## RANCANG BANGUN MESIN PENCACAH PLASTIK JENIS PET SKALA
INDUSTRI RUMAH TANGGA ( HOME INDUSTRY )
Yoel Frenky Silitonga a , Kardiman b , Rizal Hanifi c
(a,b,c) Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang JL. H. S. Ronggowaluyo Telukjambe Timur Telp. (0267) 641177 Ext. 305-Karawang 41361 *E-mail: yoelfrenky@gmail.com

## Abstract
Various  community  problems  that  often  occur  in  life  are  waste  problems,  including  plastic  bottle waste. Plastic waste is now possible to be recycled again and one way to help the recycling process is to make a PET (polyethylene terephthalate) plastic waste shredding machine that can be used by home industries  and  is  expected  to  increase  work  efficiency.  The  research  method  using  the  RE  (Reverse Action) method begins with the design and fabrication of a plastic chopping machine. From the results of the design of the machine has dimensions of 450mm high and 500mm wide. In the chopping area, the  engine  has  28  blades  which  are  driven  by  two  shafts,  where  one  shaft  is  driven  and  the  other  is driven through the gears. The transmission system uses sprockets and chains. The main driving force for the plastic chopping machine uses an electric motor with a power of 2 HP and a rotation of 35 rpm. From the test results, 1 kg of plastic cups can be chopped in 2 minutes, while 1 kg of plastic bottles can be chopped in 1.5 minutes.
Keywords : design; shreeder; transmission; RE (Reverse Action); PET (polyethylene terephthalate)

## Abstrak
Berbagai  persoalan  masyarakat  yang  sering  terjadi  dalam  kehidupan  adalah  masalah  sampah,  antara lain sampah botol plastik. Sampah plastik kini sangat memungkinkan untuk bisa didaur ulang kembali dan  salah  satu  cara  untuk  membantu  proses  daur  ulang  tersebut  adalah  membuat  mesin  pencacah sampah plastik jenis PET ( polyethylene terephthalate ) yang mampu digunakan industri rumah tangga dan  diharapkan  dapat  meningkatkan  efisiensi  kerja.  Metode  penelitian  menggunakan  metode  RE ( Reverse  Action )  diawali  dengan  melakukan  perancangan  dan  fabrikasi  mesin  pencacah  plastik.  Dari hasil  perancangan  mesin  memiliki  dimensi  tinggi  450mm  dan  lebar  500mm.  Pada  area  pencacahan mesin mempunyai 28 pisau yang digerakan oleh dua poros, dimana satu poros sebagai penggerak dan satu  lagi poros yang digerakan melalui roda gigi.. Sitem transmisi menggunakan sprocket dan rantai. Penggerak  utama  mesin  pencacah  plastik  menggunakan  motor  listrik  dengan  daya  2  HP  dan  putaran poros  pisau  pencacah  35  rpm.  Dari  hasil  pengujian  yang  dilakukan  1kg  gelas  plastik  dapat  dicacah dalam waktu 2 menit, sedangkan untuk 1kg botol plastik dapat dicacah dalam waktu 1,5 menit.
Kata kunci : perancangan; pencacah; transmisi; RE ( Reverse Action ); PET ( polyethylene terephthalate )

## 1. PENDAHULUAN
Sampah plastik merupakan permasalahan lingkungan hidup yang di hadapi oleh masyarakat Indonesia dan dunia.  Penggunaan  produk  plastik  secara  tidak  ramah  lingkungan  menyebabkan  berbagai  masalah  lingkungan hidup  yang  serius.  Sampah  plastik  salah  satu  jenis  sampah  yang  sangat  sulit  terurai  dalam  tanah,  untuk menguraikan sampah plastik diperlukan waktu puluhan tahun. Pembuangan sampah plastik langsung ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA) akan menimbulkan masalah jika tidak dikelola dengan baik [1] . Penanganan  sampah  plastik  di  TPA  dengan  sistem landfill maupun open  dumping bukan  pilihan  yang tepat. Penggunaan teknologi insinerasi dengan cara dibakar juga tidak tepat karena akan menghasilkan polutan ke udara sehingga menyebabkan persoalan lingkungan. Untuk meminimalisasi dampak lingkungan dari sampah
plastik,  maka  material  ini  harus  didaur-ulang  untuk  mendapatkan  kembali  produk  plastiknya  ataupun  untuk menghasilkan produk lain yang bernilai ekonomi [2] . Namun agar limbah plastik dapat didaur-ulang ( Recycle ), secara umum limbah harus dalam bentuk seperti butiran, biji, atau pecahan. Maka diperlukan beberapa mesin yang saling berhubungan, seperti mesin pencacah, mesin  pembuat  pellet  dan  mesin  injection  moulding.  industri  rumah  tangga  ( home  indutry )  umumnya  mereka menggunakan  mesin  pencacah  untuk  mendapatkan  plastik  dalam  bentuk  serpihan/butiran,  dan  kemudian serpihan  ini  yang  dijual  ke  industri  menengah  dan  besar.  Untuk  itu  diperlukan  mesin  pencacah  plastik  yang diharapkan dapat dioperasikan oleh industri rumah tangga ( home industry ) [3] .
Beberapa penelitian tentang membuat Mesin pencacah tipe crusher kapasitas 50 kg/jam, Azhari dkk (2018) Dari hasil perancangan yang dilakukan, mesin ini memiliki dimensi 400 x 300  x 110 dengan 1 buah poros dan silinder pisau  sebagai dudukan pisau pencacah berjumlah 6 buah mata pisau Penggerak utama mesin pencacah plastik menggunakan motor listrik dengan putaran poros pisau pencacah 260 rpm [4] . Penelitian tentang perancangan mesin pencacah plastik, Anggraeni, N. D., & Latief, A. E. (2018) membuat mesin  pencacah  plastik  tipe  gunting.  Hasil  perancangan  mesin  pencacah  menggunakan  5  mata  pisau  dengan spesifikasi panjang 180 x 50, x 10 dan sudut mata pisau 35° dengan panjang poros penggerak 450 x 30. Dimensi konstruksi  adalah  1000  x  340  x  1500mm.  Transmisi  pulley  yang  digunakan  adalah  tipe  V  alur  tunggal.  Daya yang dibutuhkan adalah 4,5 HP, sehingga digunakan mesin diesel dengan daya 5 HP. Kapasitas mesin pencacah ini diharapkan mencapai 50kg/jam [5] .
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  terdahulu,  maka  penulis  merancang  mesin  pencacah  plastik dengan motor listrik sebagai tenaga atau daya  yang bertujuan agar mesin dapat digunakan oleh industri rumah tangga ( home industry ).

## 2. MATERIAL DAN METODE PENELITIAN
Desain  mesin  pecacah  plastik  ini  menggunakan  software  solidwork  2012.  Dengan  berbagai  desain  dari kerangka  mesin,  hopper, dan pisau pencacah diharapkan  mesin  siap di operasikan. Dengan  memakai  software solidwork  2012  .  Dalam  perancangan  yang  dilaksanakan  menggunakan  metode  RE  ( Reverse  Action ).menurut Zuriah  (2003:54)  mengemukakan  bahwa  penelitian  tindakan  menekankan  pada  langkah-langkah  pengumpulan data [4] . Perancangan mesin pencacah plastik yang direncanakan seperti yang di tunjukan pada Gambar 1.Mesin pencacah plastik jenis PET skala industri rumah tangga (home industry) 2.1. Bahan dan Alat
Bahan dan alat yang digunakan pada pembuatan mesin pencacah plastik antara lain besi hollow 2 mm, besi plat  lembaran  3  mm,  baja  s45c,  roda  gigi  lurus,  sprocket,  rantai,  mur  dan  baut.  Selain  itu  alat-alat  proses pemesinan  yang  digunakan  untuk  pembuatan  mesin  pencacah  plastik  ini  adalah  mesin  potong,  mesin  bubut, mesin  milling,  mesin gerinda  surface,  mesin gerinda  silindris,  mesin  las, gergaji, kunci pas, dan  beberapa alat ukur. Alat untuk melakukan pengujian adalah stopwatch dan jangka sorong.
Gambar 1 . Mesin pencacah plastik Jenis PET skala industri rumah tangga ( home industry ) Keterangan:
1. Hopper Out
2. Pisau Pencacah 1 3. Pisau Pencacah 2 4. Bantalan Pisau 5. Hopper In 6. Baut 7. Mur 8. Bearing 9. Roda Gigi 10. Pin 11. Rangka 12. Sprocket 1 13. Sprocket 2 14. Motor Pengerak 15. Rantai 16. Penutup Roda Gigi
Gambar 1. Mesin pencacah plastik  menunjukan desain  awal  yang nantinnya akan dilakukan perancangan alat meliputi beberapa pertimbangan, seperti pemilihan bahan, kebutuhan alat, dan analisis masalah.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  yang didapatkan dari perancangan  ini  yaitu  mesin pencacah plastik  jenis PET skala  industri  rumah tangga ( home industry ), Perancangan dituangkan dalam gambar desain mesin penacacah dibawah ini. 3.1.   Desain mesin pencacah plastik
Dari  hasil  desain  mesin  pencacah  plastik  maka  dimensi  tinggi  keseluruhan  rangka  adalah  450  mm  dan lebar rangka adalah 500 mm, seperti yang di tunjukan pada Gambar 2. Desain rangka mesin pencacah plastik.
(a) (b)
Gambar 2. Desain mesin pencacah plastic (a) Tampilan depan (b) Tampilan atas
Gambar  2.  Menunjukan  hasil  desain  mesin  pencacah  plastik  gambar  (a)  merupakan  tampilan  depan  alat yang  mana pada gambar  ini  menunjukan ukuran tinggi  mesin  yaitu 733  mm, gambar (b)  menunjukan dimensi hopper  yang  sudah  di  diseain  yaitu  550  mm  x  450  mm  dan  lebar  mesin  pencacah  yaitu  620  mm.  Gambar  3. Tampilan samping menunjukan dimensi hasil tinggi keseluruhan hopper yaitu 493 mm dan tinggi rangka yaitu 485 mm.
Untuk dapat mengetahui dan menentukan kapasitas mesin dapat dicari dengan menghitung volume hopper, dari  volume  hopper  dapat  menghitung  berapa  kapasitas  sampah  plastik  yang  bisa  ditampung  oleh  hopper. Berikut ini adalah hasil perencanaan kapasitas hopper secara keseluruhan: m=V x ρ
dimana, V adalah volume hopper dan ρ adalah berat jenis dari plastik PET
Gambar 3. Tampilan samping
Teknologi  pencacahan  limbah  plastik  pada  umumnya  menggunakan  mesin  pencacah  yang  terdiri  dari silinder  pemotong  tipe  reel  dan  bedknife,  yang  mana  pencacah  tipe  reel  ini  prosesnya  kurang  efisien  karena proses pemotongan lama dan tenaga yang besar, mesin sering tersendat, dan pisau pemotong sering tumpul [3] . Berdasarkan hasil desain, dipilih tipe pisau pencacah berbentuk cakram dengan gigi metal karena lebih efisien dan juga diperoleh hasil yang optimal. Unit pencacah mesin pencacah plastik terdiri dari pisau yang  terpasang pada dua poros. Desain unit pencacah tersebut ditunjukan pada gambar 4. Unit pencacah
(a)
(b)                                                           (c)
Gambar 4. Unit pencacah (a) desain keseluruhan unit pencacah (b) DesainPoros (c) Disain Pisau
Gambar 4. (a) Menunjukan hasil desain unit pencacah plastik, gambar (b) merupakan dimensi poros yang sudah didesain dengan  ukuran 314 mm sebagai tempat menopang pisau pencacah, gambar (c) menunjukan tipe pisau  pencacah  berbentuk  cakram.  Hal-hal  yang  perlu  diperhatikan  dalam  menghitung  suatu  poros  adalah dengan  menghitung  daya  yang  direncanakan,  tegangan  geser  yang  diizinkan,  momen  torsi,  diameter  poros, tegangan geser yang terjadi, putaran kritis, dan sudut puntir [6] .
3.2.   Hasil Pembuatan Mesin Pencacah Plastik
Beberapa  komponen  yang  telah  dibuat  dari  pembuatan  dies  proses  pemesinan  hingga  perakitan  dan pengelasan seperti yang tunjukan pada gambar Gambar 5. Komponen Mesin pencacah plastik
(a)                                               (c)
(b)                                            (d)
Gambar 5 . Komponen Mesin pencacah plastik (a) Rangka (b) Hopper In (c) Hopper Out (d) Unit Pencacah
Gambar  5.  (a)  Menunjukan  hasil  perancangan  rangka  yang  merupakan  pondasi  dari  semua  komponen- komponen mesin pencacah atau tempat menempelnya bagian-bagian yang mendukung dalam sistem kerja mesin pencacah.  Gambar  (b,c)  Menunjukan  hasil  perancangan hopper  in dan hopper  out yang  merupakan  tempat masuk  dan keluarnya  sampah  Gambar (d) Menunjukan  hasil perancangan unit pencacah  yang  merupakan  area
dimana  semua  sampah  akan  dicacah  oleh  unit  pencacah.  Unit  pencacahan  merupakan  kesatuan  dari  pisau  dan poros yang terbuat dari material baja s45c.
Sistem transmisi merupakan sistem bagian dari suatu mesin yang berfungsi sebagai pembawa, pemindah, penghubung dan penerus suatu Gerakan serta beban [7]. Selanjutnya pada rangka ditempatkan bagian penggerak seperti motor listrik, reducer dan transmisi. Bagian penggerak terdiri dari motor dan reducer. Putaran dari motor menggunakan  reducer,  dan  dari  motor  ke  poros  penggerak  dihubungkan  dengan  sprocket  dan  rantai,  seperti yang ditunjukan pada gambar 6. Transmisi mesin pencacah.
(a)

## (b)
Gambar 6 . Transmisi mesin pencacah (a) motor listrik dan reducer (b) sprocket dan rantai
Gambar  5.  (a)  Menunjukan  motor  listrik  yang  digunakan  sebagai  tenaga  daya,  yang  mana  memiliki spesifikasi  motor  listrik  2  HP    dengan  reducer  perbandingan  1:20,  gambar  (b)  menunjukan  rantai  dengan pesifikasi rantai RS–40 dengan sprocket yang memiliki spesifikasi RS 40–20T dan sprocket RS 40 – 40T
Rantai rol  ( roller chain ) dimana rol-rol pada setiap pin menghasilkan gesekan-gesekan yang kecil antara rantai  dan  sprocket.  Ciri-ciri  dasar  dari  penggerak  rantai  antara  lain  perbandingan  yang  konstan,  karena  tidak terjadi slip, umur yang Panjang, dan kemampuannya untuk menggerakan sejumlah poros dari suatu sumber daya tunggal [ 8 ] .
Pembuatan  komponen  mesin  pencacah  sampah  plastik  dilakukan  sesuai  gambar  kerja  dengan menggunakan bahan standar yang banyak dijual dipasar. Perakitan komponen dilakukan agar menjadi alat/mesin yang  kompak  dan  dapat  digunakan  sesuai  dengan  rancangan  yang  diinginkan. Jika  unjuk  kerja  mesin  belum optimal  dilakukan  modifikasi  untuk  penyempurnaan  komponen  [9].  Beberapa  komponen  yang  telah  dibuat selanjutnya  dilakukan  pengecatan  dan  perakitan  menggunakan  mur  dan  baut  agar  komponen  sesuai  dengan perencanaan yang diharapkan. Seperti yang tunjukan pada gambar Gambar 7. mesin pencacah plastik.
(a) (a)                                     (b)
Gambar 7. Mesin pencacah plastik (a) Pandangan atas mesin pencacah (b) Pandangan samping mesin pencacah
Gambar  7 . Mesin  pencacah  plastik  (a)  menunjukan  pandangan  atas  mesin  pencacah,  yang  mana menampilkan  komponen  mesin  yaitu  unit  masukan  material,  unit  pemotong,  dan  unit  pengeluaran  material, gambar  (b)  menunjukan  pandangan  samping  mesin  pencacah,  yang  mana  menampilkan  sistem  transmisi  daya mesin  pencacah  plastik.  Secara  garis  besar  mesin    pencacah  plastik  ini  terdiri  dari  bagian  rangka,  corong penampung plastik, sistem transmisi, tenaga penggerak dan corong keluar [10].

## 3.3 . Hasil Pengujian Mesin Pencacah Plastik
Pengujian  mesin  pencacah  plastik  bertujuan  untuk  mengetahui  apakah  hasil  rancang  bangun  dapat berfungsi  sesuai  dengan  yang  diharapkan.  Jenis  plastik  yang  dicacah  adalah  PET,  Pengujian  dilakukan  2  kali dengan 2 ukuran material yang berbeda dan waktu proses produksi dihitung  menggunakan stopwatch.. Setelah dilakukan pengujian pada putaran poros pencacah 35 rpm, diperoleh hasil cacahan yang cukup baik dan ukuran cacahannya mencapai 10-20 mm, dan untuk beban maksimal sampah plastik yang dapat ditampung dalam 1 kali pencacahan adalah 500g,  seperti yang ditunjukan Tabel 1. Data Proses Uji Coba
Tabel 1. Data Proses Uji Coba No Jenis Sampah Plastik Gambar Plastik Dalam Keadaan Utuh Gambar Plastik Dalam Keadaan Tercacah Berat Material (kg) Waktu (Menit) 1 Gelas Plastik 1 2 2 Botol Plastik 1 1,5
Berdasarkan  hasil  pengujian  yang  dilakukan  1kg  gelas  plastik  dapat  dicacah  dalam  waktu  2  menit, sedangkan  untuk  1kg  botol  plastik  dapat  dicacah  dalam  waktu  1,5  menit..  Dari  data  tabel  1  hasil  pengujian mesin  pencacah  plastik  PET  pada  2  kali  proses  pencacahan,  dapat  disimpulkan  bahwa  tebal  material  plastik dapat mempengaruhi lamanya pencacahan. Begitu juga sebaliknya semakin tipis material plastik, semakin cepat proses  waktu  proses  yang  di  butuhkan  untuk  pencacahan  plastik.  Upingo  dkk  (2016)  menganalisa  mesin pencacah dan menyimpulkan bahwa pada mata pisau pencacah tidak mengedepankan ketajaman tetapi lebih ke kerapatan  dari  mata  pisau,  kemudian  tidak  perlu  menggunakan  air  sebagai  media  pendingin  pada  mata  pisau karena  akan  mengikis  sedikit  demi  sedikit  permukaan  mata  pisau  pencacah  dan  mengakibatkan  korosi [10] . Dengan  mengecilnya  ukuran  sampah  plastik  proses  pengepakan  dan  pengiriman  akan  lebih  efisien.  Sampah plastik yang telah tercacah oleh mesin dapat diolah kembali menjadi bahan baku pembuatan plastik.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pembuatan  mesin  pencacah  plastik  PET,  dapat  diperoleh  kesimpulan  pada  masing- masing  poros  terpasang  14  buah  pisau  berbentuk  cakram  seperti  gigi  metal  dengan  jumlah  4  mata  pisau. Material  yang  pisau  dan  poros  adalah  baja  karbon  s45c.  Pada  sistem  transmisi  mesin  pencacah  plastik  ini mengunakan    motor  listrik  2  HP  dengan    reducer  perbandingan  1:20,  dan  dari  motor  ke  poros  penggerak dihubungkan dengan sprocket dan rantai dengan pesifikasi rantai RS–40, sprocket RS 40–20T dan sprocket RS 40 – 40T. Sehingga pada saat mesin berputar, putaran dari poros pencacah adalah 35 RPM. Dari hasil pengujian yang dilakukan 1kg gelas plastik dapat dicacah dalam waktu 2 menit, sedangkan untuk 1kg botol plastik dapat dicacah dalam waktu 1,5 menit. Ukuran hasil cacahan mencapai 10-20mm.

## 5. UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  CV  Karunia  Metal  Sejahtera  dan  kepada  seluruh  pihak  yang telah  memberi  dukungan  dalam  pembuatan  mesin  hotpress  ini  khusnya  dosen  teknik  mesin  Univesitas Singaperbangsa Karawang.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
[1]   L. Habib Almukti, Aladin Eko Purkuncoro,ST.MT, "perancangan konstruksi mesin pencacah limbah," Jurnal Mahasiswa Teknik Mesin ITN Malang, vol. 01, no. 01, pp. 54-58, 2018.
[2]   Mochamad Syamsiro, Arip Nur Hadiyanto, Zahrul Mufrodi, "rancang bangun mesin pencacah plastik sebagai bahan baku," Jurnal Mekanika dan Sistem Termal (JMST), vol. 1, no. 2, pp. 43-48, 2016.
[3]   Junaidi, chlas Nur, Nofriadi, Rusmardi, "pengembangan mesin pencacah sampah/limbah plastik dengan sistem crusher dan silinder pemotong tipe reel," POLI REKAYASA, vol. 10, no. 2, pp. 66-73, 2015.
[4]   Chusnul Azhari, Diki Maulana, "perancangan mesin pencacah plastik tipe crusher kapasitas 50 kg/jam," ISU TEKNOLOGI STT MANDALA , vol. 13, no. 2, pp. 7-14, 2018.
[5]   Nuha Desi Anggraeni, Alfan Ekajati Latief , "rancang bangun mesin pencacah plastik tipe gunting," Jurnal Rekayasa Hijau , vol. 2, no. 2, pp. 185-190, 2018.
[6]   Sularso, dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin edisi ke-11, Jakarta: PT. Pradnya Paramita, 2004.
[7]   Setio Nugroho, perencanaan mesin pencacah botol plastik bekas dengan kapasitas 18kg/jam, padang: Politeknik Negeri Padang, 2016.
[8]   Joseph E. Shigley, Larry D. Mitchell, perencanaan teknik mesin edisi keempat jilid 2, Jakarta: Erlangga, 1986.
[9]   Robert Napitupulu, M.Subkhan, Lestary Dwi Nita, "rancang bangun mesin pencacah sampah plastik," JURNAL MANUTECH .
[10]  Hariyanto Upingo, Yunita Djamalu, Sjahril Botutihe, "optimalisasi mesin pencacah plastik otomatis," Jurnal Teknologi Pertanian Gorontalo (JTPG) , vol. 1, no. 2, pp. 122-139, 2016.