Volume 13  No. 2 Juli 2021 ISSN : 2085 – 1669 e-ISSN : 2460 – 0288 Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/jurtek Email :  jurnalteknologi@umj.ac.id

## U  N  I  V  E  R  S  I  T  A  S   M  U  H  A  M  M  A  D  I  Y  A  H   J  A  K  A  R  T  A

## PERANCANGAN MESIN PEMBUKA KALENG AEROSOL UNTUK KATEGORI LIMBAH BAHAN BERBAHAYA DAN BERACUN (B3)
Agri Suwandi 1* , Azid Rizqi Al Afghani 2 , Dede Lia Zariatin 3 , Rosidi 4
1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Pancasila, Jakarta, Indonesia Srengseng Sawah, Jagakarsa 12640
2,3 Program Studi Diploma Tiga Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Pancasila, Jakarta, Indonesia Srengseng Sawah, Jagakarsa 12640
4 Program Studi Teknik Mesin, Polteknik Negeri Jakarta, Jl. Prof. DR. G.A. Siwabessy, Depok Jawa Barat 16425
*agrisuwandi@univpancasila.ac.id Diterima: 15 Mei 2021 Direvisi: 17 Juni 2021 Disetujui: 19 Juli 2021

## ABSTRAK
Limbah adalah sisa produksi skala industri dan rumah tangga.  Salah satu contoh limbah adalah limbah bahan berbahaya dan beracun. Limbah ini adalah sisa dari usaha atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya dan beracun yang sifatnya, konsentrasinya, dan jumlahnya dapat mencemarkan lingkungan hidup  serta  makhluk  hidup  lain,  kaleng  aerosol  termasuk  ke  dalam  kategori  limbah  B3  ini.  Kaleng aerosol jika  dibuang  begitu  saja  dapat  mengakibatkan  pencemaran  lingkungan,  sehingga  dibutuhkan teknik pengelolaan khusus untuk mengatasinya.  Salah satu solusi penanganan limbah kaleng aerosol adalah  membuat  teknologi  atau  mesin  yang  dapat  membuka  kaleng  tersebut  agar  aman  untuk dimanfaatkan  kembali.  Metode  perancangan  yang  digunakan  adalah  metode  Pahl  &  Beitz  dalam melakukan  perancangan  mesin  pembuka  kaleng  limbah  bahan  berbahaya  dan  beracun.  Tahap  awal merancang  adalah  dengan  mengidentifikasi  permasalahan  yang  ada,  kemudian  melakukan pengembangan dan merencanakan beberapa konsep sampai terpilih satu konsep yang tepat dan sesuai kebutuhan. Berdasarkan hasil perancangan dan perhitungan, spesifikasi mesin ini menggunakan motor listrik  1,5  HP  dengan  kecepatan  putar  1000  RPM  yang  telah  direduksi  oleh  gearbox  1:20  untuk menggerakkan batang engkol yang mendorong kaleng aerosol tersebut ke arah pisau pemotong untuk membuka bagian atas dan bawah kaleng, sehingga dapat dimanfaatkan kembali.
Kata kunci: Perancangan, kaleng, aerosol , limbah, B3.

## ABSTRACT
Waste is a product of industrial and domestic production. An example of waste is dangerous and toxic waste. This waste is the residue of a business or activity containing hazardous and poisonous materials whose nature, concentration, and quantity can pollute the environment and other living things; aerosol cans  included  in  this  category  of  B3  waste.  If  discarded,  aerosols  may  pollute  the  environment; therefore, special techniques for eliminated. A solution to handle aerosols is to create a technology or machines  that  can  open the  boxes to  be safe  for  reuse.  The  design  method  used  is  the  Pahl  &  Beitz method in designing a can opener for hazardous and toxic waste. The initial design step is to identify existing problems and then develop and plan several concepts until a suitable design is selected and as required. Based on the design and calculation results, this machine specification uses a 1.5 HP electric motor with a rotating speed of 1000 RPM, which a 1:20 gearbox has foreshortened to move the crank rod that pushes the aerosol can towards the cutting knife to open the top and bottom of the can. To be able to reuse it.
Keywords : Design, cans, aerosols, waste, B3.

## PENDAHULUAN
Merambah era industri yang kian maju, maka  semakin  berkembang  juga  proses produksi  suatu  perusahaan.  Perkembangan dunia  industri  ini  juga  berpengaruh  positif terhadap  pemuasan  kebutuhan  manusia,  tetapi juga  memberikan  pengaruh  negatif  untuk lingkungan jika tidak diatasi dengan pengolahan  limbah  industri  yang  memadai. Secara  umum  pengertian  dari  limbah  dapat disimpulkan  sebagai  bahan  bekas  produksi yang  sudah  tidak  mempunyai  nilai  guna, sehingga  tidak  lagi  terpakai.  Limbah  sering disebut juga sebagai sampah industri, ada juga yang  menyebutnya  sisa  hasil  pabrik  (Putra, Setyowati and Apriyanto, 2019)
Limbah B3 adalah sisa dari usaha atau kegiatan  yang  mengandung  bahan  berbahaya dan  beracun  yang  sifat  atau  konsentrasi  dan jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak langsung  dapat  mencemarkan  lingkungan hidup,  dan  dapat  membahayakan  lingkungan hidup,  kesehatan,  serta  makhluk  hidup  lain (Marliani, 2015)
Salah  satu  contoh  limbah  bahan berbahaya  dan  beracun  adalah  kaleng  aerosol. Kaleng  aerosol  ini  biasa  kita  jumpai  dalam kehidupan  kita  sehari  hari.  Beberapa  contoh kaleng  ini  antara  lain  kemasan  kaleng  obat nyamuk,  parfum  semprot,  cat  semprot,  krim pencukur,  deodoran,  dan  masih  banyak  yang lainnya (Ichtiakhiri and Sudarmaji, 2015)

## Limbah B3
Limbah atau sampah adalah bahan sisa yang  dihasilkan  dari  sebuah  proses  produksi, apapun  bentuk  produksinya.  Mulai  dari  skala kecil, seperti rumah tangga, hingga skala besar seperti pabrik industri. Limbah memiliki bentuk yang  beragam,  mulai  dari  limbah  cair  hingga limbah  padat.  Limbah  menjadi  bahan  buangan yang  keberadaannya  tidak  dikehendaki  ada  di lingkungan  tinggal  manusia.  Sebab,  limbah dinilai  tidak  memiliki  manfaat  apapun,  baik secara  ekonomis,  kesehatan,  maupun  secara visual.  Salah  satu  contoh  dari  limbah  adalah limbah bahan berbahaya dan beracun (B3).
Limbah  yang  digolongkan  sebagai limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) bila mengandung  bahan  berbahaya  atau  beracun yang  sifat  dan  konsentrasinya,  baik  langsung maupun  tidak  langsung  dapat  merusak, mencemarkan lingkungan hidup, dan juga dapat membahayakan  kesehatan  manusia.  Contoh
limbah  bahan  berbahaya  dan  beracun  (B3) antara  lain  adalah  bahan  baku  dengan karakteristik  seperti  berikut:  mudah  terbakar, mudah  menyala,  bersifat  reaktif,  mudah teroksidasi, dan lain-lain ketika hasil laboratorium  dapat  disimpulkan  termasuk  ke dalam kategori B3 (Marliani, 2015)
B3 adalah akronim dari bahan berbahaya  dan  beracun.  Oleh  karena  itu, pengertian limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) dapat diartikan sebagai suatu buangan atau limbah yang sifat dan konsentrasinya mengandung  beberapa  zat  beracun  dan berbahaya yang secara langsung  maupun  tidak langsung dapat merusak lingkungan, mengganggu  kesehatan,  dan  mengancam kelangsungan  hidup  manusia  serta  organisme lainya.  Limbah  bahan  berbahaya  dan  beracun (B3) ini dapat dihasilkan dari kegiatan domestik rumah  tangga.  Contoh  limbah  domestik  yaitu kaleng bekas semprotan serangga, kaleng bekas sarden  atau  botol  minuman  kaleng,  sisa  cairan pembilas  pakaian,  desinfektan  portable,  sisa pewarna  makanan,  pernis,  wadah  deodoran, wadah cairan pemoles kendaraan, ataupun sisa barang elektronik (Pertiwi, Joko and Dangiran, 2017).
Sifat-sifat dari limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) antara lain adalah (Utami and Syafrudin, 2018) : mudah meledak ( explosive ), pengoksidasi  ( oxidizing ),  mudah  menyala ( flammable ), beracun ( toxic ), berbahaya ( harmful ),  korosif  ( corrosive ),  dan  iritasi ( irritant ).

## Jenis-Jenis Limbah B3
Jenis-jenis limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) menurut sumbernya dapat dibagi menjadi 3 jenis, yaitu (Nugroho, 2013):
1. Limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) dari Sumber Spesifik
Segala  macam  limbah  berbahaya  yang berasal dari kegiatan utama industri dapat dikategorikan  sebagai  jenis  limbah  bahan berbahaya  dan  beracun  (B3)  dari  sumber spesifik.
2. Limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) dari Sumber tidak Spesifik
Sama  halnya  dengan  limbah  B3  dari sumber  spesifik,  limbah  jenis  ini  juga berasal  dari  aktivitas  industri.  Bedanya, limbah  jenis  ini  bukan  berasal  dari kegiatan  utama  industri  melainkan  dari kegiatan  selanjutnya  seperti  kegiatan
Jurnal Teknologi 13 (2) pp 115 - 128 © 2021
pemeliharaan alat,
pencucian,
pengemasan, pelarutan kerak dan kegiatan pemeliharaan lainnya.
3. Limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) yang  Sudah  Kadaluwarsa,  Tumpah  dan Bekas Kemasan.
Berdasarkan  kajian  dari  Setiyono
(Setiyono,  2018),  limbah  bahan  berbahaya dan  beracun  (B3)  juga  memiliki  masa kadaluwarsa dan tidak kalah berbahaya.

## Kaleng Aerosol
Salah  satu  contoh  dari  limbah  bahan berbahaya  dan  beracun  (B3)  adalah  kaleng aerosol.  Membuang  langsung  kaleng  aerosol begitu  saja  ke  lingkungan  sekitar  memiliki dampak yang buruk bagi lingkungan. Gas yang biasa  dijumpai  pada  kaleng  aerosol  yaitu propana, isobutana, butana, dan freon memiliki peran  yang  sangat  besar  bagi  pengurangan lapisan  ozon  bumi  (Zuraida et  al. ,  2012; Prasetyo,  2014;  Kholil  and  Prasetyo,  2017). Bahan-bahan  tersebut  biasanya  juga  dapat digunakan  untuk  mengemas  produk  seperti produk  insektisida,  cat  semprot,  pernis,  cairan pembersih, antiseptic , hair spray , deodoran, dan lain-lain . Selama kaleng berada di penimbunan, kaleng  tersebut  dapat  mengeluarkan  gas berbahaya tersebut ke atmosfer bumi (O’brien, Klapperick  and  Bell,  1995).  Pada  umumnya, kaleng  tersebut  terbuat  dari  bahan  aluminium, tin  plate  dan  kadang  kaleng  tersebut  dilapisi dengan  pelat  timah,  seperti  tampak  pada Gambar 1.
Gambar 1 . Beberapa jenis kaleng aerosol
Kaleng  aerosol  memiliki  beberapa komponen  antara  lain  (Zuraida et  al. ,  2012;
Prasetyo, 2014; Kholil and Prasetyo, 2017):
1. Wadah .  Banyak  material  yang  bisa digunakan dalam proses pembuatan wadah aerosol seperti logam, aluminium dan baja tidak  mudah  berkarat  (stainless  steel), tinplate, juga plastik.
2. Propelan .  Propelan  adalah  zat  yang menghasilkan  beban  yang  dibutuhkan untuk  mendorong  bahan  atau  kandungan dari  wadah  dengan  komponen  lain  yang mengubah  bahan  ke  bentuk  fisik  yang diinginkan.  Contoh  gas  yang  digunakan seperti etana dan butana.
3. Kosentrat . Konsentrat memerlukan pelarut  pembantu  untuk  memperbaiki kelarutan  zat  aktf  atau  formulasi  dalam propelan, contohnya alkohol murni.
4. Katup  Terpasang .  Kegunaan  dari  katup terpasang  yaitu  melepasan  isi  dari  tabung dalam wujud yang diinginkan dan dengan kecepatan yang diinginkan dengan menerapkan katup berbagai ukuran, dalam kuantitas yang tepat. Diantara bahan-bahan yang  digunakan  dalam  pembuatan  katup contohnya adalah plastik, karet, aluminium, dan baja tidak mudah berkarat.
Adapun bagian katup terpasang umumnya  mencakup  segmen-segmen  seperti yang ditunjukan pada gambar 2 berikut:
Gambar  2 .  Bagian  katup  kaleng aerosol (O’brien, Klapperick and Bell, 1995)
Aktuator  merupakan  komponen  yang ditekan  pelanggan  untuk  memobilisasi  katup yang  mengeluarkan  produk  dari  wadah. Tangkai  berfungsi  untuk  menyokong  aktuator dan  pemancaran  produk  dalam  bentuk  yang tepat  ke  ruang  aktuator  (Kholil  and  Prasetyo, 2017).  Pengikat  ditempatkan  secara  tepat terhadap  tangkai,  yang  berfungsi  untuk mencegah  terjadi  kebocoran  zat  di  dalam kaleng. Pegas adalah mekanisme yang menarik kembali aktuator ketika penekanan telah selesai dilepaskan,  lalu  pegas  tersebut  memulihkan katup  ke  letak  semula  (Prasetyo,  2014). Lengkungan bantalan melekat di tabung aerosol atau wadah, berfungsi memegang katup. Karena segmen bawah lengkung bantalan ini tersentuh
formula, maka ia harus memperoleh perhitungan  atau  pertimbangan  yang  sama dengan  area  dalam  wadah,  agar  kriteria ketercampuran dipenuhi (Zuraida et al. , 2012). Umumnya  dilapisi  menggunakan  material seperti  resin  atau  vinyl  untuk  meminimalisir pencampuran  yang  tidak  diinginkan. Body terletak  langsung  di  bawah  lengkung  bantalan yang  memiliki  fungsi  menghubungkan  pipa dengan  tangkai  dan  aktuator.  Bersamaan dengan  tangkai,  lubangnya  juga  membantu menyimpulkan kecepatan pelepasan hasil yang dikeluarkan.  Pipa  tercelup  ( Dip  tube )  terletak secara  memanjang  dari  badan,  turun  menuju kedalam  produk,  berfungsi  untuk  membawa produk  dalam  kemasan  dari  wadah  menuju katup.  Aktuator  merupakan  komponen  yang ditekan  pelanggan  untuk  memobilisasi  katup yang mengeluarkan produk dari wadah.
Penelitian  ini  merupakan  bagian  dari roadmap  penelitian  pengembangan  teknologi tepat  guna  untuk  mengatasi  sampah  atau limbah. Tulisan ini membahas tentang perancangan  mesin  mesin  pembuka  kaleng aerosol untuk kategori limbah bahan berbahaya dan  beracun  (B3)  dengan  tujuan  untuk mendapatkan  rancangan  dan  spesifikasi  mesin yang  sesuai  dengan  fungsi  dan  kebutuhan. Metode pemotongan kaleng dengan
menggunkan mesin otomatis merupakan kebaruan dalam penelitian yang dilakukan.

## METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  yang  digunakan dapat dilihat  dalam  diagram  alir  pada  Gambar 3.  Untuk  mendapatkan  hasil  rancangan  yang optimal  dan  sesuai  dengan  kebutuhan,  maka digunakan  metode  perancangan  agar  lebih terarah dan terukur. Adapun metode perancangan  dan  pengembangan  produk  yang digunakan adalah metode Pahl & Beitz.
Tahap pertama dalam perancangan dan pengembangan  produk  adalah  melakukan identifikasi  terhadap  masalah  yang  kan diselesaikan atau dicarikan solusinya.
Berdasarkan metode perancangan Pahl & Beitz (Pahl et  al. ,  2013)  untuk  dapat  memenuhi konsep desain, terdapat daftar persyaratan yang terdiri  dari  beberapa  aspek  perancangan. Adapun  penilaian  aspek  tersebut  terdiri  dari suatu  hal  yang  wajib  dipenuhi  ( demand ) ataupun masih sebatas keinginan ( wishes ) yang rangkumannya  dapat  dilihat  pada  tabel  1  . Sebelumnya  dibuat  dan  disebarkan  kuesioner
kepada  pelanggan  atau  pengguna  atau  pelaku pengolah limbah kaleng jenis aerosol.
Gambar 3. Metode penelitian
Tabel  1 .  Kuisioner wish  and  demand
Jurnal Teknologi 13 (2) pp 115 - 128 © 2021
Setelah dibuat struktur fungsi keseluruhan  beserta  sub  fungsinya,  maka selanjutnya  dicari  prinsip-prinsip  solusi  untuk memenuhi  sub  fungsi  tersebut.  Metode  yang akan  digunakan  dalam  mencari  prinsip  solusi adalah  metode  kombinasi,  yaitu  metode  yang mengkombinasikan  semua  solusi  yang  ada dalam bentuk matriks (Libyawati, Suwandi and Agustian,  2017;  Pamungkas et  al. ,  2019; Suwandi and Budiyawan, 2019). Struktur  fungsi  adalah  masukan  dan keluaran suatu sistem teknik untuk menjalankan tugas  tertentu.  Struktur  fungsi  mesin  pembuka kaleng  limbah  bahan  berbahaya  dan  beracun (B3)  ini  terdiri  dari  2  unsur,  yaitu  fungsi keseluruhan dan sub fungsi keseluruhan seperti terlihat pada Gambar 3.
Gambar 4. Fungsi keseluruhan
Mekanisme  yang  terjadi  pada  mesin pembuka  limbah  kaleng  bahan  berbahaya  dan beracun  (B3)  yaitu  dimulai  dari  motor  yang kemudian meneruskan daya gerak ke gearbox , dan  selanjutnya  diterima  oleh  komponen puli , dimana puli ini membuat gerak translasi secara horizontal pada batang engkol dan diterima oleh penahan  bermagnet.  Kemudian  kaleng  yang terjatuh  dari  corong  masuk  akan  tertahan  oleh penahan bermagnet, yang kemudian diteruskan untuk dilakukan proses pembukaan bagian atas dan bawah kaleng aerosol yang dilakukan oleh mata pisau.
Prinsip  solusi  diusahakan  sebanyak mungkin,  akan  tetapi  prinsip-prinsip  solusi tersebut  dianalisis  lagi,  dimana  prinsip  solusi yang kurang bermanfaat dapat dihilangkan atau diabaikan  dengan  tujuan  agar  dalam  tahap perancangan  konsep  selanjutnya  tidak  terlalu banyak  konsep  yang  harus  dievaluasi  kembali (Pamungkas et  al. ,  2019;  Suwandi  and Budiyawan, 2019).
Setelah  membuat  tabel  prinsip  solusi (lihat  tabel  2),  maka  tahap  selanjutnya  adalah pembuatan  konsep  varian,  terdapat  3  varian konsep  yang  akan  dibuat  dan  hanya  1  varian yang  terpilih.  Untuk  itu,  dibuatlah  kuisioner  3
varian  konsep  untuk  menentukan  varian  mana yang akan terpilih.
Tabel 2 . Prinsip solusi
Keterangan garis tabel: : Varian 1
: Varian 2 : Varian 3
Dari  hasil  kombinasi  tabel  prinsip solusi dihasilkan kombinasi sebagai berikut : Varian 1 : 1.1 – 2.1 – 3.1 – 4.1 – 5.1 – 6.1 – 7.1 Varian 2 : 1.2 – 2.2 – 3.2 – 4.2 – 5.1 – 6.2 – 7.2 Varian 3 : 1.2 – 2.2 – 3.2 – 4.3 – 5.2 – 6.3 – 7.3
Selanjutnya,  data  kuisioner  kemudian dievaluasi dan dibagi nilai-nilainya berdasarkan masing-masing  varian  konsep  dan  kriteria evaluasi  yang  totalnya  berjumlah  10  kriteria evaluasi.  Terdapat  parameter  kriteria  untuk mengetahui  atau  mengukur  bahwa  mesin tersebut  dapat  memenuhi  kriteria  atau  tidak. Kemudian  setelah  dilakukan  pembobotan didapatkan hasil 3,00 untuk varian 1, kemudian 3,46 untuk varian 2, serta 4,19 untuk varian 3. Berdasarkan pembobotan varian tersebut, maka dihasilkan  nilai  varian  yang  terbesar  yaitu varian 3 dengan nilai 4,19 seperti pada tabel 3.
Tabel 3. Pembobotan varian Berdasarkan  tabel  3,  maka  varian  3 terpilih menjadi varian yang akan dikembangkan dan dibuat perancangan detailnya.  Kelebihan  dari  varian  3  ini  adalah penggunaan  magnet  yang  diletakkan  pada pencekam limbah kaleng agar memaksimalkan cengkaman pada kaleng saat proses pembukaan bagian atas dan bawah kaleng aerosol. Adanya beberapa pelindung komponen pun diharapkan dapat lebih aman pada saat proses pembukaan terjadi  juga  menjadi  salah  satu  keunggulan dibanding  dengan  varian  lainnya.  Gambar varian terpilih dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 3. Varian terpilih

## HASIL DAN PEMBAHASAN Perhitungan Spesifikasi Komponen Mesin
Perancangan detail di buat berdasarkan varian terpilih pada perancangan konsep varian sebelumnya. Prinsip kerja dari mesin Pembuka Kaleng Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3)  ini  menggunakan  motor  listrik  sebagai penggerak  utama,  putaran  motor  listrik kemudian  diteruskan  ke gearbox  reducer ,  dan diteruskan  ke  puli  menggunakan  poros.  Dari puli  tersebut  kemudian  diteruskan  ke  batang
engkol yang mendorong kaleng aerosol menuju ke  stand  pemotong  untuk  dilakukan  proses pembukaan  bagian  atas  dan  bawah  kaleng tersebut.
Berikut  dijabarkan  perhitungan  daya motor  yang  akan  dipergunakan  (Khurmi  and Gupta, 2005): 1. Perhitungan daya dan torsi: Fp = 0,8 . U . s . Rm (1) Fp = 0,8 . 63mm . 0,17mm . 245 Fp = 2099,16 N 2. Massa tools :
Massa tools + Massa benda uji Massa gerinda + Massa adaptor shrank + Massa kaleng aerosol kosong Massa tools = ( 0,01 kg + 0,1 kg + 0,1 kg ) Massa tools = 0,21 kg 3. Gaya tools :
F tools = 0,01 + 0,1 + 0,1 . gravitasi
F tools = 0,21 . 9,81 m/s2 F tools = 2,06 N
4. Gaya total:
F total  = F tools + F pemotongan
= 2,06 N + 2099,16 N = 2101,22 N 5. Torsi: T = F . r (2) T = 2101,22 N + 88,9 mm T = 186798,45 kg.mm T = 186,79 kg.m 6. Perhitungan daya yang dibutuhkan: P = . T (3) P  = . T P  = 1,57 . 186,79 P  = 293,27 Watt P  = 0,29 kW
Perhitungan daya rencana motor listrik pemotong  kaleng  menggunakan  persamaan rumus
Pd = f c . P (4)
Pd = 1,5 (berdasarkan tabel faktor koreksi dengan asumsi 8 jam kerja) Pd = 1,5 . P Pd = 1,5 . 0,29 kW Pd = 0,43 kW
Berdasarkan  hasil  perhitungan  yang telah  dilakukan  sebelumnya,  maka  didapatkan perhitungan  daya  sebesar  0,43  kW  atau  setara dengan  0,58  Hp.  Berdasarkan  perhitungan
Jurnal Teknologi 13 (2) pp 115 - 128 © 2021
diatas, maka digunakan motor listrik sebesar 1 Hp.

## Perhitungan Gaya pada Mata Pisau
Mata  pisau  yang  digunakan  berjenis circullar saw blade dengan bahan alumunium, diameter 7 inch atau sekitar 178 mm dan tebal 1 mm serta jumlah mata pisau sebanyak 100 buah yang dapat dilihat pada gambar 4:
Gambar 4. Mata pisau
Berikut  dijabarkan  perhitungan  gaya pada pisau yang dirancang (Khurmi and Gupta, 2005):
1. Kecepatan putaran potong : V = (5) Dimana : d = diameter poros = 20mm n = putaran poros = 2 = 3,14 . 20 2 = 1256 rpm Maka : V =
V =
V = 1,31 m/s 2. Kecepatan hasil pemotongan :
(6)
Dimana : d = diameter poros pisau = 5mm = 0,05 m n = putaran poros = 1256 rpm Maka :
= 0,7 m/min
3. Kapasitas pemotongan :
Q = (7) Dimana : = massa kaleng aerosol (100g) Maka :  Q = 100 . 0,07 Q = 7 kg/jam 4. Berat pisau : Wn = d.t.y (8) Dimana  :  d  =  diameter  mata  pisau  =  178mm t  = tebal mata pisau = 1 mm y = berat jenis pisau = 2,7.10 3 kg/m 3 Bahan pisau memakai alumunium Maka :
Wn = 178 . 1 . 2,7.10 3 = 0,18 kg
5. Gaya tangensial pisau
Ft = . ω 2 . r = ( ) 2 . r    (9) Dimana : Wn = Berat pisau (kg)
n = putaran poros (rpm) g = gaya gravitasi = 9,81 𝑚 / 𝑠 ² r = jari-jari lintasan potong Maka, gaya tangensial pisau sebesar : Ft = ( ) 2 .0,89
Ft = 5,17 kg Ft = 49,04 N

## Perhitungan Gaya Engkol
Engkol  dipergunakan  untuk  penerus gerak  dorong  kaleng  ke  arah  pisau,  berikut dijabarkan perhitungan gaya pada engkol yang dirancang (Khurmi and Gupta, 2005):
1. Perhitungan massa tools :
Massa puli + massa batang engkol 1 + massa batang engkol 2 + Plat pencekam Massa tools = 0,82 kg
Frekuensi (putaran/sekon): f (10) f =
f = 0,83 sekon
2. Kecepatan sudut:
(11)
Dimana : ω = kecepatan sudut (rad/sekon)
π = konstanta lingkaran Maka : = 2,4   rad/s
3. Kecepatan linear:
v = 2 (12) Dimana : v = kecepatan linear (rad/sekon)
π = konstanta lingkaran = 22/7 r  = radius (jari-jari lingkaran)
f = frekuensi (putaran/sekon)
Maka : v = 2 v = 2   . 100 . 0,83
v = 521.21 mm/s = 0,521 m/s 4. Gaya sentripetal:
F s (13)
Dimana : Fs  =  Gaya  sentripetal  atau  komponen gaya dalam arah radial (N) m = Massa benda (kg) v  = Kecepatan linear (m/s) R = radius (jari-jari lingkaran)

## Perhitungan Poros
Spesifikasi poros pada Mesin Pembuka Kaleng Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3)  menggunakan  bahan  baja  karbon  st37 dengan  kekuatan  tarik  sebesar  57  MPa  atau sebesar  57.000.000  N/m 2 .  Adapun  langkah- langkah  perhitungan  pada  perencanaan  poros yaitu (Khurmi and Gupta, 2005): 1. Penentuan daya rencana : Diketahui : Pd = Daya yang direncanakan (kW) Fc = Faktor koreksi = 1 P  =  Nominal  daya  output  motor penggerak (kW) Pd = f c . P Pd = 1 . 0,104 kW Pd = 0,10 kW
2. Torsi poros : T = 9,74 . 10 5 . (14)
Diketahui :
T = Torsi (kg.mm) Pd = Daya perencanaan (kW) = 0,104 kW n  = Putaran mesin = 1000 RPM
T = 9,74 . 10 5 .
T  = 9,74 . 10 5 .
T =
T = 101,29 kg.mm T = 0,12 kg.m
3. Tegangan geser yang diizinkan : (15)
Dimana :
=  Tegangan  geser  yang  diizinkan (kg/mm 2 ) = Kekuatan tarik material (kg/mm 2 ) =  Safety  factor  =  3,0  karena memakan baja karbon = Safety factor = 1,3 dikarenakan pengaruh  kekerasan  pasak  dan  poros bertingkat
= 1,35 kg/mm 2
4. Diameter poros : Ds = (16)
Ds =
Ds = 20 mm Ket : Kt    =  2,0  karena  diperkirakan  terjadi tumbukan besar Cb  =  2,0  karena  diperkirakan  terjadi pemakaian dengan beban lentur
Perhitungan Puli
Puli dipergunakan untuk penerus gerak dari  motor  ke  engkol  pendorong,  berikut dijabarkan  perhitungan  gaya  pada  puli  yang dirancang (Khurmi and Gupta, 2005):
D 2 = (17)
Dimana : N1 = Putaran mesin penggerak (rpm) D2 = Diameter puli mesin kerja (mm) N2 = Putaran mesin kerja ηp  =  Randemen  pengopel  untuk  Flat belt : 0,9 – 0,93 untuk V belt : 0,95 – 0,97 Maka :
D 2 =
=
= 200 mm

## Perhitungan gearbox reducer
Adapun  perhitungan  gearbox  yang akan  digunakan  adalah  gearbox  dengan  jenis WPO dengan rasio perbandingan 1:20 (Khurmi and Gupta, 2005):
n =    . 1000 Rpm (18)
Jurnal Teknologi 13 (2) pp 115 - 128 © 2021
Keterangan :
n = rpm yang dibutuhkan
n =   . 1000
n = 50 Rpm = 0,83 Rps

## Analisa Kekuatan Rangka
Analisis  yang  dilakukan  yaitu  untuk mengetahui  tingkat  kekuatan  rangka  mesin dalam menerima beban (Libyawati, Upara and Suwandi,  2019).  Analisis  dilakukan  dengan menggunakan software SOLIDWORKS  2021 Education  Version ,  dan  jenis  beban  yang diterima  rangka  yaitu  beban  statis.  Untuk mengetahui lebih lanjut, maka akan ditampilkan spesifikasi  rangka  dari  mesin  ini  dapat  dilihat pada tabel 4 berikut:
Tabel 4. Spesifikasi rangka Jenis rangka Besi kotak berongga (20 × 20 × 2) mm Material Besi hollow galvanis Kekuatan tarik 203,94 MPa (203943242,6 N/m 2 ) Kekuatan luluh 356,90 MPa (356900674,5 N/m 2 ) Massa jenis 7870 kg/m 3
Jenis rangka yang digunakan mesin ini merupakan  jenis  besi  dengan  profil  kotak berongga dengan ukuran 20x20x2mm berjenis besi hollow galvanis  yang  memiliki  kekuatan tarik  sebesar  203,94MPa  dan  kekuatan  luluh sebesar 356,90 MPa, selain itu massa jenis dari material ini sebesar 7870 kg/m3.
Perhitungan  Diagram  benda  bebas dilakukan  terhadap  4  area  utama  pembebanan pada rangka. Perhitungan diagram benda bebas dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Pembebanan pada rangka
1. Perhitungan FBD area 1
Pada titik pembebanan ini, rangka menerima pembebanan sebesar 21,10 kg sehingga gaya yang  terjadi  sebesar  240,13  N  dan  panjang rangka  adalah  0,75  m.  Adapun  hasil perhitungan  dari free  body diagram  area  1 dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6 . FBD area 1
ΣM b = 0 R 1 . 0,75 - 240,13 . 0,75 . 0,20 = 0
0,75 . R 1 = 31,04 R 1 = R 1 = 41,38 N ΣM a = 0
R 2 . 0,75 - 240,13 . 0,75 . 0,20 = 0
0,75 . R 1 = 31,04
R 1 = R 1 = 41,38 N
2. Perhitungan FBD area 2
Pada  titik  pembebanan  ke  2  ini,  rangka menerima  pembebanan  sebesar  21,10  kg sehingga gaya yang terjadi sebesar 240,13 N dan panjang rangka adalah 0,40 m. Adapun hasil  perhitungan  dari free  body  diagram area 2 dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. FBD area 2
ΣM b = 0
R 1 . 0,40 - 240,13 . 0,40 . 0,20 = 0 0,40 . R 1 = 16,5
R 1 =
R 1 = 41,38 N ΣM a = 0 R 2 . 0,40 - 240,13 . 0,40 . 0,20 = 0
0,40 . R 1 = 16,5
R 1 = R 1 = 41,38 N

## 3. Perhitungan FBD area 3
Pada  titik  pembebanan  ke  2  ini,  rangka menerima  pembebanan  sebesar  45,85  kg sehingga gaya yang terjadi sebesar 449,66 N dan  panjang  rangka  adalah  0,75    m  seperti Gambar 8.

## Gambar 11. FBD area 3
ΣMb = 0 R1 . 0,75 - 449,66 . 0,75 . 0,20 = 0 0,75 . R1 = 67,44 R1 = 67,44/0,75 R1= 89,93 N ΣMa = 0 R2 . 0,75 - 449,66. 0,75 . 0,20 = 0 0,75 . R1 = 67,44 R1 = 67,44/0,75 R1 = 89,93 N
4. Perhitungan FBD area 4
Pada  titik  pembebanan  ke  2  ini,  rangka menerima  pembebanan  sebesar  45,85  kg sehingga gaya yang terjadi sebesar 449,66 N dan panjang rangka adalah 0,40  m. Adapun hasil  perhitungan  dari free  body  diagram dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9. FBD area 4
R1 . 0,40 - 449,66 . 0,40 . 0,20 = 0
0,40 . R1 = 35,97
R1 = 35,97/0,40 R1= 89,93 N ΣMa = 0 R2 . 0,40 - 449,66. 0,40 . 0,20 = 0 0,40 . R1 = 35,97 R1 = 35,97/0,40 R1= 89,93 N

## Analisis Sumbu Y Area 1
Untuk  memastikan  hasil  perhitungan kekuatan  rangka  perlu  dilakukan  analisis simulasi dengan menggunakan software  untuk dapat  dibandingkan  agar  didapatkan  nilai referensi  yang  valid  (Libyawati,  Upara  and Suwandi, 2019). Berdasarkan hasil perhitungan dasar  menggunakan  rumus  volume  dan massa,maka  didapatkan  massa  jenis  dengan melakukan.  Total  beban  yang  ditopang  pada rangka  area  1  yaitu  sebesar  21,10  kg  dengan massa  total  sebesar  240,13  N  seperti  tampak pada Gambar 10.
Gambar 10. Analisis sumbu Y area 1
Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, factor  of  safety pada  rangka  dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
SF = yield strength / tegangan normal = 356,90 MPa / 36,84 MPa
= 9,6
Sementara  itu allowable  stress atau  tegangan yang  diizinkan  pada  rangka  dapat  diketahui dengan persamaan berikut:
Allowble Stress = 0,75 . yield stress = 0,75 . 36,84 MPa = 27,63 Mpa

## Analisis Sumbu Y Area 2
Untuk  pembebanan  area  2  didapatkan total  massa  dari  komponen-komponen  mesin ialah  sebesar  45,85  kg  atau  sebesar  449,66  N. Total  massa  jenis  ini  didapatkan  melalui
Jurnal Teknologi 13 (2) pp 115 - 128 © 2021
perhitungan volume dan massa dari komponen yang digunakan yang terlihat pada Gambar 11.
Gambar 11. Analisis sumbu y area 2
Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, factor  of  safety pada  rangka  dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
SF = yield strength / tegangan normal SF = 356,90 MPa / 68,182 MPa SF = 5,23 Semakin  tinggi  nilai factor  of  safety maka semakin  aman  suatu  kontruksi  dari  rangka (Libyawati,  Upara  and  Suwandi,  2019) sedangkan allowable stress atau tegangan yang diizinkan  pada  rangka  dapat  diketahui  dengan persamaan sebagai berikut :
Allowble Stress = 0,75 . yield stress Allowble Stress = 0,75 . 68,182 MPa Allowble Stress = 51,137 MPa maka,  dapat  ditarik  kesimpulan  bahwa  rangka mesin  dengan  jenis  material  besi  hollow galvanis  ini  aman  untuk  digunakan  karena tegangan maksimal yang terjadi sebesar 51,137 MPa,  tidak  melebihi  batas yield  strength dari material tersebut yang sebesar 356,90 MPa.

## Analisis Sumbu X
Pada  analisis  sumbu  x  ini,  besar  gaya didapatkan dari mekanisme kerja dari komponen  puli,  batang  engkol  1  dan  2,  serta pencekam  dari  kaleng  aerosol.  Besarnya  gaya tersebut  sebesar  22  N  yang  tampak  pada Gambar 12.
Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, factor  of  safety pada  rangka  dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
SF = yield strength / tegangan normal SF = 356,90 MPa / 0,001 MPa SF = 356,90 Semakin  tinggi  nilai  factor  of  safety  maka semakin aman suatu kontruksi dari rangka dan sementara  itu,  allowable  stress  atau  tegangan
yang  diizinkan  pada  rangka  dapat  diketahui dengan persamaan sebagai berikut :
Allowble Stress = 0,75 . yield stress Allowble Stress = 0,75 . 0,001 MPa Allowble Stress = 0,0075 MPa maka,  dapat  ditarik  kesimpulan  bahwa  rangka mesin  dengan  jenis  material  besi  hollow galvanis  ini  aman  untuk  digunakan  karena tegangan maksimal yang terjadi sebesar 0,0075 MPa,  tidak  melebihi  batas  yield  strength  dari material tersebut yang sebesar 356,90 MPa.

## Gambar 12. Analisis sumbu X

## Cara Kerja Mesin Pembuka Kaleng Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3)
Langkah  pertama  yaitu  motor  listrik menerima  sinyal  on  (hidup)  dan  bergerak, kemudian  dari  motor  listrik  ini  meneruskan daya  putaran  ke  gearbox.  Dari  gearbox, kecepatan  putar  diturunkan  dan  pergerakan rotasi  secara  horizontal  tersebut  berubah arahnya  menjadi  gerak  rotasi  secara  vertikal kearah  poros,  yang  meneruskan  putaran tersebut  ke  komponen  puli  seperti  yang ditampakkan pada Gambar 13.
Gambar  13. Mesin  pembuka  kaleng  limbah bahan berbahaya dan beracun (B3)
Dari komponen puli ini, putaran dibuah dari  rotasi  menjadi  translasi  untuk  mendorong penahan bermagnet serta kaleng aerosol seperti tampak pada Gambar 14.
Gambar 14. Proses membuka bagian atas dan bawah kaleng aerosol
Proses pembukaan kaleng tersebut akan menghasilkan hasil akhir produk berupa kaleng aerosol  tanpa  tutup  dan  alas,  yang  jatuh kedalam wadah penampung pada bagian bawah mesin yang kemudian bisa digunakan kembali untuk  kerajinan  tangan/produk  yang  memiliki nilai ekonomis dan bermanfaat bagi masyarakat sekitar.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  perhitungan  yang telah  dijabarkan  sebelumnya,  maka  dapat disimpulkan bahwa komponen-komponen utama  dari  mesin  pembuka  kaleng  limbah bahan  berbahaya  dan  beracun  (B3)  yang digunakan  meliputi  :  Motor  AC  1,5  Hp  1000 Rpm, motor DC 775 12V, besi hollow galvanis, bearing ucf  204  diameter  20  mm, shrank adaptor diameter  5  mm,  mata  pisau  mollar diameter 7 inch, Magnet Strip , Spring, Puli A1 ×  8  inch  ×  20  mm,  poros  ST37  atau  setara dengan  AISI  1045  diameter  20  mm, Gearbox WPO  60  ratio  1:20,  serta Flexible  Coupling FCL 90.
Berdasarkan  hasil  analisis  kekuatan rangka yang telah dilakukan menggunakan fitur frame  analysis pada software SOLIDWORKS
2021 Education  Version terhadap  2  sisi  dari rangka  mesin  yang  paling  banyak  menerima beban  komponen  mesin.  Pada  analisis  rangka sisi 1, diberikan gaya sebesar 240,13 N dengan tegangan terbesar yang terjadi pada sisi rangka 1  senilai  36,84  MPa  atau  36.846.000  N/m2.
Kemudian pada analisis rangka sisi 2, diberikan gaya  sebesar  449,66  N  dengan  tegangan
terbesar yang terjadi pada sisi rangka 2 senilai 68,18 MPa atau sebesar 68.182.000 N/m2.

## DAFTAR PUSTAKA
Ichtiakhiri, T. H. And Sudarmaji, S. (2015) ‘B3 Waste Management And Health Workers Complaint  In.  Inka  (Persero)  Madiun City’, Jurnal  Kesehatan  Lingkungan
Unair .  Airlangga  University,  8(1),  Pp.
118–127.
Kholil,  M.  And  Prasetyo,  E.  D.  (2017) ‘Tinjauan Kualitas Pada Aerosol Can Ø 65  X  124  Dengan  Pendekatan  Metode
Six Sigma Pada Line Abm 3 Departemen Assembly’, Sinergi . Mercu Buana
University, 21(1), Pp. 53–58.
Khurmi,  R.  S.  And  Gupta,  J.  K.  (2005) A Textbook Of Machine Design . Eurasia. Libyawati, W., Suwandi, A. And Agustian, H.
(2017)  ‘Rancang  Bangun  Teknologi Modified  Atmosphere  Storage  (Mas) Dengan  Kapasitas  4,  77  M3’, Jurnal Teknologi , 9(2), Pp. 103–116.
Libyawati,  W.,  Upara,  N.  And  Suwandi,  A. (2019)  ‘Analisis  Kinematika  Pada Desain Alat Bantu Peningkat Keterampilan  Juru  Las  Smaw’, Jurnal Teknologi , 11(2), Pp. 111–116.
Marliani,  N.  (2015)  ‘Pemanfaatan  Limbah
Rumah  Tangga  (Sampah  Anorganik)
Sebagai  Bentuk  Implementasi  Dari Pendidikan Lingkungan Hidup’,
Formatif:  Jurnal  Ilmiah  Pendidikan
Mipa , 4(2).
Nugroho,  S.  S.  (2013)  ‘Pengelolaan  Limbah
Bahan Berbahaya Dan Beracun
Perspektif  Undangundang  Nomor  32 Tahun  2009  Tentang  Perlindungan  Dan Pengelolaan Lingkungan Hidup’, Jurnal Sosial , 14(2), Pp. 22–26.
O’brien, M. D., Klapperick, R. L. And Bell, C. W. (1995) ‘Aerosol Can Waste Disposal Device’. Google Patents.
Pahl,  G. Et  Al. (2013) Engineering  Design:  A Systematic  Approach .  Springer  Science
& Business Media.
Pamungkas,  I.  R. Et  Al. (2019)  ‘Perancangan Mesin  Tube  Notcher  Menggunakan Metode  G.  Pahl  Dan  W.  Beitz’, Teknobiz:  Jurnal  Ilmiah  Program  Studi Magister Teknik Mesin , 9(2), Pp. 20–32. Pertiwi,  V.,  Joko,  T.  And  Dangiran,  H.  L.
(2017)  ‘Evaluasi  Pengelolaan  Limbah Bahan  Berbahaya  Dan  Beracun (B3)  Di
Jurnal Teknologi 13 (2) pp 115 - 128 © 2021
Rumah  Sakit  Roemani  Muhammadiyah Semarang’, Jurnal Kesehatan Masyarakat (Undip) . Fakultas Kesehatan Masyarakat, 5(3), Pp. 420–430. Prasetyo, E. D. (2014) ‘Analisa Produksi Pada Aerosol  Can  Ø  65  X  124  Dengan Menggunakan  Metode  Pendekatan  Six Sigma  Pada  Line  Abm  3  Departemen Assembly  Pt.  Xyz’, Penelitian  Dan Aplikasi  Sistem  Dan  Teknik  Industri . Mercu  Buana  University,  8(2),  P. 182871. Putra,  T.  I.,  Setyowati,  N.  And  Apriyanto,  E.
(2019) ‘Identifikasi Jenis Dan Pengelolaan  Limbah  Bahan  Berbahaya
Dan  Beracun  Rumah  Tangga:  Studi
Kasus  Kelurahan  Pasar Tais  Kecamatan
Seluma  Kabupaten  Seluma’, Naturalis: Jurnal  Penelitian  Pengelolaan  Sumber Daya  Alam  Dan  Lingkungan ,  8(2),  Pp. 49–61.
Setiyono,  S.  (2018)  ‘Potensi  Limbah  Bahan
Berbahaya  Dan  Beracun  (B3)  Di Wilayah  Dki  Jakarta  Dan  Strategi Pengelolaannya’, Jurnal  Air  Indonesia , 1(3). Suwandi,  A.  And  Budiyawan,  D.  A.  (2019) ‘Perancangan  Gillnet  Hauler  Bertenaga
Penggerak Hybrid Untuk Kapal 5-10 Gt’,
Flywheel:  Jurnal  Teknik  Mesin  Untirta , Pp. 74–82. Utami,  K.  T.  And  Syafrudin,  S.  (2018) ‘Pengelolaan  Limbah  Bahan  Berbahaya Dan Beracun (B3) Studi Kasuspt. Holcim Indonesia, Tbk Narogong Plant’, Jurnal Presipitasi:  Media  Komunikasi  Dan
Pengembangan Teknik Lingkungan . Universitas Diponegoro, 15(2), Pp. 127– 132. Zuraida,  R. Et  Al. (2012)  ‘Pengendalian
Kualitas  Untuk  Meminimalkan  Jumlah Cacat  Pada  Produk  Kaleng  Aeorosol’,
Comtech:  Computer,  Mathematics  And Engineering Applications , 3(1), Pp. 584– 594.