## Modifikasi Mesin Pencacah Plastik PET Tipe Gunting dengan Kapasitas 50 kg/jam
Nuha Desi Anggraeni, Alfan Ekajati Latief, Alvin Rhamdani, Robby Rinaldi Sandi Teknik Mesin Institut Teknologi Nasional Bandung, Indonesia Jl. PKH. Mustapha No. 23, Bandung 40124
e-mail : nuha@itenas.ac.id

## Abstrak
Mesin pencacah plastik merupakan sebuah mesin yang dirancang untuk mencacah sampah plastik agar mengurangi  volume sampah. Mesin pencacah dirancang dapat mencacah sampah dengan kapasitas  50 kg/jam, hasil analisa kinerja mesin pencacah memperlihatkan bahwa kapasitas mesin pencacah adalah 36.68 kg. Analisis kinerja mesin lain adalah: efisiensi mesin nilainya 73,37 %; tingkat kebisingan mencapai 80,6  dB;  getaran  yang  dihasilkan  4,9  mm/s 2 ,  dan  rendemen  hasil  pencacahan  73,45  %.  Hasil  analisa kinerja memperlihatkan bawah mesin pencacah perlu dimodifikasi agar sesuai dengan hasil perancangan awal.  Modifikasi  dilakukan  dengan  mengubah  saringan,  mengatur ulang  jarak  antara  mata  pisau,  dan menambahkan pisau pada pisau putar. Modifikasi yang dilakukan berhasil meningkatkan kapasitas mesin pencacah menjadi 42,59 kg/jam; tingkat kebisingan menjadi 76,8 dB; tingkat getaran mesin 3,84 mm/s 2 ; dan kualitas hasil cacahan menjadi baik yaitu plastik terpotong.
Kata kunci: modifikasi, kinerja, sampah, daur ulang, mata pisau.

## Abstract
Plastic chopper machine is a machine designed to chop plastic waste in order to reduce the volume of waste. The chopper is designed to be able to chop waste with a capacity of 50 kg/hour, the results of the performance analysis of the chopper show that the capacity of the chopper is 36.68 kg. Analysis of the performance of other machines are: the efficiency of the machine is 73.37%; noise level reaches 80.6 dB; The vibration produced is 4.9 mm/s2, and the yield of the census is 73.45%. The results of the performance analysis show that the chopping machine needs to be modified to match the results of the initial design. Modifications were  made by changing the filter, resetting  the distance between  the blades, and adding blades to the rotary blade. The modifications made succeeded in increasing the capacity of the chopping machine to 42.59 kg/hour; noise level to 76.8 dB; engine vibration level 3.84 mm/s2; and the quality of the chopped results is good, namely the plastic is cut.
Keywords: modification, performance, waste, recycling, blades.

## 1. Pendahuluan
Tahun 2016, poduksi sampah di Indonesia mencapai 65,2 juta ton per tahun [1]. Sampah plastik merupakan  penyumbang  terbesar  dalam  produksi  sampah.  Sampah  plastik  yang  jumlahnya banyak,  ternyata  dapat  digunakan  kembali  untuk  mengurangi  produksi  sampah.  Pemanfaatan sampah plastik dapat dimulai dengan mengurangi volume sampah plastik. Pengurangan volume dilakukan dengan melakukan pencacahan plastik sehingga ukuran sampah plastik menjadi lebih kecil dan mudah untuk didaur ulang.
Mesin  pencacah sampah yang  telah  direalisasikan,  dirancang  dapat mencacah  sampah  plastik, khususnya  botol  plastik  tipe  PET  dengan  kapasitas  50  kg/jam  [2].  Mesin  pencacah  dirancang menggunakan  mesin  diesel  sebagai  penggerak  utama,  konstruksi  mesin  dirancang  agar  mesin mudah  dipindahkan,  mekanisme  pencacahan  dipilih  menggunakan  tipe  gunting  untuk memudahkan pencacahan sampah plastik, digunakan lima buah mata pisau dengan dua mata pisau diam dan tiga mata pisau dinamis yang terhubung dengan poros [3].  Realisasi mesin pencacah diperlihatkan pada Gambar 1.

## Gambar 1 Dokumentasi hasil perancangan
Spesifikasi teknis mesin pencacah plastik dengan kapasitas 50 kg/jam ditampilkan pada Tabel 1
Tabel  1 Spesifikasi Teknik Mesin Pencacah Plastik [2] Poros Diameter 30 mm Panjang 450 mm Material S30C (Baja karbon konstruksi mesin) τ yield = 48 kg/mm 2 Mata pisau Dimensi 180 mm x 50 mm x 10 mm Jumlah mata pisau  5 buah (3 statik, 2 dinamik) Material Baja perkakas JIS SKD 11 τ y = 589,38 Mpa Dudukan mata pisau Dimensi 176 mm x 50 mm x 8 mm Jumlah 3 buah Material Baja perkakas JIS SKD 11 τ y = 589,38 Mpa Iringan Diameter luar 200 mm Diameter dalam 30 mm Tebal 10 mm Jumlah piringan 2 buah
Material Baja perkakas JIS SKD 11 τ y = 589,38 Mpa Pasak Jenis pasak Pin Panjang 90 mm Diameter pin 10 mm Material Baut baja karbon rendah ASTM A307 (τ y = 60 MPa ) Hopper Panjang 335 mm Lebar 260 mm Tinggi 650 mm Konstruksi Tebal canal 5 mm Panjang 1000 mm Lebar 340 mm Tinggi 1500 mm Kapastitas transmisi Daya 3,3 kW/4,5 HP Daya rencana 6,27 kW Daya motor diesel 5 HP
Mesin pencacah yang telah direalisasikan, kemudian diuji hasil kinerjanya, diperlihatkan pada Gambar  2.  Analisa  kinerja  mesin  sebelumnya  memperlihatkan  bahwa  mesin  pencacah  plastik belum  sesuai  dengan  rancangan  awal.  Hasil  analisa  kinerja  adalah  kapasitas  aktual  mesin pencacah adalah 36,68 kg/jam menghasilkan efisiensi mesin pencacah sebesar 73,37%, nilai ini berada di atas standar minimal SNI yang ditetapkan yaitu 70%. Rendemen pencacahan nilainya adalah  73,45% berada di  bawah standar  SNI  yaitu 80%.  Nilai  getaran mesin saat  pencacahan adalah 4,9 mm/s 2 , nilai ini berada di atas batas berbahaya standar ISO [4]. Tingkat kebisingan saat  melakukan  pencacahan  adalah  80,6  dB  berada  di  bawah  standar  tingkat  kebisingan maksimum yang diperbolehkan yaitu 90 dB [5].  Hasil analisa kinerja meperlihatkan bahwa perlu dilakukan modifikasi agar kinerja mesin sesuai dengan hasil perancangan.

## Gambar 2 Realisasi mesin pencacah plastik

## 2. Metodologi
Modifikasi mesin pencacah plastik diawali dengan mempelajari prinsip kerja mesin, menganalisa kinerja  mesin  pencacah  dan  masalah  yang  ditimbulkan,  kemudian  menentukan  bagian-bagian mesin yang perlu dimodifikasi. Prinsip kerja mesin diuraikan menggunakan skema pada Gambar 3. Sampah plastik dicacah mata pisau yang digerakkan oleh motor diesel. Pulley digunakan untuk meneruskan daya motor diesel, kemudian menggerakkan poros penggerak yang terhubung dengan mata pisau.

## Gambar 3 Prinsip kerja mesin pencacah plastic
Analisis kinerja mesin pencacah plastik memperlihatkan masalah-masalah yang mengakibatkan mesin perlu dimodifikasi, masalah tersebut adalah:
a. Daya yang ditransmisikan motor diesel tidak stabil, akibat perbedaan ukuran dudukan mesin diesel dengan dimensi mesin yang digunakan.
b. Lubang filter cenderung menahan sampah plastik yang telah tercacah, diperlihatkan pada Gambar  4 [4].  Jarak  antara  lubang filter terlalu jauh sehingga plastik  hasil cacahan  tidak diteruskan ke corong keluaran ( hopper output ).
Gambar 4 Filter mesin pencacah plastic
c. Ruas  antara  mata  pisau  terlalu  lebar,  yaitu  120  mm  (diperlihatkan  pada  Gambar  4), mengakibatkan cacahan plastik tersangkut di antara ruas pisau putar [4].

## Gambar 5 Celah antara pisau
Melalui analisa masalah pada mesin pencacah, maka perlu dilakukan modifikasi pada bagian- bagian berikut:
a. Memodifikasi  dudukan  mesin  diesel  dengan  menambahkan  dudukan  pada  rangka. Material yang digunakan adalah plat baja pada kedua bagian mesin diesel dengan dimensi (5,5 x 22 x 5) cm.
b. Mengganti filter dengan memodifikasi ukurannya, yaitu mengubah jarak antara lubang menjadi 4 mm.
c. Menambahkan tiga buah pisau putar untuk memperkecil ruas jarak antara pisau agar pisau dapat mencacah dengan baik.
3. Hasil dan Pembahasan
Hasil modifikasi yang dilakukan diuraikan sebagai berikut:
a. Modifikasi dudukan mesin diesel.
Dimensi  mesin  diesel  yang  digunakan  pada  penelitian  sebelumnya  berbeda  dengan dimensi  dudukan,  sehingga  dudukan  mesin  diesel  dimodifikasi  [6].  Hasil  modifikasi dudukan mesin diesel diperlihatkan pada Gambar 7. Modifikasi yang dilakukan adalah menambah ukuran lubang dudukan mesin diesel, dari 3 cm menjadi 6 cm.

## Gambar 6 Dudukan mesin diesel sebelum modifikasi
b. Jarak antar lubang pada filter awal memiliki ukuran 1 cm dengan diameter lubang 1cm menyebabkan  sering  terjadinya  cacahan  plastik  yang  tersangkut.  Untuk  mengatasinya maka dilakukan modifikasi pada filter mesin pencacah dengan cara membuat filter baru dengan jarak antara lubang 0,4 cm dengan diameter tetap, sehingga akan lebih banyak biji  plastik  yang  keluar  dari  lubang  filter.  Hasil  modifikasi  filter  diperlihatkan  pada Gambar 7.
Gambar 7 Hasil modifikasi filter
c. Pisau gerak memiliki 3 pisau pencacah dengan dimensi, diameter plate (piringan) 200 mm, panjang 180 mm, lebar 50 mm sedangkan jarak antara pisau yaitu 120 mm, dengan kemiringan 35° [7]. Jarak 120 mm antar pisau mengakibatkan botol plastik tersangkut di antara  pisau,  sehingga  botol  yang  tersangkut  tidak  tercacah  dengan  sempurna  bahkan tidak tercacah sama sekali. Masalah tersebut diatasi dengan menambahkan jumlah mata pisau pada pisau gerak yang berjumlah 6 pisau gerak, sehingga jarak antar mata pisau menjadi 50 mm. Hasil modifikasi mata pisau diperlihatkan pada Gambar 8.

## Gambar 8 Hasil modifikasi mata pisau
Kinerja mesin pencacah plastik hasil modifikasi dilakukan sesuai dengan analisa kinerja awal [4]. Hasil analisa kinerja mesin diperlihatkan pada hasil pengujian dalam Tabel 2.
Tabel  2 Kinerja mesin hasil modifikasi Awal Setelah modifikasi Kapasitas 36,68 kg/jam 42,59 kg/jam Efisiensi 73,37 % 85 % Rendemen pencacahan 73,45 % 87,5 % Tingkat getaran mesin 4,9 mm/s 2 3,84 mm/s 2 Tingkat kebisingan 80,6 dB 76,8 dB
Kualitas hasil cacahan mesin diperlihatkan pada Gambar 9, dari gambar terlihat bahwa plastik terpotong dengan baik oleh pisau.
Gambar 9 Hasil cacahan mesin setelah dimodifikasi
4. Kesimpulan dan Saran
Modifikasi pada mesin pencacah meningkatkan kinerja mesin. Kapasitas pencacahan awal besarnya 36,68 kg/jam mengalami peningkatan sebesar 5,94 kg/jam menjadi 42,59 kg/jam. Efisiensi mesin meningkat 11,63 %, efisiensi awal 73,37 % meningkat menjadi 85 %. Rendemen hasil pencacahan meningkat 14,05 %, hasil rendemen awal adalah 73,45 % meningkat menjadi 87,5 %. Tingkat getaran mesin mengalami penurunan menjadi 3,84 mm/s 2 , hasil ini menyatakan bahwa mesin masih dalam kondisi aman untuk digunakan. Tingkat kebisingan mengalam penurunan 3,8 dB, meskipun pada analisa kinerja awal masih di bawah kebisingan.
5. Daftar Pustaka
[1]  Badan Pusat Statistik, “Statistik Lingkungan Hidup Indonesia (SLHI) 2018,” Badan Pus. Stat. Indones. , 2018, doi: 3305001.
[2]  N. D. Anggraeni and A. E. Latief, “Rancang Bangun Mesin Pencacah Plastik Tipe Gunting,” J. Rekayasa Hijau , 2018, doi: 10.26760/jrh.v2i2.2397.
[3]  A. E. Latief, N. D. Anggraeni, and A. Sulaeman, “Perancangan Poros dan Mata Pisau Mesin Pencacah Plastik,” in Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XV (SNTTM XV) , 2016, pp. 1095–1100.
[4]  N. D. Anggraeni, A. E. Latief, and I. Dermawan, “Analisa Kinerja Mesin Pencacah Botol Plastik Tipe Pet,” Mach. J. Tek. Mesin , vol. 5, no. 2, pp. 31–35, 2019, doi: 10.33019/jm.v5i2.1068.
[5]  D. E. Izraul Machdar, Pengantar Pengendalian Pencemaran (pencemaran air, pencemaran udara, kebisingan) . 2018.
[6]  T. Rochim, Teori dan Teknologi Proses Pemesinan . 1998.
[7]  R. Budynas and J. K. Nisbett, Shigley’s Mechanical Engineering Design . 2015.