

Start

Analisa Studi Letiratu

r

Data Lapangan

Perencanaan dan Perhitungan

Perakitian

Uji Coba

Hasilnya Baik?

Pembuatan Laporan

Selesai

Page 15: Proposal Plastik Lengkap New

Rencana Anggaran Biaya

Berikut perhitungan perkiraan biaya dalam perancangan mesin pencacah plastik :

Tabel 1. Rancangan biaya Mesin Pencacah Plastik

Dimensi ( P x L x T )

1000 x 1000 x 1500

Kapasitas Aktual 200 – 500 Kg/Hari

Motor 2 HP

Pisau 10 Inch

Jenis Pisau PLATPER / S45C

Tebal Pisau 20 mm

Jumalah Pisau 5 Pcs

Rangka UNP 50

Body / Box 20 mm

Plat Hoper 2 mm

Shaft Diameter 50 mm

Harga 17,5 Juta

Tabel 2. Rancangan biaya Bak Pencucian Plastik

No. Nama barang Jumlah Harga satuan Harga

1. Bak Semen ukuran 3x2 m 1 unit Rp. 5.000.000 Rp. 5.000.000

2. Pompa Sirkulasi 1 Unit Rp. 1.750.000. Rp. 1.750.000

3 Selang + Nosel 1 unit Rp. 5.00.000 Rp. 140.000

4 Screen 1 unit Rp. 500.000 Rp. 500.000

5 Serok 1 unit Rp. 50.000 Rp. 500.000

6 Keranjang Tiris 4 set Rp. 100.000 Rp. 400.000

Page 16: Proposal Plastik Lengkap New

Total Rp.6.740.000

HARGA FINISHING

MESIN PENGERING (PASANG HARGA MESIN CUCI)

BIAYA MANUFAKTUR

Tabel 3. Rancangan biaya Pengujian dan Pelatihan Pekerja.

No. Nama barang Jumlah Harga satuan Harga

1. Nara Sumber 2 orang Rp. 500.000 Rp. 1.000.000

2. Materi 20 Unit Rp. 50.000. Rp. 1.000.000

3 Praktek 2 set Rp. 1.000.000 Rp. 2.000.000

Total Rp. 4.000.000

Total : 17.500.000+6.740.000+4.000.000 = Rp. 28.240.000

Terbilang: Dua puluh delapan juta dua ratus empat puluh ribu rupiah.

Cilegon, 22 Febuari 2013

Jurusan Teknik MesinFT Untirta

Erwin ST., MTNip.197310062009121001