## SINERGI Polmed : JURNAL ILMIAH TEKNIK MESIN
Homepage jurnal: http://ojs.polmed.ac.id/index.php/Sinergi/index
PERANCANGAN PISAU PENCACAH MESIN PENCACAH PLASTIK POLYETHYLENE TEREPHTHALATE PET
Arie  Sucipto a ,  Leonardo  Manurung a ,  Khairul  Rahmi a ,  Nelson  Manurung a ,  Sumartono a ,  Supriyanto a , Bambang Sugiyanto a, Muhammad Anhar Pulungan a , Piktor Tarigan a
a Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan, Jl. Almamater No.1, Padang Bulan, Kec. Medan Baru, Kota Medan, Sumatera Utara 20155 E-mail: ariesucipto@students.polmed.ac.id
I N F O A R T I K E L
Riwayat artikel: Diajukan pada 16 Februari 2022 Direvisi pada 24 Pebruari 2022 Disetujui pada 24 Maret 2022 Tersedia daring pada 05 April 2022

## Kata kunci:
Mesin Pencacah, Botol Plastik, Polyethylene Terephalate Keywords: Crushing Machine, Plastic Bottle,
Polyethylene Terephalate A B S T R A K
Plastik merupakan jenis sampah yang sulit terurai, karena sifat plastik yang tak mudah terbiodegradasi. Plastik PET merupakan plastik yang sering digunakan sebagai wadah makanan. Plastik PET dapat di temukan pada hampis semua botol air mineral. Plastik ini dirancang untuk satu kali penggunaan saja. untuk mengurangi dampak lingkungan dari  sampah  plastik,  maka  material  plastik  harus  didaur  ulang  untuk  mendapatkan kembali  produk  plastiknya  maupun  untuk  menghasilkan  produk  lain  yang  bernilai ekonomis  dengan  cara  dicacah  terlebih  dahulu.  Dengan  demikian  penulis  mengambil judul tugas akhir “Rancang bangun mesin pencacah plastik Polyethylene terephthalate kapasitas  60  Kg/jam”.  Dalam  perancangan  mesin  pencacah  plastik  ini  dilakukan perancangan  berupa  perhitungan  dan  pemilihan  komponen  –  komponen  mesin  antara lain  :  mata  pisau,  poros,  bantalan,motor,  sabuk  dan  puli.  Dan  juga  melakukan perancangan berupa desain gambar. Mesin pencacah plastik ini memiliki dimensi 395 mm × 720 mm × 1305 mm dengan konstruksi yang sederhana dan mudah dioperasikan, yaitu dengan menggunakan satu buah poros dan 8 buah mata pisau yang terdiri dari 6 buah pisau dinamis dan 2 buah pisau statis. Penggerak utama mesin pencacah plastik menggunakan motor bensin sebesar 6 HP dengan putaran 2200 rpm.
A B S T R A C T
Plastic is a type of waste that difficult to decompose, due to the nature of plastic that is not easily biodegradable. PET plastic is a plastic that is often used as a food container. PET plastic can be found in almost all mineral water bottles. This plastic is designed for one time use only. To reduce the environmental impact of plastic waste, plastic materials must be recycled to get their plastic products back or to produce other products that have economic value by chopping them first. Thus, the author took the title of the final project "Design and build a polyethylene terephthalate plastic chopping machine with a capacity of 60 Kg/hour". In the design of this plastic chopping machine, the design is carried out in the form of calculations and selection of machine components, including such  as  blades,  shafts,  bearings,  motors,  belts  and  pulleys.  This  plastic  chopping machine has dimensions of 395 mm × 720 mm × 1305 mm with a simple construction and easy to operate, using one shaft and 8 blades consisting of 6 dynamic knives and 2 static knives . The main driving force of the plastic chopping machine uses a gasoline motor of 6 HP with a rotation of 2200 rpm.

## 1. PENGANTAR
Sampah merupakan salah satu masalah yang cukup serius bagi kehidupan manusia. Sampah akan selalu bertambah selama manusia masih ada dan terus meningkat seiring bertambahnya populasi manusia. Apabila tidak ditangani dengan efektif, lama kelamaan sampah akan menghancurkan bumi dan kehidupan di dalamnya. Di Indonesia sendiri sampah malah menjadi masalah yang krusial bagi manusia. Dalam  banyak  aspek  kehidupan  manusia,  terutama  dikota  kota  besar  seperti  Jakarta,  Semarang,  Surabaya,  Bandung,  Palembang  dan Medan, sampah dapat menimbulkan bencana, seperti banjir (Putra and Yuriandala, 2010). Oleh karena itu, sampah perlu dikelola untuk menghidari bencana yang lebih besar. Dalam mengolah sampah, alam juga ikut bekerja terutama sampah organik yang dapat diurai. Tapi pengolahan sampah melalui alam tergantung dengan jumlah perbandingan sampah yang diproduksi setiap harinya. Disamping itu, produksi sampah terus meningkat terutama sampah anorganik yang sulit diolah oleh alam. Peningkatan sampah anorganik berupa plastik dari tahun
ke tahun terus meningkat. Menurut Budianto dkk., (2017), sampah plastik di Indonesia sampai tahun 2013 berjumlah 30,7 juta ton dan ini merupakan penyumbang sampah sebesar 12,1% dari total sampah padat.
Plastik merupakan suatu produk polimer yang sangat banyak digunakan di kehidupan sehari-hari. Plastik memiliki sifat ringan, elastis, mudah dibentuk dan juga murah sehingga penggunaannya banyak ditemukan di kehidupan sehari-hari. Akan tetapi, keunggulan sifat plastik tersebut  menimbulkan  masalah  ketika  plastik  menjadi  limbah.  Limbah  sampah plastik  dapat bertahan hingga  bertahun-tahun  sehingga menyebabkan pencemaran terhadap lingkungan. Hal ini disebabkan sifat sampah tersebut tak mudah terbiodegradasi, sehingga samp ah plastik  sulit  terurai  di  alam.  Selain  itu,  membakar  sampah  plastik  juga  bukan  ide  yang  baik,  karena  dapat  menghasilkan  gas  yang menimbulkan  pencemaran  udara  yang  dapat  menyebabkan  polusi  udara  dan  mengganggu  pernafasan  manusia  (Karuniastuti,  2013). Disamping  itu,  limbah  plastik juga  dapat  memiliki  nilai  jual  jika  limbah  tersebut  di  daur  ulang.  Ada beberapa  perusahaan  melakukan pengolahan limbah plastik, dimana awalnya plastik disortir berdasarkan jenis-jenisnya yang dikumpulkan dalam karung. Akan tetapi untuk limbah plastik seperti botol plastik membutuhkan ruang yang besar atau banyak karung untuk penyimpanan atau penempatannya. Disisi lain, dalam hal penimbangan tidak sebanding dengan isinya. Hal ini menyebabkan bagi pengusaha pengumpul limbah plastik membutuhkan biaya untuk pengadaan tempat atau karung penyimpanan, akan tetapi mendapat sedikit keuntungan dalam tiap proses pengiriman ke pabrik pengolah limbah plastik. Berdasarkan latar belakang diatas, penulis memiliki ide untuk membuat mesin pencacah limbah botol plastik yang berfungsi untuk mencacah botol plastik menjadi serpihan-serpihan kecil. Serpihan- serpihan ini akan diisikan ke dalam karung tempat penyimpanan  limbah  plastik.  Dengan  bertambah  banyak  serpihan  plastik  yang  disimpan  dalam  karung  maka  akan  menambah  berat timbangan setiap karung. Maka dari itu, berat angkut untuk setiap pengiriman ke pabrik pengolahan limbah plastik akan lebih besar dan menghemat dalam biaya pengangkutan serta akan menambah keuntungan pengusaha pengumpul plastik.

## 1.1 Plastik Polyethylene Terephthalate (PET)
1.1. Botol plastik kemasan air minum yang terbuat dari bahan PET umumnya dibuat hanya untuk sekali pakai. Mencuci ulang plastik PET dapat menyebabkan lapisan plastik rusak dan zat karsinogen bercampur dengan air minum yang ada di dalamnya yang pastinya tidak baik untuk kesehatan. Untuk mengetahui jenis plastik yang digunakan untuk mengemas minuman, di bagian bawah kemasan botol plastik selalu ada simbol nomor dalam tanda segitiga panah melingkar. Nomor yang tertera biasanya antara satu sampai tujuh. N omor- nomor tersebut merupakan jenis botol yang digunakan sebagai wadah dan tanda panah segitiga melingkar meupakan tanda daur ulang. Plastik  berbentuk  botol  pertama  kali  dipatenkan  pada  tahun  1973  dan  pada  tahun  1977  botol  PET  pertama  kali  di  daur  ulang.  PET merupakan produk yang dapat di daur ulang sepenuhnya. PET resin hasil daur ulang dapat digunakan untuk memproduksi pakaian, onderdil kendaraan, karpet dan lain-lain. Langkah pertama yang harus dilakukan untuk mendaur ulang plastik PET adalah menghancurkan plastik terlebih dahulu. Dapat dilelehkan atau dicacah menjadi serpihan-serpihan kecil (Huzein dan Hasballah, 2021).

## 1.2 Mesin Pencacah Plastik
Mesin pencacah plastik adalah mesin yang digunakan untuk mencacah plastik seperti botol atau gelas bekas minuman kemasan menjadi serpihan-serpihan kecil melalui beberapa tahapan, yaitu plastik PET dimasukkan kedalam corong masukan yang terdapat pada mesin, lalu plastik tersebut akan dihancurkan atau dicacah menjadi serpihan kecil oleh 6 buah mata pisau yang disusun secara zig-zag pada poros dudukan pisau yang berputar dan ditenagai motor bensin dan daya di transmisikan dengan transmisi sabuk dan puli. Lalu plastik yang sudah dicacah akan melewati saringan dan dikeluarkan melalui corong keluaran jika ukurannya sudah cukup kecil untuk melewati saringan yang ada pada mesin, akan tetapi jika ukuran plastik masih terlalu besar maka akan dicacah kembali sampai ukurannya  kecil sehingga dapat melewati saringan, serpihan plastik yang keluar dari saringan inilah produk yang diinginkan.

## 1.3 Plastik Polyethylene Terephthalate (PET)
Botol plastik kemasan air minum yang terbuat dari bahan PET umumnya dibuat hanya untuk sekali pakai. Mencuci ulang plastik PET dapat menyebabkan lapisan plastik rusak dan zat karsinogen bercampur dengan air minum yang ada di dalamnya yang pastinya tidak baik untuk kesehatan. Untuk mengetahui jenis plastik yang digunakan untuk mengemas minuman, di bagian bawah kemasan botol plastik selalu ada simbol nomor dalam tanda segitiga panah melingkar. Nomor yang tertera biasanya  antara satu sampai tujuh. Nomor-nomor tersebut merupakan jenis botol yang digunakan sebagai wadah dan tanda panah segitiga melingkar meupakan tanda daur ulang. Plastik berbentuk botol pertama kali dipatenkan pada tahun 1973 dan pada tahun 1977 botol PET pertama kali di daur ulang. PET merupakan produk  yang  dapat  di  daur  ulang  sepenuhnya.  PET  resin  hasil  daur  ulang  dapat  digunakan  untuk  memproduksi  pakaian,  sparepart kendaraan, karpet dan lain-lain. Langkah pertama yang harus dilakukan untuk mendaur ulang plastik PET adalah menghancurkan plastik terlebih dahulu. Dapat dilelehkan atau dicacah menjadi serpihan-serpihan kecil (Huzein dan Hasballah, 2021).

## 1.4 Mesin Pencacah Plastik
Mesin pencacah plastik adalah mesin yang digunakan untuk mencacah plastik seperti botol atau gelas bekas minuman kemasan menjadi serpihan-serpihan kecil melalui beberapa tahapan, yaitu plastik PET dimasukkan kedalam corong masukan yang terdapat pada mesin, lalu plastik tersebut akan dihancurkan atau dicacah menjadi serpihan kecil oleh 6 buah mata pisau yang disusun secara zig-zag pada poros dudukan pisau yang berputar dan ditenagai motor bensin dan daya di transmisikan dengan transmisi sabuk dan puli. Lalu plastik yang sudah dicacah akan melewati saringan dan dikeluarkan melalui corong keluaran jika ukurannya sudah cukup kecil untuk melewati saringan yang ada pada mesin, akan tetapi jika ukuran plastik masih terlalu besar maka akan dicacah kembali sampai ukurannya  kecil sehingga dapat melewati saringan, serpihan plastik yang keluar dari saringan inilah produk yang diinginkan.

## 1.5 Pisau Dinamis
1.2. Pisau dinamis  adalah  pisau yang  mempunyai  kekuatan  dan  ketajaman tertentu  agar  dapat  menghancurkan  plastik  menjadi potongan-potongan kecil. Pisau ini dirancang untuk putaran tunggi, jadi untuk dudukan pisau harus diperhatikan hasil lasan nya agar tidak lepas dan menimbulkan kecelakaan, begitu juga pemasangan pisau pada dudukan pisau, harus dikunci kuat sebelum mesin dinyalakan.

## 1.6 Pisau Statis
Pisau statis adalah pisau yang dipasangkan pada dudukan pisau yang ada pada rangka mesin. Pisau ini terdiri atas 2 buah yang dipasang sejajar dan sedikit miring dengan poros pisau dinamis dengan sisi tajam yang berdekatan dan berhadapan dengan pisau dinamis yang berputar sehingga menyebabkan gaya sobek pada plastik. Pisau ini dipasang dengan tiga buah baut dan mur, sehingga posisi nya dapat diatur agar sesuai dengan kebutuhan mesin.

## 2. METODE

## 2.1 Metode Penelitian
Penelitian  ini  akan  dilakukan  berdasarkan  hasil  perencanaan  melalui  perhitungan  secara  teori  dan  membuat  disain  gambar. Kemudian  penelitian  dilanjutkan  dengan  mengaplikasikan  hasil  perhitungan  melalui  gambar  unruk  membuat  mesin  pencacah  plastik. Selanjutnya,  menganalisis  efisiensi  mesin  ini  untuk  melihat  keberhasilan  dari  rancangan.  Langkah-langkah  pengumpulan  data  yang dilakukan terdapat pada gambar 1 sebagai berikut :
1. Mulai
Pada  tahap  ini  diadakan  berbagai  persiapan  untuk  perancangan  mesin  pencacah  plastik.  Tahap  ini  dipelajari  latar  belakang perancangan dan tujuan akhir dari dari perancangan.
2. Kebutuhan alat
Pada tahap ini mencakup kapasitas mesin yang dibutukan.Kapasitas mesin  yang direncanakan yaitu dapat menghasilkan 60 kg/jam.
3. Analisis masalah, spesifikasi produk, dan perencanaan Pada tahap ini dicari litiratur yang mendukung dalam perancangan dan harus mengenai landasan teori yang digunakan sehingga akan memudahkan pengerjaan pada langkah-langkah berikut.
4. Perhitungan rancangan
Pada tahap ini dilakukan perhitungan daya motor, puli, sabuk ( V- belt ), poros, bantalan dan pasak, dari berbagai alternatif yang sudah dirancang yang mana hasilnya akan digunakan pada tahap selanjutnya.
5. Perencanaan
Perencanaan yaitu berupa data perhitungan dan gambar perancangan mesin pencacah plastik.

## 2.2 Parameter Pengukuran dan Pengamatan
Pengujian  mesin  pencacah  ini  secara  ekperimen  dengan  menggunakan  bahan  baku  plasti  PET.  Parameter  pengukuran  pada panelitian  ini  adalah  variasi  putaran  motor  penggerak.  Dari  variasi  putaran  motor  penggerak  yang  akan  diamati  adalah  efisiensi  yang maksimal terjadi pada mesin tersebut.

## 2.3 Rancangan Penelitian
Tahapan pertama dalam penelitian ini adalah, peneliti menganalisa dan mendesain peralatan dengan teori perhitungan. Pertama sekali peneliti merancang atau menentukan kapasitas mesin pencacah plastik PET ini. Selanjutnya peneliti menghitung elemen -elemen mesin tersebut. Setelah itu, hasil dari rancangan dan disain dilanjutkan dengan membuat gambar kerja, untuk di implementasikan dalam pembuatan mesin pencacah plastik ini. Tahap selanjutnya adalah membuat mesin pencacah ini di bengkel permesinan.

## 3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Perancangan mata pisau dibuat menggunakan bahan JIS SUP9 dengan kekerasan antara 39-43 HRC, dengan dimensi 90×60×5 mm 3 dan juga terdapat 2 buat lubang untuk mata pisau dinamis sebagai tempat pemasangan baut pengikat pisau ke dudukan pisau yang terletak pada poros pisau seperti yang terlihat pada gambar 2.
Gambar 2 : Pisau Dinamis
Sedangkan untuk pisau statis terbuat dari bahan yang sama dengan pisau dinamis dengan dimensi 210x70x5 mm3, dan terdapat 3 buah lubang sebagai tempat dudukan baut pengikat ke rangka mesin seperti terlihat pada gambar 3.
Gambar 3 : Pisau Statis
Pengujian dilakukan menggunakan motor dengan daya 6 HP, Pengujian yang telah dilakukan pada perancangan mata pisau pertama ternyata  hasil  yang  diperoleh  tidak  sesuai  dengan  yang  diharapkan  (plastik  tidak  tercacah)  sehingga  perlu  dilakukan  perancangan ulang.Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan pada pengujian pertama diduga ketidakberhasilan pencacahan dikarenakan bahan pisau yang  digunakan  terlalu  lunak  sehingga  dilakukan  penggantian  bahan  mata  pisau  dengan  bahan  JIS  SUP9  dan  dimensi  yang  sama  pada perancangan sebelumnya, lalu dilakukan pengujian kedua ternyata hasil yang diperoleh adalah plastik dapat terpotong tetapi hasil potongan masih ada yang tidak terlepas.
Dari hasil pengamatan pada pengujian ke dua kemudian mata pisau dipasangkan dengan posisi miring dengan sudut antara 3-5º, lalu dilakukan pengujian ke tiga yang memberikan hasil sesuai dengan yang diharapkan, sehingga rancangan tersebut akan digunakan sebagai
rancangan akhir mata pisau yang terdapat pada gambar 4. Selanjutnya untuk mendukung proses pencacahan yang sesuai juga dibutuhkan motor yang mampu memberi torsi yang lebih besar dari torsi yang dibutuhkan untuk memotong plastik pada persamaan 1 dan 2 sebagai berikut.
Gambar 4 : Gaya Pada Pisau` Gaya potong pisau Ft = τ × A (1) Dimana :
Ft = Gaya yang bekerja pada pisau τ = tegangan geser bahan yang dipotong (plastik PET)
A = Luas penampang bahan yang dipotong (Panjang pisau . tebal bahan) sehingga : Ft = 35,61 N/mm 2 . (90mm.0,4mm) Ft = 1282,96 N Torsi pisau T= Ft × R (2) Dimana :
T = Torsi pisau (Nm) R = jari-jari mata pisau terhadap pusat poros (m) Sehingga : T= 1282,96 N . 0,09 m T= 115,47 Nm

## 4 KESIMPULAN
Proses perancangan yang telah dilakukan memiliki hasil perancangan pisau mesin pencacah plastik polyethylene terephthalate kapasitas 60 kg/jam digunakan pisau sebanyak delapan buah yaitu enam buah pisau dinamis dan dua buah pisau statis dengan bahan pisau adalah JIS SUP9 dengan kekerasan antara 39-43 HRC, yang menghasilkan gaya potong pisau sebesar 1282,96 N dan torsi sebesar 115,47 Nm.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan rasa syukur karena berkat dan rahmat yang maha kuasa penulis dapat menyelesaikan artikel ini, serta terima kasih yang sedalamnya karena dukungan finansial yang diberikan oleh Direktorat Akademik Pendidikan Tinggi Vokasi Direktorat Jenderal Penididikan  Vokasi  Kementerian  Pendidikan,  Kebudayaan,  Riset,  dan  Teknologi  melalui  Pusat  Penelitian  Pengabdian  Masyarakat, Politeknik Negeri Medan.

## DAFTAR PUSTAKA
Azhari, C. & D. Maulana. (2018). perancangan mesin pencacah plastik tipe crusher kapasitas 50 kg/jam. Jurnal Online Sekolah Tinggi Teknologi Mandala 13 , 7-14.
Budianto, A., R. Adyus & T. Chrisnawansih. (2017). Pirolisiss Botol Plastik Bekas Minuman Air Mnieral Jenis Pet Menjadi Fuel. Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapapan , 5, 201-206.
Karuniastuti, N. (2013). Bahaya plastik terhadap kesehatan dan lingkungan. Swara Patra 3 , 6-14
Upingo, H., Y. Djamalu & S. Botutihe (2016). Optimalisasi Mesin Pencacah Plastik Otomatis. Jurnal Teknologi Pertanian Gorontal o 1, 112-139.
Huzein, R., T. Hasballah (2021). "Rancang Bangun Mesin Pencacah Plastik Jenis PET ( Polyethlene Terephtalate ) Kapasitas 50 Kg/Jam. Jurnal Teknologi Mesin UDA 1 , 1-8.