Rancang Bangun Mesin Pencacah Sampah Organik Rumah Tangga
Noviyanti Nugraha, Dany Septyangga Pratama, Sopan Sopian, Nicolaus Roberto Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Itenas Bandung Email: noviyanti.mesin.itenas@gmail.com

## ABSTRAK
Proses  pemotongan  sampah  menjadi  ukuran  yang  lebih  kecil,  dapat  mempercepat proses  pengomposan,  sehingga  diperlukan  mesin  yang  mampu  mencacah  sampah organik sisa rumah tangga. Penelitian ini bertujuan untuk merancang, membuat serta menguji mesin pencacah organik yang mampu mencacah sisa sampah organik rumah tangga yang memiliki karakteristik basah dan alot, dengan minim polusi baik polusi pencemaran  udara  maupun  polusi  suara.    Perancangan  dan  pembuatan  meliputi komponen: poros, pisau tetap, pisau putar, rangka, casing, hopper, motor listrik serta sistem  transmisi.  Pengujian  meliputi  persentase  sampah  tercacah,  kapasitas  output hasil cacahan, dan pengujian tingkat polusi suara. Hasil perancangan dan pembuatan mesin  pencacah  sampah  ini  memiliki  dimensi  490x455x950mm dengan  pisau pencacah  yang  terdiri  dari  12  pisau  putar  dan  3  pisau  tetap,  berukuran  panjang 100mm tebal 3mm.  Transmisi daya menggunakan V-belt type A no 55 dan 2 buah pulley  yaitu  pulley  berukuran  2  inch  dan  pulley  berukuran  8  inch  dengan  masing- masing untuk satu alur. Daya motor listrik 1 Hp. Bahan poros ST-37 dengan panjang dan  diameter  600mm  dan  22mm,.  Dimensi  hopper  output  170x170mm  dengan kemiringan  20 o .  Dimensi  saringan  230x380x  2,5  mm  dengan  lubang ∅ 3mm  dan lubang pembuangan air ∅ 25,4𝑚𝑚. Mampu mencacah sampah organik sisa rumah tangga hingga 90% tercacah dan kapasitas output sampah sebesar 70%-80%, Tingkat kebisingan maksimum 90 db, masih didalam batas yang distandarkan yaitu 94 db.
Kata Kunci: Sampah Organik, Mesin Pencacah Sampah, Kapasitas Cacahan

## Noviyanti Nugraha, Dany Septyangga Pratama, Sopan Sopian, Nicolaus Roberto

## 1. PENDAHULUAN
Sampah organik yaitu suatu jenis sampah yang dapat membusuk, dan terurai. Contoh dari sampah organik seperti gambar 1 yaitu sisa makanan dari sayur-sayuran, daun-daun atau buah-buahan. Proses  daur  ulang  merupakan  salah  satu  cara  menanggulangi  masalah  sampah  tersebut.  (Panji Nugroho, 2013).
Gambar 1. Sampah organik.
Proses daur ulang adalah proses menjadikan bahan bekas atau sampah yang sudah tidak terpakai menjadi menjadi sesuatu yang baru yang dapat digunakan kembali dan memiliki nilai fungsi. (Jen Green,  2005).  Dalam  hal  ini  proses  daur  ulang  adalah  mengubah  sampah  organik  sisa  rumah tangga menjadi kompos. Kompos adalah hasil penguraian dari campuran bahan-bahan organik yang  dapat  dipercepat  oleh  populasi  berbagai  macam  mikroba  atau  mikroorganisme  dalam kondisi lingkungan yang hangat dan lembab (Sulistiyorini, 2011).
Proses  pengomposan  sampah  organik  akan  lebih  efisien  apabila  dilakukan  sedekat  mungkin dengan sumbernya dan skala kawasan misalnya kawasan pemukiman (RT/RW) dan kelurahan. Pengomposan  sampah  organik  skala  kawasan  akan  mengurangi  biaya  angkut  dan  biaya pembuangan sampah ke TPA (Subandrio dkk, 2012). Terdapat dua metode proses pengomposan yaitu  aerob  dimana  proses  pengomposan  memerlukan  oksigen,  dan  anaerob  yaitu  proses pengomposan tanpa oksigen (Sutanto, 2002).
Lamanya waktu yang diperlukan untuk proses pengomposan guna memperoleh kompos matang dan  stabil  tergantung  pada  beberapa  faktor  yaitu:  rasio  C/N  bahan  dasar,  ukuran  partikel, keberadaan  udara  (keadaan  aerobik),  dan  kelembaban  (Jain  dalam  FAO,  1980).  Proses pengomposan  menggunakan  mesin  yaitu  komposter  dapat  mempercepat  waktu  pengomposan (Noviyanti, 2017)
Dalam  mempercepat  proses  pengolahan  sampah  menjadi  kompos,  berdasarkan  faktor  ukuran partikel  sebaiknya  sampah  organik  dicacah  atau  dipotong-potong  terlebih  dahulu  sebelum dimasukan  kedalam  mesin  komposter,  sehingga  dibutuhkan  suatu  alat  atau  mesin  untuk memudahkan proses pencacahan tersebut yaitu mesin pencacah sampah organik. Mesin pencacah sampah organik berfungsi untuk memotong dan mencacah sampah menjadi potongan-potongan kecil sehingga  memudahkan dalam proses pengomposan. Mesin pencacah sampah yang sudah
ada pada umumnya terbatas, hanya untuk batang keras atau sampah organik harus dalam keadaan kering.
Pada penelitian ini akan dirancang serta dibuat mesin pencacah organik yang mampu mencacah sisa  sampah  organik  rumah  tangga  yang  umumnya  dalam  keadaan  basah  dan  alot.    Selain  itu perancangan  mesin  pencacah  organik  ini  diperuntukan  untuk  diletakan  didekat  perumahan sehingga  dipilih  jenis  mesin  yang  minim  menimbulkan  polusi  baik  polusi  pencemaran  udara maupun  polusi  suara.    Kemudian  akan  dilakukan  pengujian  terhadap  hasil  perancangan  dan pembuatan yang meliputi pengujian persentase sampah tercacah, kapasitas output hasil cacahan, dan pengujian tingkat polusi suara.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Prinsip kerja mesin pencacah sampah organik secara garis besar yaitu sampah organik dikumpulkan lalu dimasukan ke dalam mesin tersebut dan dicacah di dalam tabung pencacah dimana dalam tabung pencacah tersebut terdapat pisau putar dan pisau diam, setelah sampah tercacah maka sampah tersebut akan keluar di lubang output mesin pencacah dengan harapan sampah organik yang telah keluar memiliki ukuran yang lebih kecil agar memudahkan dalam proses pembuatan kompos.
Gambar 2. Rancangan mesin pencacah sampah organik
Mesin  pencacah  sampah  ini  dirancang  dengan  mekanisme shredder dimana  sampah  yang dimasukan  akan  tertarik,  terpotong,  dan  tercacah  sehingga  menjadi  serpihan  kecil.  Mesin pencacah  sampah  ini  menggunakan  motor  listrik  sebagai  daya  utama  dimana  motor  listrik  ini berfungsi untuk memutarkan poros penggerak beserta pisau yang dihubungkan  melalui pulley dan transmisi sabuk. Selain itu motor listrik memiliki tingkat polusi baik polusi udara maupun polusi suara, yang lebih kecil dibandingkan motor diesel.
Sebelum  melakukan  perancangan  mesin  pencacah,  dibutuhkanlah  kapasitas  sampah  yang  akan diolah  oleh  mesin.  Berdasarkan  survey  yang  dilakukan  di  lingkungan  masyarakat  terdekat, sampah yang dihasilkan warga satu RT yaitu 30 kg/hari–50 kg/hari yang akan diproses dalam waktu 3 hari sekali dengan waktu pengoprasian mesin yaitu ±3 jam sehinga dalam sekali proses sampah total adalah 150 kg. Maka kapasitas mesin yang dibutuhkan yaitu: 50 kg/jam. Dengan kapasitas sampah yang didapat yaitu 5 kg. Berdasarkan data kapasitas sampah diperoleh dimensi tabung  pencacah  dengan  ukuran  diameter  300mm,  dan  panjang  400mm.  Berdasarkan  hasil
perhitungan, daya penggerak yang dibutuhkan adalah 1Hp, dengan putaran dari motor listrik 1450 rpm direduksi menjadi 360 rpm (Dany, 2018).
Komponen-komponen mesin pencacah yang dibuat yaitu poros penggerak pisau, dudukan pisau, pisau putar, pisau tetap, plat saringan air, hopper , rangka dan casing atau penutup mesin. Selain itu  terdapat  beberapa  komponen  yang  telah  tersedia  di  pasaran  seperti  motor  listrik,  transmisi sabuk (v-belt), pulley, pillow block dan bearin g.
Berdasarkan  hasil  perhitungan  diperoleh  dimensi  poros  yaitu  memiliki  diameter  40mm  dan panjang 600mm menggunakan material ST 37. Poros diberi lubang dengan ukuran panjang 10 mm lebar 20mm dan kedalaman 10mm untuk dudukan pisau pisau putar. Pada poros kemudian dipasang  pisau  putar  dengan  jumlah  total  12  buah,  masing  masing  3  buah  dipassangkan  pada sekeliling poros pada jarak tertentu seperti yang terlihat pada gambar 3. (Sopan, 2016).
Gambar 3 . Pisau putar yang terpasang pada poros
Pisau  ini  berfungsi  sebagai  komponen  yang  akan  mencacah  atau  memotong  sampah  menjadi potongan-potongan kecil. Selain pisau putar yang menempel pada poros seperti gambar 3 diatas, ada pula jenis pisau yang lain yaitu pisau tetap yang dipasangkan  pada dudukan pisau kemudian dudukan pisau dipasangkan pada pada plat saringan air.
Poros penggerak yang akan berputar mengikuti putaran motor listrik dimana pada kedua  mata potong  pisau  ini  akan  saling  bertemu,  sehingga  pada  saat  poros  diputar  dan  sampah  berada  di dalam  mesin,  maka  sampah    akan  terpotong  sekaligus  bergerak  oleh  mata  pisau  dan  tercacah menjadi potongan-potongan kecil.
Gambar 4a . Pisau putar
Gambar 4b . Dimensi pisau putar
Bentuk  pisau  tetap  dapat  dilihat  pada  Gambar  4a.  Dan  ukuran  pisau  tetap  dapat  dilihat  pada gambar 4b.  Sedangkan pisau tetap berukuran panjang 100mm tebal 3mm yang ditempatkan pada dudukan pisau tetap yang berukuran panjang 230mm, lebar 30mm dan tebal 3mm, seperti pada gambar 5.
Gambar 5 . Pisau tetap (kiri) dan dudukan pisau tetap (kanan)
Dudukan  pisau  tetap ditempelkan  pada  saringan  berupa  plat  berlubang  berukuran  panjang  dan lebar, 230x380 mm serta tebal  2,5mm, dengan lubang ∅ 3mm seperti pada gambar 6.  Pemasangan pisau dengan dudukan nya menggunakan mur dan baut agar mudah untuk perawatan pisau.
Gambar 6. Dudukan Pisau yang terpasang pada saringan dan casing bagian bawah
Gambar 6. Juga memperlihatkan saringan yang terpasang pada casing. Casing merupakan bagian komponen mesin pencacah sebagai rumah dari komponen utama, casing ini terdiri dari dua bagian yaitu cassing bagian atas dan cassing bagian bawah. Untuk casing bagian bawah yang berfungsi sebagai  dudukan  saringan  dan  terdapat  lubang  pembuangan  air ∅ 25,4mm .  Material casing berupa  plat  dengan  tebal  5mm. Casing bagian  atas  diberi hopper  input untuk  memasukkan sampah yang akan dicacah. Hopper output dipasangkan pada bagian sisi casing bawah dengan ketebalan yang sama dengan casing yaitu 5mm. Hopper ouput memiliki panjang x lebar  170x170 mm dan dimiringkan dengan kemiringan 20º  seperti terlihat pada gambar 7  agar sampah yang tercacah bisa keluar dari hopper output (Sopan, 2016).
Gambar 7 . Lubang Hopper output
Rangka seperti pada gambar 8 berfungsi sebagai rangka utama yang digunakan untuk dudukan motor  listrik, pillow  block, poros, pulley dan casing. Material    rangka  yaitu  besi  siku  L.  Kaki Rangka bagian depan yaitu panjang 630mm dibuat lebih pendek dari kaki rangka bagian belakang yang memiliki panjang 680mm sehingga ruang cacahan menjadi miring sekitar 10º.
Gambar 8 . Rangka mesin pencacah.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pembuatan prototype mesin pencacah sampah ini, seperti yang telah dirancang sebelumnya memiliki dimensi 490 x 455 x 950 mm dengan pisau pencacah yang terdiri dari 12 pisau putar dan 3 pisau tetap, berukuran panjang 100mm tebal 3mm yang ditempatkan pada dudukan pisau tetap  yang  berukuran  panjang  230mm,  lebar  30mm  dan  tebal  3mm.  Daya  motor  listrik  yang digunakan yaitu 1 hp, dengan putaran dari motor listrik 1450 rpm direduksi menjadi 360 rpm. Transmisi daya menggunakan V-belt type A no 55 dan 2 buah pulley yaitu pulley berukuran 2 inch dan pulley berukuran 8 inch dengan masing-masing untuk satu alur. Panjang dan diameter poros adalah 600mm dan 22mm, bahan poros ST-37. Dimensi hopper output 170x170mm dengan kemiringan 20 o . Dimensi saringan 230 x 380 mm serta tebal  2,5mm dengan lubang ∅ 3mm dan lubang pembuangan air ∅ 25,4mm . Gambar 9 dan gambar 10 memperlihatkan mesin pencacah yang telah dibuat, tampak bagian luar dab bagian dalam.
Gambar 9. Mesin pencacah sampah organik tampak luar
Gambar 10 .  Bagian dalam mesin pencacah organik
Setelah proses pembuatan mesin pencacah sampah organik selesai, dilakukan pengujian terhadap mesin  tersebut.  Parameter  pengujian  meliputi  kapasitas  hasil  cacahan,  persentase  tercacah, diameter hasil cacahan, waktu cacahan dan tingkat kebisingan.
Prosedur  pengujian  adalah  sebagai  berikut,  pertama  sampah  organik  disiapkan  kemudian ditimbang,  massa  sampah  organik  yang  akan  diproses  disesuaikan  dengan  perancangan  yaitu sebanyak 5 kg. Setelah sampah yang akan diuji disiapkan, mesin pencacah sampah dihidupkan, sampah  dimasukkan  ke  dalam  hopper  input  untuk  dicacah.  Hasil  cacahan  akan  keluar  melalui hopper output Sampah yang telah keluar ditimbang. Hasil dari pengujian tersebut sampah tercacah 90% tetapi  masih  terdapat sampah  yang  tidak  keluar dari  hopper  output  sebesar  30%.  Artinya sampah  kapasitas  luaran  sampah  sebesar  70%.  Dimensi  hasil  cacahan  kurang  lebih  sebesar diameter saringan yaitu kurang lebih 10mm. Hasil cacahan dapat terlihat pada gambar 11.
1 2 3 5 6 4 Hopper input

## Cassing bag atas
Hopper output
Pipa air
Motor bensin Rangka mesin
7 Poros 8 Pisau putar 9 Pisau Tetap

## Gambar 11 . Hasil cacahan
Pengujian  selanjutnya  dicoba  memodifikasi  mesin  pencacah  dengan  menambahkan  blower dengan spesifikasi; Diameter blower 2 inci, daya 150 Watt, tegangan 220 Volt, arus 1.0 ampere, kecepatan putar 3600 rpm. Blower dipasangkan pada bagian belakang mesin seperti pada gambar 12 (Nicolaus, 2018).
Gambar 12 . Mesin pencacah yang ditambahkan blower
Setelah ditambahkan blower, kapasitas hasil cacahan meningkat menjadi 80%. Kapasitas output hasil cacahan kurang maksimal karena diameter saluran keluaran terlalu kecil. Perlu dimodifikasi agar lubang keluaran menjadi lebih besar sekitar 5-10 mm. Data hasil pengujian untuk putaran yang berbeda-beda dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1 . Data hasil pengujian mesin pencacah sampah organik
No Massa sampah (kg) Presentase tercacah (%) Presentase keluar (%) Waktu (min) Putaran Motor (Rpm) Putaran Pisau (Rpm) Tingkat Kebisingan (dB) Dimensi cacahan (mm) 1 5 90 80 60 2317 645,4 90,7 10 2 5 90 80 60 2296 638,8 88,8 10 3 5 90 80 60 2009 562,4 86,2 10
Tingkat kebisingan yang ditimbulkan masih dibawah standar kebisingan yang diijinkan yaitu 94 desibel  seperti  yang  diperlihatkan  pada  Tabel  2.  Sumber  standar  :  Pengukuran  Standar  Batas Tingkat Kebisingan dan Zona Kebisingan (Nicolaus, 2018).
Tabel 2 . Standar tingkat kebisingan No Tingkat Kebisingan (dBA) Pemaparan Harian 1 85 8 jam 2 88 4 jam 3 91 2 jam 4 94 1 jam 5 97 30 menit 6 100 15 enit

## 4. KESIMPULAN
Mesin  pencacah  sampah  ini  dirancang  dengan  mekanisme shredder dimana  sampah    yang dimasukan  akan  tertarik, terpotong,  dan tercacah  sehingga  menjadi  serpihan  kecil, daya  motor listrik yang digunakan sebesar 1hp dengan putaran dari motor listrik 1450 rpm direduksi menjadi 360 rpm. Hasil pembuatan prototype mesin pencacah sampah ini, seperti yang telah dirancang sebelumnya memiliki dimensi 490 x 455 x 950 mm dengan pisau pencacah yang terdiri dari 12 pisau  putar  dan  3  pisau  tetap,  berukuran  panjang  100mm  tebal  3  mm  yang  ditempatkan  pada dudukan pisau tetap yang berukuran panjang 230 mm, lebar 30 mm dan tebal 3 mm. Transmisi daya  menggunakan V-belt type A no 55 dan 2 buah pulley yaitu pulley berukuran 2 inch dan pulley berukuran  8  inch  dengan  masing-masing  untuk  satu  alur.  Panjang  dan  diameter  poros adalah  600mm  dan  22mm,  bahan  poros  ST-37.  Dimensi  hopper  output  170x170mm  dengan kemiringan 20 o . Dimensi saringan 230 x 380 mm serta tebal  2,5 mm dengan lubang ∅ 3 mm dan lubang pembuangan air ∅ 25,4 mm. Mampu mencacah sampah organik sisa rumah tangga hingga 90%  tercacah  dan  kapasitas  output  sampah  sebesar  70%,  Jika  ditambahkan  blower  kapasitas output  sampah  meningkat  hingga  80%.  Tingkat  kebisingan  maksimum  90  db,  masih  didalam batas yang distandarkan yaitu 94 db.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Panji Nugroho, 2013. Panduan Membuat Kompos Cair. Jakarta: Pustaka baru press
[2] Green Jen, 2005. Daur Ulang. Pakar Raya, Bandung
[3] Sulistyorini, lilis, 2011. Pengelolaan Sampah Dengan Cara Menjadikannya Kompos. Journal Unair.  Diperoleh  dari  http://journal.unair.ac.id/download-fullpapers-KESLING-2-1-08.pdf [diakses 09/05/17]
[4] Subandriyo, Didi Dwi Anggoro, Hadiyanto, 2012. Optimasi Pengomposan Sampah Organik Rumah  Tangga  Menggunakan  Kombinasi  Aktivator  EM4  Dan  Mol  Terhadap  Rasio  C/N. Jurnal Ilmu lingkungan UNDIP. Volume 10 Issue 2: 70-75(2012) ISSN 1829-8907.
[5] Sutanto,  R.  2002.  Pertanian  Organik  Menuju  Pertanian  Alternatif  dan  Berkelanjutan. Penerbit Kanisius. Yogyakarta
[6] Jain-FAO. 1980. Mechanized Compost Plant, Delhi. In Compost Technology. Project Field Document No. 13.
[7] Noviyanti,  Muhammad  Ridwan,  Nuha  Desi  A,  Odi  Fauzi,  David  Yusuf.  2018.  Rancang Bangun Komposter Rumah Tangga Komunal Sebagai Solusi Pengolahan Sampah Mandiri Kelurahan Pasirjati Bandung. CR Journal vol 3 no 2 2017. BP2D Jawa barat.
[8] Dany  Septyangga  Pratama,  2018.  Perancangan  Mesin  Pencacah  Sampah  Organik  Sisa Rumah Tangga. Tugas Akhir Institut Teknologi. Nasional. Bandung
[9] Sopan  Sopian,  2016.  Pembuatan  Mesin  Pencacah  Sampah  Rumah  Tangga.  Tugas  Akhir Institut Teknologi. Nasional. Bandung.
[10] Nicolaus  Roberto.  2018.  Pengujian  Mesin  Pencacah  Sampah  Organik  Rumah  Tangga. Tugas Akhir Institut Teknologi. Nasional. Bandung