JTERA (Jurnal Teknologi Rekayasa), Vol. 6, No. 2, Desember 2021, Hal. 285-298 Terakreditasi “ Peringkat 3” oleh Kemenristek/BRIN, Nomor SK: 85/M/KPT/2020 DOI: 10.31544/jtera.v6.i2.2021.285-298

## Perancangan Produk dan Proses Manufaktur Biodigester Tipe Fixed Dome untuk Rumah Mandiri Energi
Agri Suwandi 1# , Nicko Deva H. 2 , Rizki Nuryadin 3 , Eka Maulana 4 , Budhi M. Suyitno 5 1,2,3,4 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Pancasila Srengseng Sawah Jagakarsa, Jakarta Selatan, 12640, Indonesia
5 Program Studi Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Pancasila Srengseng Sawah Jagakarsa, Jakarta Selatan, 12640, Indonesia
# agrisuwandi@univpancasila.ac.id

## Abstrak
Biodigester  adalah  sistem  alami  yang  memanfaatkan  pencernaan anaerobe bakteri  yang  sudah  hidup  di  dalam kotoran  untuk  mengubahnya  menjadi  biogas  yang  menghasikan  gas  metana  (CH4)  dan  karbon  dioksida.  Tujuan  dari penelitian  yang  dilakukan  untuk  menghasilkan  produk  biodigester  tipe fixed  dome yang  tepat  dan  optimal  melalui pengembangan  rancangan  produk  dan  rancangan  proses  manufaktur  produk.  Perancangan  produk  dan  proses manufaktur biodigester tipe fixed dome untuk rumah mandiri energi dilakukan dengan metode Pahl & Beitz dan metode Design for Manufacturing and Assembly yang dimana  dalam  metode  ini dibagi  menjadi dua  bagian  yaitu Design for Manufacturing dan Design  for  Assembly .  Setiap  proses  pengerjaan  alat  mengacu  pada standard operation  procedure yang sudah ditentukan dan proses perakitan dikerjakan secara berurutan sesuai dengan operation process chart . Dimana terdapat  empat  fase  dalam  prosedur  perancangannya  yaitu,  perencanaan  dan  penjelasan  tugas,  perancangan  konsep produk, perancangan bentuk  produk,  dan perancangan detail .  Berdasarkan hasil perhitungan  pembobotan, biodigester tipe fixed  dome yang  dipilih  adalah  konsep  varian  1  dengan  nilai  bobot  3,28,  sedangkan  estimasi  waktu  proses manufaktur satu unit biodigester adalah 5 jam 15 menit.
Kata kunci: perancangan produk, perancangan proses manufaktur, biodigester, fixed dome

## Abstract
A biodigester is a natural system  that uses anaerobic  digestion to convert faeces bacteria into  biogas containing methane  (CH4)  and  carbon  dioxide.  This  research  aims  to  build  the  most  appropriate  and  optimal  fixed  dome  type biodigester  product  through  product  design  and  process  design.  The  Pahl  &  Beitz  approach  and  the  Design  for Manufacturing and  Assembly  method  are  used  to design  and  manufacture  a  fixed  dome  type  biodigester  for  energy- independent homes. This method has two sections, Design for Manufacturing and Design for Assembly. The established standard operation procedure performs each action on the tool, and the assembly process is carried out progressively according  to  the  operation  process  chart.  The  design  technique  is  divided  into  four  phases:  planning  and  task clarification, product idea design, product form design, and detailed design. The weighting computation indicates that the  concept  of  alternative  1  with  a  weight  value  of  3.28  is  the  preferred  fixed  dome  type  biodigester,  while  the production procedure for a single biodigester unit is predicted to take 5 hours and 15 minutes.
Keywords: product design, manufacturing process design, biodigester, fixed dome

## I. P ENDAHULUAN
Peningkatan  jumlah  sampah  atau  limbah  padat rumah  tangga  yang  dihasilkan  di  Indonesia diperkirakan  akan  bertambah  lima  kali  lipat  pada tahun 2020. Produksi sampah tersebut diperkirakan meningkat  dari  800  gr  per  hari  per  kapita  pada
tahun  1995  menjadi  sebanyak  910  gr/hari/kapita pada  tahun  2000  [1].  Baru  sebanyak  11,25% sampah didaerah perkotaan yang diangkut petugas, sedangkan  di  daerah  pedesaan  19%.  Sampah sisanya  dibakar,  dibuat  kompos,  atau  dibuang  ke dalam sungai [1].
Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan (KLHK)  menyebutkan  bahwa  jumlah  timbunan sampah  telah  mencapai  195.000  ton  per  harinya atau sebanding dengan 64 juta ton per tahun dengan pengelolaan sebagai berikut diangkut dan ditimbun di  Tempat  Pembuangan  Akhir  (TPA)  sebanyak 69%,  dikubur  10%,  dikompos  dan  akan  didaur ulang  7%,  dibakar  5%,  dan  sisanya  tidak  dikelola 7%.  Acuan  dari  data  tersebut  tidak  melalui  proses reuse , reduce ,  dan recycle (3R)  tapi  langsung diproses  di  TPA  dengan  melibatkan  partisipasi masyarakat.  Kondisi  ini  menjadi  faktor  utama beban TPA menjadi berat dan umur penggunaannya semakin pendek [1].
Berdasarkan data komposisi sampah tahun 2020, maka  potensi  pengembangan  pengolahan  sampah organik  dari  sisa  makanan  sangat  besar. Berdasarkan data dari Sistem Informasi Pengolahan Sampah  Nasional,  sebanyak  39,66%  sampah  pada skala nasional berasal dari sisa makanan, sedangkan untuk wilayah DKI Jakarta tercatat 45,43% [2]. Hal tersebut  dapat  dimanfaatkan  untuk  menjadi  bahan sumber energi baru.
Kelangkaan  energi  juga  menjadi  permasalahan khusus yang disikapi oleh pemerintah. Permasalahan  ini  menyebabkan  dikeluarkannya kebijakan dalan penggunaan bahan bakar fosil serta meningkatkan pencarian energi baru dan terbarukan, sehingga diperlukannya mencari energi alternatif yang ramah lingkungan [3].
Dari  hasil  survey  yang  dilakukan,  didapatkan bahwa  sampah  yang  dihasilkan  dari  rumah  tangga sebagian  besar  tidak  dimanfaatkan  atau  langsung diangkut ke Tempat Pembuangan Sementara (TPS). Hal  ini  tentunya  akan  berpotensi  meluapnya timbunan sampah di TPS seiring dengan kebiasaan masyarakat  yang  tidak  mengolah  sampah  dengan bijak.  Mengingat  dampak  yang  ditimbulkan  dari sampah  tersebut  sangat  berbahaya  bagi  kesehatan tubuh dan lingkungan. Berdasarkan dari permasalahan tersebut perlu adanya suatu tindakan untuk mengolah buangan sampah dari setiap rumah tangga,  maka  dari  itu  akan  dirancang  teknologi pengolahan sampah secara mandiri.
Salah satu pengelolaan sampah yang dikembangkan yaitu dengan memanfaatkan biogas. Biogas  adalah  gas  yang  mudah  terbakar  diperoleh dari  penguraian  senyawa-senyawa  organik  dalam biomassa  (fermentasi)  pada  kondisi  tanpa  udara ( anaerobic )  [4].  Kandungan  utama  biogas  adalah gas  Metana  (CH 4 )  dan  Karbon  Dioksida  (CO 2 ). Sebagian kecil adalah gas Hidrogen  Sulfida (H 2 S), Nitrogen (N 2 ), Hidrogen (H 2 ), dan Oksigen (O 2 ) [4]. Kehadiran  gas  Metana  yang  besar  ini  membuat biogas  mudah  terbakar  dan  dapat  dipakai  sebagai
sumber energi untuk memasak, penerangan, bahkan pada skala besar dapat menghasilkan energi listrik.
Biogas dapat menjadi solusi karena bahan baku yang  digunakan  berasal  dari  sampah  organik seperti,  sampah  manusia,  sampah  daun-daun ataupun sisa-sisa makanan. Limbah tersebut masuk ke  dalam  limbah  yang  ramah  lingkungan.  Selain bahan  bakunya  yang  ramah  lingkungan,  biogas dapat  dikonversikan  menjadi  energi  listrik  dan  gas yang  dapat  berguna  untuk  rumah  tangga.  Oleh karena  itu,  biogas  dapat  dipertimbangkan  sebagai sumber energi yang baik untuk sekarang atau waktu yang akan datang [5].
Biodigester  adalah  suatu  teknologi  yang memanfaatkan  proses  biologis  dimana  bahan organik  oleh  mikroorganisme anaerobik terurai dalam  ketiadaan  oksigen  terlarut  (kondisi  anaerob) yang  dapat  menghasilkan  biogas  [6].  Mikro organisme  anaerobik  mencerna  bahan  masukan organik  yang  diubah  melalui  degradasi  anaerobik menjadi  bentuk  yang  lebih  stabil,  sementara  gas campuran  energi  tinggi  (biogas)  yang  terutama terdiri  dari  Metana  (CH 4 )  dan  Karbon  Dioksida (CO 2 ) yang dihasilkan [7]. Biodigester  tipe fixed  dome merupakan  jenis digester  yang  memiliki  volume  tetap.  Dalam konstruksi  biodigester  jenis  kubah  tetap,  gas  yang terbentuk  akan  segera  dialirkan  ke  pengumpul  gas di  luar  reaktor  [8].  Struktur  dalam  pembuatan digester  ini  harus  kuat  karena  harus  menahan  gas agar  tidak  terjadi  kebocoran  seperti  yang diperlihatkan  pada  Gambar  1.  Pada  reaktor  ini memiliki  dua  bagian  yaitu  digester  sebagai  tempat pencernaan material biogas dan sebagai rumah bagi bakteri,  baik  bakteri  pembentuk  asam  ataupun bakteri  pembentuk  gas  metana.  Sedangkan  pada bagian  kubah,  merupakan  pengumpul  gas  yang tidak bergerak atau menetap ( fixed ), untuk gas yang dihasilkan  dari  campuran  bahan  oragnik  pada digester  akan  mengalir  dan  akan  disimpan  pada bagian  kubah.  Pada  saat  proses  pembentukan biogas,  dalam  reaktor  digester  terjadi  peningkatan tekanan ( pressure ) [9].
Selain lebih mudah dikerjakan karena bentuknya sederhana,  beberapa  keuntungan  lain  dari biodigester  ini  adalah  dapat  diletakkan  di  dalam permukaan  tanah  sehingga  tidak  memakan  tempat, tidak  terdapat  bagian  yang  bergerak,  untuk  biaya kontruksinya  rendah  dan  jangka  waktu  dalam pemakaian  bisa  dalam  jangka  waktu  yang  sangat lama [10].
Adapun beberapa kekurangan dalam biodigester tipe fixed  dome diantaranya  adalah  bagian  dalam reaktor tidak terlihat (khususnya yang diletakkan di dalam  tanah)  sehingga jika  terjadi  kebocoran tidak segera  terdeteksi,  tidak  tetapnya  tekanan  gas  dan bahkan  fluktuasinya  sangat  tinggi,  dan  cenderung memiliki temperatur yang rendah [10].
Penelitian  sejenis  yang  telah  dilakukan  oleh Syafian, dkk [11] serta Iqbal, dkk [12] menyatakan bahwa biodigester yang dikembangkan membutuhkan  volume  bahan  baku  yang  sangat banyak  sehingga  tidak  cocok  untuk  skala  kecil, selain  itu  penempatan  diatas  tanah  sangat  tidak efisien  dilihat  dari  metode  pengisian  bahan  baku, dimensi  biodigester  dan  sistem  instalasi  pipa  gas. Berdasarkan  hal  tersebut,  maka  perlu  adanya optimasi  atau  pengembangan  dari  rancangan  dan proses  manufaktur  biodigester  tipe fixed  dome tersebut.
Tujuan  dari  penelitian  yang  dilakukan  untuk menghasilkan  produk  biodigester  tipe fixed  dome yang  tepat  dan  optimal  melalui  pengembangan rancangan produk dan rancangan proses manufaktur produk.. Dengan metode perancangan Pahl & Beitz diharapkan  dapat  menghasilkan  rancangan  yang optimal  serta  dengan  metode Design  for Manufacturing dan Design  for  Assembly (DFMA) diharapkan dapat menghasilkan tahapan manufaktur yang  tepat,  sehingga  menghasilkan  waktu manufaktur yang optimal.

## II. M ETODE P ENELITIAN
Metode  perancangan  yang  digunakan  untuk merancang  biodigester  tipe fixed  dome adalah metode  perancangan  produk  menggunakan  metode Pahl  &  Beitz  [13]    dan  untuk  perancangan  proses manufaktur  menggunakan  metode  DFMA  [14]. Secara  umum  metode  penelitian  yang  dilakukan seperti diperihatkan pada Gambar 2.
Tahapan dari metode penelitian yang digunakan terdiri dari:
1. Identifikasi masalah. Mengindentifikasi masalah hasil  studi  sebelumnya  tenang  biodigester.  Hal ini  dilakukan  agar  perancangan  mendapatkan hasil  yang  lebih  optimal.  Sehingga  biodigester yang  dihasilkan  dapat  berguna  dan  sesuai dengan kebutuhan konsumen [15].

## Gambar 2. Diagram alir metode penelitian
2. Perumusan  masalah.  Pada  tahap  ini  perumusan masalah  dilakukan  untuk  menentukan  pokok permasalahan  yang  ada  di  latar  belakang  yang bertujuan  untuk  menentukan  topik  dari permasalahan  ini  yaitu  rancang  bangun biodigester  tipe fixed  dome yang  sesuai  dengan keinginan dan kebutuhan pelanggan.
3. Pengumpulan data. Untuk melibatkan konsumen ke  dalam  penelitian  dan  dalam  proses perancangan  untuk  mengembangkan  produk biodigester tipe fixed dome , maka diperlukannya proses  pencarian  data  produk  dan  kebutuhan akan alat tersebut. Pengumpulan data dilakukan dengan  menyebarkan  kuesioner  seperti  yang diperlihatkan pada Gambar 3.
4. Perancangan  menggunakan  metode  Pahl  & Beitz.  Metode  ini  merupakan  metode  yang sering digunakan untuk mengembangkan produk yang  sudah  ada.  Tahap  konsep  desain merupakan  tahapan  terpenting  dalam  metode Pahl & Beitz ini [13].
5. Perancangan  proses  manufaktur  menggunakan metode  DFMA.  DFMA  terbagi  menjadi  dua, yaitu:  DFM  ( Design  for  Manufacturing )  dan DMA ( Design fo Assembly ) [14]. DFM memiliki luaran  berupa  SOP  ( Standard  Operational Procedure )  yang  berisikan  tahapan-tahapan proses pembuatan dari tiap-tiap komponen

## Gambar 3. Contoh kuesioner
Gambar 4. Sampah organik kantin dan taman
produk  yang  dibuat.  Sedangkan  DFA  memiliki luaran  OPC  ( Operational  Chart  Procedure ) merupakan  diagram  alir  dari  tiap-tiap  tahapan yang  dilakukan  pada  perakitan  dan  termasuk didalamnya proses pembuatan produk yang akan dibuat [16].
Spesifikasi  dari  sampah  organik  yang  dijadikan sebagai  bahan  baku  adalah  adalah  sampah  organik yang  dihasilkan  oleh  Kantin  dan  Taman  Teknik Universitas  Pancasila  dengan  berat  rata-rata  30  kg per  harinya.  Gambar  4  memperlihatkan  campuran sampah  organik  kantin  dan  taman  yang  telah dipilah.
Tabel  1. Kebutuhan perancangan biodigester tipe
fixed dome No. Pernyataan Kebutuhan Tingkat Kepentingan 1 Tangki mampu menahan tekanan gas yang dihasilkan 2 Energi listrik dan gas yang dihasilkan mencukupi rumah sederhana 3 Biaya produksi murah 4 Perawatan dan perbaikan mudah
Keterangan:
= Sangat diperlukan
= Diperlukan
= Perlu

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
A. Perancangan Produk Biodigester
1. Identifikasi Kebutuhan Tahap  pertama  dari  perancangan  produk berdasarkan  metode  Pahl  &  Beitz    [13]  adalah melakukan  identifikasi  kebutuhan  pelanggan berdasarkan  observasi,  rekpitulasi,  dan  intepretasi hasil wawancara dan kuesioner.
Berdasarkan  hasil  tersebut,  maka  akan dihasilkan tabel kebutuhan perancangan biodigester tipe fixed  dome (lihat  Tabel  1)  serta  menentukan persyaratan  sebagai  keinginan  ( wishes )  atau keharusan ( demand ) seperti pada Tabel 2.
Demand merupakan  persyaratan  yang  harus diselesaikan dalam kondisi apapun dengan kata lain apabila  tidak  diselesaikan,  maka  tidak  akan mencapai  solusi  yang  akan  diterima.  Sedangkan Wishes merupakan  persyaratan  yang  diharapkan proses  perancangan  dan  apabila  memungkinkan dapat  dimasukkan  melalui  pertimbangan.  Agar memudahkan  dalam  proses  penyusunannya, spesifikasi  dilakukan  dengan  meninjau  beberapa aspek  seperti  geometri,  material,  keamanan, perawatan, dan sebagainya. Tabel 2 memperlihatkan  terdapat  tujuh  aspek  persyaratan yang  harus  dipenuhi  untuk  dapat  menghasilkan rancangan produk biodigester tipe fixed dome yang sesuai  dengan  keinginan  dan  harapan  pengguna atau pelanggan.
Tabel  2. Daftar persyaratan untuk perancangan biodigester tipe fixed dome No. Aspek D/W 1. Geometri  Dimensi proposional
 Bentuk dan konstruksi kokoh W D 2. Kinematika  Mekanisme mudah dioperasikan
D
3. Material  Mampu menahan tekanan gas D 4. Perakitan  Waktu pemasangan dan pembongkaran relatif cepat W
5. Perawatan  Mudah dilakukan pembersihan pada komponen – komponen
 Komponen dapat diganti atau diperbaiki
 Biaya perawatan relatif murah
W W W 6. Aplikasi
 Dapat dipasarkan secara luas
 Umur pemakain yang relatif lama D
D
7. Biaya  Biaya produksi murah W Keterangan: D = Demand (Keharusan) W = Wishes (Keinginan)

## 2. Perencanaan Konsep Produk
Tahap perancangan produk yang pertama adalah menentukan  blok  fungsi  dan  diagram  fungsi  yang akan digunakan dalam perancangan biodigester tipe fixed dome untuk rumah mandiri energi.
a. Blok Fungsi Pada  suatu  perancangan  tentu  diperlukan  blok fungsi untuk mendapatkan input dan output agar proses  perancangan  dapat  bekerja  dengan  baik dan  benar  seperti  yang  diperlihatkan  pada Gambar 5.
b. Diagram Fungsi
Setelah  mendapatkan  blok  fungsi,  tahapan selanjutnya  adalah  menjelaskan  diagram  fungsi pada  perancangan  biodigester  tipe fixed  dome seperti yang ditampilkan pada Gambar 6.
Fungsi  biodigester  tipe fixed  dome ini  adalah untuk  menghasilkan  biogas  dari  bahan  baku sampah  organik  yang  diproses  dalam  tangki biodigester  dengan  cara  memanfaatkan  proses biologis dimana sampah organik oleh mikroorganisme  terurai  dalam  kondisi  anaerob. Sehingga  dari  proses  tersebut  menghasilkan biogas yang dapat dikonversikan menjadi energi listrik dan gas.
Gambar 5. Blok fungsi biodigester tipe fixed dome
Keterangan : E i = energi input ; E o = energi output ; M i. = material input ; M o = material output ; S i. = sinyal input ; S o. = sinyal output
E o = Gas dan Listrik Mengubah sampah makanan dan daun menjadi gas dan
listrik E i = Kimia M o1 = Ampas M o2 = Slurry M i1 = Sampah Makanan M i2 = Sampah Daun
S i = On S o = Off E i = Kimia M i1 = Sampah Makanan M i2 = Sampah Daun S i = On E o = Gas dan Listrik M o1 = Ampas
M o2 = Slurry
S o = Off An-aerob Fermentasi Biodigester Konverter Genset Gas
3. Perencanaan Bentuk Produk
Perencanaan  bentuk  produk  adalah  proses menciptakan  ide  bentuk  dari  produk  yang  akan dibuat dan ditindaklanjuti hingga produk dilakukan proses  manufaktur.  Agar  perancangan  sesuai dengan kebutuhan, maka perlu adanya perancangan bentuk  produk.  Untuk  mendapatkan  perancanga bentuk  perlu  dibutuhkan  tahap  pembuatan morphologi  chart ,  pemilihan  desain,  dan  pohon keputusan, sehingga dapat dihasilkan satu penilaian konsep varian terpilih yang nantinya akan dijadikan acuan rancangan yang digunakan untuk dilanjutkan pada  tahap  rancangan  detail  dan  pembuatan prototipe [13].
a. Morphology Chart Morphology  chart adalah  suatu  daftar  atau ringkasan  dalam  bentuk  tabel  dari  analisis perubahan  bentuk  secara  sistematis  untuk mengetahui  bagaimana  bentuk  suatu  produk dibuat. Di dalam chart ini dibuat kombinasi dari berbagai kemungkinan solusi untuk membentuk produk-produk  yang  berbeda  atau  bervariasi. Kombinasi  yang  berbeda  dari  sub  solusi  dapat dipilih  dari  chart  mungkin  dapat  menuju  solusi baru  yang  belum  teridentifikasi  sebelumnya [17]. Morphology  chart berisi  elemen-elemen, komponen,  atau  sub  solusi  yang  lengkap  yang dapat dikombinasikan seperti yang terlihat pada Tabel 3. Berdasarkan Tabel 3, morphology chart dihasilkan  tiga  bentuk  varian  biodigester  tipe fixed dome , yaitu:
1) Varian 1 : 1-C, 2-B, 3-C, 4-B, 5-B Konsep varian satu, seperti yang terlihat pada Gambar  7,  bahwa  varian  dengan  tangki biodigester  berpenampang  segi  empat  dan pada bagian atasnya berbentuk setengah bola menyerupai  kubah.  Pada  bak  penampung inlet maupun outletnya menggunakan  fiber berbentuk  kubus.  Pipa  penghubung  dari  bak penampung inlet menuju  tangki  biodigester maupun  dari  tangki  biodigester  menuju  bak penampung outlet menggunakan  pipa berbahan fiber berbentuk zig-zag. Serta pipa keluar  biogas  menggunakan  pipa  berbahan PVC. Keunggulan dari varian ini adalah pada bagian  pipa  penghubung  lebih  efisien tehadap  laju  sampah  organik  dari  bak penampung menuju tangki biodigester.
2) Varian 2 : 1-A, 2-C, 3-A, 4-A, 5-A Pada konsep varian dua ini (lihat Gambar 8), didapat  varian  dengan  tangki  biodigester berbentuk  bulat  yang  masing-masing  sisinya dihubungkan  dengan  bak  penampung inlet dan outlet menggunakan  pipa  penghubung
Tabel 3. Morphology chart biodigester tipe fixed dome
secara horizontal pada bagian bawahnya.  Sementara  di  bagian  saluran keluar  biogas  menggunakan  pipa berbahan  besi.  Keunggulan  dari  varian ini  adalah  konstruksi  bak  penampung inlet menjadikan  bahan  baku  sampah organik  lebih  mudah  masuk  kedalam tangki biodigester.
3) Varian 3 : 1-B, 2-A, 3-B, 4-C, 5-C Konsep varian tiga seperti pada Gambar 9,  didapat  varian  dengan  tangki biodigester  berbentuk  kubus  yang masing-masing  sisinya  dihubungkan dengan  bak  penampung inlet dan outlet menggunakan  pipa  penghubung  secara diagonal. Pada bak penampung inlet dan outlet berbentuk tabung dengan penampang  lingkaran.  Sementara  di bagian saluran keluar biogas menggunakan  selang  berbahan  karet. Keunggulan  dari  varian  ini  adalah konstruksi  tangki  biodigester  dan  pipa penghubung yang lebih mudah dibuat.
No. Keterangan
1.  Tangki biodigester
2.  Bak penampung inlet 3.  Bak penampung outlet 4.  Pipa penghubung 5.  Pipa keluar gas
Gambar 7. Varian 1
No. Keterangan
1.  Tangki biodigester
2.  Bak penampung inlet 3.  Bak penampung outlet 4.  Pipa penghubung 5.  Pipa keluar gas
Gambar 8 . Varian 2
No. Keterangan 1.  Tangki biodigester 2.  Bak penampung inlet 3.  Bak penampung outlet
4.  Pipa penghubung
5.  Pipa keluar gas
Gambar  9. Varian 3
Tabel 3. Skala penilaian Angka Keterangan 1 Kurang 2 Cukup 3 Baik 4 Sangat Baik Tabel  4. Kriteria produk berkualitas No. Kriteria Produk Berkualitas 1 Fungsi 2 Aman 3 Material 4 Biaya 5 Manufaktur
b. Pemilihan Desain
Setelah pemilihan desain dibuat, maka kemudian akan  diseleksi  dengan  beberapak  kriteria  yang ditentukan  untuk  dapat  lebih  menyempurnakan hasil  rancangan  hingga  sesuai  dengan  apa  yang diinginkan  pada demand and  wishes .  Berikut adalah beberapa kriteria yang digunakan:
1) Skala penilaian Skala  penilaian  merupakan  parameter  untuk menentukan  nilai  dari  pembobotan  penilaian sekaligus  utuk  menentukan  besar  kecilnya nilai pada suatu kajian dalam penelitian yang dilakukan  menggunakan  skala  penilaian Clickers [18]. Tabel 4 memperlihatkan skala dan keterangan nilai yang digunakan.
2) Kriteria produk berkualitas Kriteria  produk  berkualitas  bertujuan  untuk mengevaluasi  setiap  varian  yang  telah terbentuk  dengan  menentukan  parameter yang  akan  dinilai  berdasarkan  pembobotan. Tabel 5, memperlihatkan dasar dari penilaian kriteria produk berkualitas.
3) Pohon keputusan Tahap  selanjutnya  dari  pemilihan  desain adalah pembuatan pohon keputusan ( objectives  tree ),  jenis  klasifikasi  dan  besar pembobotan dibuat berdasarkan pengembangan  dari demands  requirements lists yang  kemudian  dijabarkan  pada  daftar persyaratan  yang  sebelumnya  telah  dibuat [19].  Dimana  yang  bersifat  kebutuhan ( demands )  memiliki  nilai  bobot  yang  lebih tinggi  daripada  yang  bersifat  keinginan ( wishes ). Gambar 10, memperlihatkan pohon keputusan  untuk  rancangan  biodigester  tipe fixed dome .

## Gambar 10. Pohon keputusan
Gambar 11. Desain biodigester tipe fixed dome
c. Pembobotan Setelah  menentukan  pohon  keputusan  yang sesuai  dengan  pemilihan  desain,  maka  tahap berikutnya  adalah  memberi  pembobotan  nilai pada  ketiga  varian  tersebut.  Angka  pada
pembobotan  didapat  berdasarkan evaluation criteria atau  evaluasi  kriteria  dari  ketiga  varian yang dilakukan oleh pengguna, kemudian ketiga varian  pada  tahap  selanjutnya  akan  dilakukan perhitungan.
Dari  hasil  perhitungan  tersebut  akan  ditentukan varian  mana  yang  akan  dipilih  untuk  tahap selanjutnya  dengan  menghitung  nilai  akhir  yang paling  tinggi.  Tabel  6  memperlihatkan  hasil penilaian  yang  dilakukan.  Berdasarkan  Tabel  6, nilai kriteria hasil pembobotan pada varian 1 yaitu sebesar  3,28;  varian  2  sebesar  3,01  dan  varian  3 sebesar  2,70.  Hasil  tersebut  didapat  dari  hasil perkalian  antara  nilai  kriteria  dari  tiap  varian  dan nilai bobot yang didapat dari pohon keputusan.
4. Perancangan Detail
Tahapan  perancangan  detail  merupakan  tahap dimana hasil desain varian yang sudah dipilih pada perancangan  biodigester  tipe fixed  dome untuk rumah  mandiri  energi  dibuat  perancangan  secara lebih  detailnya  (lebih  detail  terdapat  di  lampiran). Gambar 11, menyajikan desain detail dari varian 1 yang merupakan varian terpilih dari biodigester tipe fixed dome . Berikut penjelasan Gambar 11:
 Tangki Biodigester . Tangki biodigester berfungsi  sebagai  tempat  proses  fermentasi anaerobik  mikroorganisme  dengan  sampah organik  hingga  menjadi  biogas.  Biogas  yang dihasilkan  dari  sampah  organik  tersebut  akan mengalir dan disimpan di bagian kubah.
 Bak  penampung inlet .  Bak  ini  berfungsi sebagai  tempat  awal  memasukkan  sampah organik  yang  akan  diproses  sebelum  masuk  ke ruang digester.
 Bak penampung outlet . Bak ini berfungsi untuk menampung lumpur/ slurry dari tangki biodigester  sebagai  hasil  dari  proses  fermentasi anaerob yang dapat digunakan sebagai pupuk.
 Pipa  penghubung .  Pipa  ini  berfungsi  sebagai penghubung  antara  bak  penampung  dengan
biodigester dengan bentuk tabung berpenampang  lingkaran  dan  ketebalannya  2 mm.
 Pipa  keluar  biogas .  Komponen  ini  berfungsi sebagai  saluran  gas  yang  terhubung  dari  kubah tangki biodigester menuju keran pengatur gas.

## B. Perancangan Proses Manufaktur Biodigester
Metode  DFMA  adalah  metode  yang  digunakan dalam kegiatan merancang suatu proses manufaktur yang  dilakukan.  Desain  suatu  produk  atau komponen  yang  mampu  membantu  dalam  suatu proses  manufaktur,  proses  perakitan  dengan komponen lain agar menjadi suatu produk. Dengan kata  lain  pada  proses  metode  DFMA  digunakan untuk merancang produk yang mempunyai kualitas tinggi dan biaya yang minimum [14].
Pada  tahap  ini,  yaitu  proses  penggabungan  dari dua  metode  untuk  kelanjutan  dalam  proses manufacturing, yaitu [14]:
a) Design for Manufacturing (DFM) Design  for  Manufacturing (DFM)  adalah  tahap awal pada proses manufacturing . Pada tahap ini adalah  menentukan  spesifikasi  dari  material yang  akan  diperlukan,  estimasi  waktu  yang dibutuhkan  dalam  pembuatan  dan juga  estimasi biaya yang akan dikeluarkan untuk pembelanjaan material.
b) Design for Assembly (DFA)
Design  For  Assembly (DFA)  yaitu  merupakan tahap  untuk  perakitan  komponen.  Pada  tahap perakitan  ini  digunakan  mur,  baut  dan pelubangan benda kerja.
Tabel  5. Pembobotan varian
Item Sub item K A HB K A HB K A HB Keandalan 0,15 Efisiensi Baik 3 0,45 Cukup 2 0,30 Cukup 2 0,30 Jangka waktu 0,15 Waktu Baik 3 0,45 Baik 3 0,45 Baik 3 0,45 Mudah operasi 0,12 Pengoperasian Cukup 2 0,24 Cukup 2 0,24 Cukup 2 0,24 Lingkungan aman 0,06 Ramah lingkungan Sangat baik 4 0,24 Sangat baik 4 0,24 Sangat baik 4 0,24 Operator aman 0,06 Keamanan Baik 3 0,18 Baik 3 0,18 Baik 3 0,18 Waktu operasi 0,06 Waktu Cukup 2 0,12 Cukup 2 0,12 Cukup 2 0,12 Mudah dibuat 0,06 Bentuk Sangat baik 4 0,24 Cukup 2 0,12 Cukup 2 0,12 Mudah didapat 0,06 Jumlah dipasaran Sangat baik 4 0,24 Sangat baik 4 0,24 Baik 3 0,18 Biaya produksi 0,12 Harga Sangat baik 4 0,60 Sangat baik 4 0,60 Sangat baik 4 0,50 Kemudahan perawatan 0,07 Bentuk Baik 3 0,22 Baik 3 0,22 Cukup 2 0,15 Biaya perawatan 0,07 Harga Sangat baik 4 0,30 Sangat baik 4 0,30 Baik 3 0,22 1,00 3,28 3,01 2,70
Varian 2
Varian 3
K   = Keterangan HB = Hasil Bobot Keterangan: B   = Bobot
A   = Angka Jumlah Nilai
3 Produksi 4 Perawatan No.
Kriteria Varian 1
1 Fungsi 2 Pengoperasian B
Parameter
1. Dasar Pemilihan Komponen
Dasar pemilihan komponen merupakan suatu hal yang  sangat  penting  dalam  perancangan  proses manufaktur  Biodigester fixed  dome ,  dari  dasar pemilihan  komponen  dapat  menentukan  setiap menentukan  setiap  komponen  yang  digunakan, material  yang  digunakan,  serta  dapat  menentukan banyaknya  komponen  yang  digunakan  pada  saat perancangan  proses  manufaktur  Biodigester fixed dome . Bill  of  material (BOM)  adalah  sebuah  daftar yang  mencantumkan  seluruh sub-assembly , part, dan  bahan  baku  beserta  jumlah  masing-masing yang  diperlukan  untuk  membuat  produk  jadi. Gambar  12,  menampilkan  bagian-bagian  unit biodigester  tipe fixed  dome .  Sedangkan  Tabel  7, menyajikan  spesifikasi  dari  tiap-tiap  bagian biodigester  yang  akan  dibuat.  Selain  spesifikasi material,  pada  Tabel  7,  ditampikan  dimensi  dari masing-masing  komponen  biodigester  tipe fixed
dome .  Dalam  perancangan  proses  manufaktur biodigester fixed  dome terdapat  komponen  yang dibeli  dan  dibuat,  detail  keterangan  disajikan  pada Tabel 8.
2. Standart Operation Procedure (SOP) Standard  process  procedure merupakan  suatu serangkaian  penyelenggaraan  kegiatan,  kapan  dan bagaimana  harus  dilakukan,  oleh  siapa  dan dilakukan. Standar operasional prosedur atau yang disingkat  SOP  pada  dasarnya  merupakan  pedoman yang  berisi  prosedur  operasional  standar  kegiatan yang  dijalankan  dalam  organisasi  yang  digunakan untuk  memastikan  bahwa  semua  keputusan  dan tindakan,  serta  penggunaan  fasilitas  proses  yang dilakukan  berjalan  konsisten,  efisien,  dan  efektif. Berikut  adalah Standard  Operation  Procedure (SOP) manufaktur berdasarkan komponen pada alat Biodigester tipe  fixed  dome yang  tersaji  pada Gambar 13 – Gambar 16.
Gambar 12. Komponen-komponen biodigester fixed dome
Tabel  7. Penjelasan bill of material No. Nama Komponen Jumlah Material Spesifikasi 1. Tangki Penampung Biogas 1 Set Fiberglass 1500mm × 5mm × dan Ø929mm 2. Penampung Masuk ( Inlet ) 1 Set Fiberglass 1000mm × 1000mm × 650mm 3. Penampung Keluar ( Outlet ) 1 Set Fiberglass 1000mm × 1000mm × 900mm 4. Saluran Gas 1 Set PVC 212mm × 112mm dan Ø 25mm 5. Pipa Penghubung 2 Set Fiberglass Ø100mm × 540mm Tabel  8. Komponen yang dibeli dan dibuat No. Nama Komponen Jumlah Material Keterangan 1. Tangki Penampung Biogas 1 Set Fiberglass Dibuat 2. Penampung Masuk ( Inlet ) 1 Set Fiberglass Dibuat 3. Penampung Keluar ( Outlet ) 1 Set Fiberglass Dibuat 4. Saluran Gas 1 Set Pipa Besi Dibeli 5. Pipa Penghubung 2 Set Fiberglass Dibuat 6. Mur Dan Baut (M16) 20 Set Stainless steel Dibeli
Gambar 13. SOP tangki biodigester
Gambar 15. SOP penampung inlet
Gambar  17. OPC biodigester tipe fixed dome
3. Operation Process Chart (OPC)
Dalam serangkain proses manufaktur diperlukan OPC berguna untuk menggambar Dalam serangkaian proses manufaktur diperlukannya OPC berguna  untuk  menggambarkan  langkah – langkah proses  yang  dilalui  oleh  setiap part , serta  urutan proses  dan  pemeriksaan.  OPC  dibuat  sebagaimana mestinya  untuk  meminimalisir  kesalahan  dalam proses  manufaktur  komponen  dan  menghasilkan produk  semaksimal  mungkin.  Gambar  17, memperlihatkan  OPC  biodigester tipe fixed  dome. Berdasarkan  proses  manufaktur  biodigeste r  type fixed dome yang dilakukan, total keseluruhan waktu dari Operation Process Chart (OPC) ialah selama 5 jam 15 menit.

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  perhitungan  pembobotan  3 varian  yang  telah  dibuat  berdasarkan  metode perancangan Pahl & Beitz, dihasilkan bahwa varian dengan  nilai  akhir  tertinggi  yaitu  varian  1  dengan nilai  pembobotan  akhir  3,28.  Sehingga  varian  1 menjadi  varian  terpilih  yang  dibuat  perancangan detailnya .  Dari  hasil  perancangan  proses manufaktur biodigester tipe fixed dome dengan menggunakan metode DFMA dihasilkan bahwa estimasi  untuk  memproduksi  satu  unit biodigester  tipe fixed  dome adalah  5  jam  15
menit.  Tahapan  selanjutnya  dari  penelitian  ini adah  dengan  mewujudkan  hasil  perancangan yang  telah  dihasilkan  untuk  membuktikan apakah  hasil  rancangan  yang  ada  dapat berfungsi dengan optimal.

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Kegiatan  penelitian,  desain  dan  pengembangan yang  dilakukan  dalam  tulisan  ini  didukung  oleh hibah  penelitian  Desentralisasi  dengan  skema “Penelitian  Terapan  Unggulan  Perguruan  Tinggi”, dengan  kontrak  nomor  309/E4.1/AK.04.PT/2021 dari Kementerian Riset dan Teknologi/ Badan Riset dan  Inovasi  Nasional  dan  surat  perjanjian penugasan  penelitian  dari  LPPM  Universitas Pancasila dengan nomor 4622/LPPM/UP/VII/2021.

## R EFERENSI
[1]  A.  Nugraha,  S.  H.  Sutjahjo,  And  A.  A.  Amin, “Analisis  Persepsi  Dan  Partisipasi  Masyarakat Terhadap  Pengelolaan  Sampah  Rumah  Tangga  Di Jakarta  Selatan,” J.  Pengelolaan  Sumberd.  Alam Dan  Lingkung.  (Journal  Nat.  Resour.  Environ. Manag. , Vol. 8, No. 1, Pp. 7 – 14, 2018.
[2]  Sistem  Informasi  Pengelolaan  Sampah  Nasional (Sipsn),  “Data  Pengelolaan  Sampah,”  2021. [Online]. Available: Https://Sipsn.Menlhk.Go.Id/Sipsn/.
[3] Y.  Hendra,  “Perbandingan  Sistem  Pengelolaan Sampah Di Indonesia Dan Korea Selatan: Kajian 5 Aspe k Pengelolaan Sampah,” Aspir. J. Masal. Sos. , Vol. 7, No. 1, Pp. 77 – 91, 2016.
[4] J.  Sutrisno,  “Pembuatan  Biogas  Dari  Bahan Sampah Sayuran (Kubis, Kangkung Dan Bayam),” Waktu  J.  Tek.  Unipa ,  Vol.  8,  No.  1,  Pp.  100 – 112,
2010.
[5]  S.  Wahyuni, Panduan  Praktis  Biogas .  Penebar Swadaya Grup, 2013.
[6] M.  I.  Yuniar,  “Studi  Potensi  Pemanfaatan  Sampah
Melalui Perencanaan Biodigester Untuk
Pembangkit  Tenaga  Listrik  Di  Kota  Bandung,” J. Online Mhs. Bid. Tek. Elektro , Vol. 1, No. 1, 2017.
[7]  M.  Mappiratu  And  R.  Sikanna ,  “Kajian  Teknologi Produksi  Biogas  Dari  Sampah  Basah  Rumah Tangga,” Nat.  Sci.  J.  Sci.  Technol. ,  Vol.  2,  No.  1, 2013.
[8] T.  Haryati,  “Biogas:  Limbah  Peternakan  Yang Menjadi  Sumber  Energi  Alternatif,” J.  War. ,  Vol. 16, No. 3, Pp. 160 – 169, 2006.
[9]  I. H. G ita Puspa Artiani, “Optimalisasi Pengolahan Sampah  Organik  Dengan  Teknologi  Biodigester Sebagai  Upaya  Konservasi  Lingkungan,” Kilat , Vol. 6, No. 2, Pp. 95 – 105, 2017.
[10] M.  Suyitno  And  N.  Dharmanto,  “Teknologi Biogas,” Graha Ilmu, Yogyakarta , 2010.
[11]  A.  M.  L.  Sanfiyan,  Y.  A.  Amin,  And  E.  Maulana, “Perancangan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Sampah Organik  Zero  Waste  Di  Kabupaten  Tegal  (Studi Kasus  Di  Tpa  Penujah  Kabupaten  Tegal),” J.  Tek. Mesin  Mercu  Buana ,  Vol.  6,  No.  4,  Pp.  282 – 289, 2017.
[12]  M.  Iqbal,  L.  O.  M.  Firman,  S.  Harahap,  And  D. Dahlan,  “Shell  Thickness  Design  Optimization  Of Bio Digester Tank For Organic Waste Power Plants In  Tegal  Regency,” J.  Online  Jar.  Pengaj.  Seni Bina , Vol. 15, No. 1, Pp. 13 – 21, 2019.
[13]  G.  Pahl  And  W.  Beitz, Engineering  Design:  A Systematic Approach . Springer Science & Business Media, 2013.
[14]  G.  Boothroyd,  P.  Dewhurst,  And  W.  A.  Knight, Product  Design  For  Manufacture  And  Assembly . Crc Press, 2010.
[15]  A.  Suwandi,  I.  R.  Fadli,  And  E.  Maulana, “Perancangan  Konsep  Mesin Filling  Press  Pada Budidaya  Jamur  Tiram,” Flywheel  J.  Tek.  Mesin Untirta , Vol. 1, No. 1, 2017.
[16]  W.  Libyawati,  A.  Suwandi,  And  H.  Agustian, “Rancang Bangun Teknologi Modified Atmosphere Storage  (Mas)  Dengan  Kapasitas  4,  77  M3,” J. Teknol. , Vol. 9, No. 2, Pp. 103 – 116, 2017.
[17] F.  Sulaiman,  “Desain  Produk:  Rancangan  Tempat Lilin  Multifungsi  Dengan  Pendekatan  7  Langkah Nigel  Cross,” J. Teknovasi J. Tek. Dan Inov. , Vol. 4, No. 1, Pp. 32 – 41, 2017.
[18] N.  Rahim  And  T.  T.  Lee,  “Development  Of  Acid Base  E-Learning  (E-Pab)  Module  Using  Google Classroom,” J.  Sci.  Math.  Lett. ,  Vol.  9,  No.  1, Pp. 1 – 10, 2021.
[19]  A. Suwandi, A. R. Al Afghani, D. L. Zariatin, And R.  Rosidi,  “Perancangan  Mesin  Pembuka  Kaleng Aerosol Untuk Kategori Limbah Bahan Berbahaya Dan Beracun (B3),” J. Teknol. , Vol. 13, No. 2, Pp. 115 – 128, 2021.