Mekanisme Kerja Mesin Shredder dan Analisis Kegagalan Pada Proses Pengelolaan ..... (Ajrieh Setyawan, dkk)

## MEKANISME KERJA MESIN SHREDDER DAN ANALISIS KEGAGALAN PADA OPERASI PROSES PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF PADAT MATERIAL TERKONTAMINASI

## WORKING MECHANISM OF SHREDDER MACHINE AND FAILURE ANALYSIS IN THE OPERATION OF RADIOACTIVE WASTE TREATMENT PROCESS CONTAMINATED MATERIALS
Ajrieh Setyawan, Hendro, Purwantara
1 Pusat Teknologi Limbah Radioaktif – Badan Tenaga Nuklir Nasional Email: ajrieh@batan.go.id
diterima: 20 April 2021, diperbaiki : 28 April 2021, disetujui : 30 April 2021

## ABSTRAK
MEKANISME  KERJA  MESIN  SHREDDER  DAN  ANALISIS  KEGAGALAN  PADA  OPERASI PROSES  PENGOLAHAN  LIMBAH  RADIOAKTIF  PADAT  MATERIAL  TERKONTAMINASI. Mesin Shredder merupakan  alat  pencacah  atau  penghancur  di  mana  pada  penerapannya  di Pusat  Teknologi  Limbah  Radioaktif  (PTLR) digunakan  untuk  mengolah limbah  radioaktif padat material  terkontaminasi  yang  memiliki  dimensi  besar  seperti  jerigen,  drum High-density polyethylene ( HDPE),  drum  korosi  dan  lainnya.  Tujuan  akhir  dari  kegiatan  ini  adalah  untuk memberikan  informasi  terkait  Mesin shredder dan  mengetahui  hubungan  antara  mekanisme kerja  proses  pengoperasi  mesin shredder ,  serta  analisis  kegagalan  dalam  proses  pengolahan limbah  radioaktif  padat  material  terkontaminasi.  Metode  yang  digunakan  meliputi  pengoperasi alat,  pengamatan  dan  analisis  kegagalan  operasi  alat.  Hasil  kegiatan  diperoleh  bahwa kapasitas  produksi  operasi  mesin shredder sebesar  1.008  kg/jam  untuk  limbah  padat  drum HDPE  160  liter.  Untuk  menjaga  agar  operasi  mesin  dapat  berjalan  dengan  baik  diperlukan perawatan secara berkala. Analisis kegagalan dalam proses operasi alat shredder dipengaruhi oleh : operator, sistem operasi mesin, metode operasi, dan material bahan yang diolah.
Kata kunci: Shredder, Limbah radioaktif padat (HDPE), Analisis Kegagalan

## ABSTRACT
WORKING  MECHANISM  OF  SHREDDER  MACHINE  AND  FAILURE  ANALYSIS  IN  THE OPERATION  OF  RADIOACTIVE  WASTE  TREATMENT  PROCESS  CONTAMINATED MATERIALS . Shredder  machine  is  a  shredder  or  crusher  which  in  its  application  at  the Radioactive  Waste  Technology  Center  (PTLR)  is  used  to  treat  solid  radioactive  waste  of contaminated  material  which  has  large  dimensions  such  as  jerry  cans,  High-density polyethylene (HDPE) drums, corrosion drums and others. The final objective of this activity is to provide information related to the shredder machine and to find out the relationship between the working  mechanism  of  the  shredder  machine  operating  process,  as  well  as  failure  analysis  in the  process  of  treating  solid  radioactive  waste  of  contaminated  material.  The  method  used includes operating the tool, observing and analyzing the failure of the operation of the tool. The results showed that the production capacity of the shredder machine operation was 1,008 kg / hour  for  160  liter  HDPE  drum  solid  waste.  To  keep  the  machine  operating  properly,  periodic maintenance  is  required.  The  failure  analysis  in  the  shredder  tool  operation  process  is influenced  by:  the  operator,  the  machine  operating  system,  the  method  of  operation,  and  the material being processed.
Keywords: Shredder, Solid radioactive waste (HDPE), Failure Analysis.
Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XVIII, No.1, April 2021:hal. 1-9

## PENDAHULUAN
usat  Teknologi  Limbah  Radioaktif (PTLR)  merupakan  pusat  di  bawah
Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) yang mempunyai tugas melaksanakan pengelolaan limbah radioaktif di seluruh Indonesia. Pemanfaatan teknologi nuklir sudah pasti akan  menimbulkan  limbah  radioaktif. Beberapa  contoh  limbah  radioatif  padat meterial  terkontaminasi  yang  memiliki dimensi  besar  seperti  :  drum  HDPE terkontaminasi,  jerigen  terkontaminasi, dan bahan material padat terkontaminasi radioaktif  lainnya.  Mesin shredder atau disebut  juga  mesin  penghancur  dapat dijadikan salah satu alat bantu pengolahan  limbah  radioaktif  dalam penanganan awal limbah radioaktif padat terkontaminasi  yang  memiliki  dimensi besar dan   tidak  bisa ditangani  langsung dengan alat pengolahan limbah kompaksi yang dimiliki PTLR. [1] . Prinsip  kerja  alat shredder yaitu menghancurkan  material  padat  dengan mencacah  limbah  radioaktif  seperti  drum HDPE  dengan  menggunakan  dua  buah mata  pisau  pencacah  menjadi  bagian lebih    kecil  sehingga  dapat  masuk kedalam drum 100 liter. Tujuan akhir dari kegiatan  ini  untuk  memberikan  informasi proses  alat shredder dan  mengetahui hubungan antara mekanisme kerja proses  pengoperasi  mesin shredder , serta  analisis  kegagalan  dalam  proses pengolahan limbah radioaktif padat material terkontaminasi.

## TEORI

## Mesin Shredder
Gambar 1. Mesin Shredder
Desain  alat  mesin Shredder ditunjukan pada  Gambar  1.  Mesin  mengubah  secara mekanik  material  padat  terkontaminasi  menjadi bagian potongan kecil. Daya yang dihasilkan oleh motor  akan  ditranfer  menuju gearbox untuk mengubah  kecepatan  putaran  menjadi  putaran mata  pisau  penghancur  dengan  kecepatan putara  28  rpm [2] .  Dimensi  mesin  memiliki  ukuran keseluruhan sebagai berikut :
Ukuran mesin shredder Panjang (meter) Lebar (Meter) tinggi (Meter) Berat (Kg) 2,942 1,600 2,695 1000

## Spesifikasi  Komponen  Mesin  Shredder  Motor
Electric

## P
Mekanisme Kerja Mesin Shredder dan Analisis Kegagalan Pada Proses Pengelolaan ..... (Ajrieh Setyawan, dkk)
Motor  listrik  adalah  alat  untuk mengubah  energi  listrik  menjadi  energi mekanik.  Mesin Shredder menggunakan arus  listrik  AC.  Spesifikasi  dari  mesin Shredder ditunjukan pada tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi Mesin Motor No Spesifikasi Detail 1 No mesin DIT 19-024/00- 00-00 2 Main Power AC 380V 3 Control Power AC 220V 4 Daya Motor YUEMA 2 x 11KW 5 Horsepower 15Hp 6 Tegangan 50Hz 7 Rpm 1460 8 Rasio putaran 1:50

## Pisau Penghancur
Gambar 3. Pisau Penghancur
Pisau penghancur adalah salah satu komponen yang sangat penting pada alat ini, komponen ini bertugas untuk menghancurkan  limbah  material  padat terkontaminasi.  Meterial  bahan  yang digunakan  sebagai  pisau  penghancur adalah cold work tool steel tepatnya SKD 11  dengan  ukuran  pisau  ditujukan  pada tabel 2.
Tabel 2. Spesifikasi Mata Pisau Mesin Shredder No Spesifikasi Detail 1 Panjang Poros Pisau 720 mm Bahan S45C Diameter 100mm 2 Bahan Bahan S45C Harden , Tebal 25mm 3 Banyak Pisau  28 Mata pisau (bagian atas 14 dan bawah 14) 4 Pisau Blade / Pisau : 3 Mata Pisau 5 Cutting Chamber 800mm x 600mm, Tebal Plat 20mm 6 Diameter Mata pisau 400 mm 7 Gap antar pisau 40 mm
Control panel Gambar 4. Control Panel Mesin Control panel adalah seperangkat  rangkaian  yang  terdiri  dari relay, switch , dan sensor yang menunjukan  parameter  operasi  dan pengendalian  dari  mesin Shredder . Control  panel ini  sangat  penting  bagi mesin Shredder yang  bertujuan  untuk mengetahui  kinerja  dan  keselamatan operasi  dari  mesin Shredder. Sistem Control Panel mesin Shredder ditunjukan pada Gambar 4.
Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XVIII, No.1, April 2021:hal. 1-9
Control  panel pada  mesin Shredder adalah : a.  MCB ( miniature cirkuit breaker ) Sebagai  sistem  proteksi  arus berlebih  didalam  instalasi  listrik jika terjadi beban berlebih. b.  MCCB
Sebagai  pengaman  arus  listrik utama  atau  dapat  di  guanakan sebagai on/off sistem operasi. c.  RELAY
Sebagai  pelindung  komponen- komponen sensitif terhadap kelebihan  arus  yang  bekerja dalam pengendalian. d.  PLC ( Programeble Logic Control )
Untuk mengolah data-data masukan  dari  sinyal  input  dan pengendali  operasi  mesin    dan atau motor utama.
e.  POWER SUPLAY Sebagai  sumber  daya  (30kVa,
380volt,  3 phase )  utama  untuk menggerakan mesin. f. MC ( Magnetic contactor ) Sebagai switch pengendali motor utama g.  TRAVO Sebagai  penyalur  aliran  listrik  ke tegangan  rendah  untuk  s upply kontrol dari 380 volt ke 24 volt

## Exhaust Fan
Gambar 5. Exhaust Fan Mesin
Exhaust
fan berfungsi untuk
menghisap  udara  kontaminasi  hasil operasi  mesin  di  dalam  ruang shredder untuk  dibuang  ke  saluran system tata udara fasilitas intalasi pengolahan limbah radioaktif (IPLR). Spesifikasi dari exhaust fan mesin Shredder ditunjukan  pada tabel 3.
Tabel 3. Spesifikasi Exhaust Fan Model FV- 24CDUN Sumber Tegangan 220  V~  50 Hz Berat Produk (kg) 3,0 Hembusan Udara (m³/h) 180 Arus (A) 0,086 Pemakaian Daya (W) 19 Putaran  Per Menit (min¯1) 880

## Panel Operasi
Gambar 6. Panel Operasi Pengoperasian mesin Shredder dapat  dilakukan  secara  auto  maupun manual.  Operasi  auto  atau  manual bekerja  terkait  dengan  keselamatan  dari alat, yaitu untuk mengantisipasi terhadap berhentinya putaran poros pisau
terhadap  beban  berlebih.  Jika  putaran pisau  berhenti,  pada  operasi  auto  maka secara  otomatis  dalam  3  detik  setelah poros berhenti maka sistem akan memutar  balik  poros  secara  otomatis. Sedangkan  operasi  manual  jika  poros
Mekanisme Kerja Mesin Shredder dan Analisis Kegagalan Pada Proses Pengelolaan ..... (Ajrieh Setyawan, dkk)
pisau  terhenti  karena  beban  berlebih maka  operator  harus  menghentikan operasi  secara manual  dan  untuk memutar baliknya  dilakukan  secara manual dengan menekan tombol counter clockwise (CCW).  Panel  operasi  mesin shredder ditunjukan  pada  gambar  6. Tombol fungsi pengoperasian alat ditunjukan pada tabel 4.
Tabel 4. Tombol Pengoperasian Alat Nama Fungsi Tombol On Menghidupkan mesin utama keseluruhan Tombol Start Untuk  mengaktifkan start motor berjalan Stop Untuk menghentikan operasi mesin Emergncy stop Untuk mematikan jika  terjadi  kelainan operasi pada mesin CW (Clockwise) Untuk  mengaktifkan mesin  searah  jarum jam Reset Untuk mematikan fungsi mesin Forward (CCW) (counter clockwise) Untuk  mengaktifkan mesin berlawanan arah jarum jam Ss auto/manual Untuk mengatur mode operasi manual/auto proses

## METODOLOGI
Pengoperasi Alat. Pengoperasian alat Shredder dikontrol  untuk memastikan  fungsi  alat dapat  beroperasi  dengan  baik  dalam mencacah  dan  atau  menghancurkan limbah radioaktif padat
material terkontaminasi  atau  tidak.  Selain  itu untuk  memastikan  produk  hasil  proses dapat dimasukan kedalam drum 100 liter untuk proses pengolahan lebih lanjut.
Pengoperasi alat mesin shredder bekerja berdasarkan urutan :
a. Pemasukan  umpan  limbah radioaktif padat material terkontaminasi b. Pencacahan dan penghancuran  dalam  ruang tertutup c. Pemasukan  dalam  drum  100 liter d. Pengeluaran drum limbah 100 liter hasil produk mesin Shredder Lingkup  metodologi  dari  kegiatan pengoperasi  alat  meliputi  :  pemantauan mekanisme  kerja,  perawatan  mesin  dan analisis kegagalan

## Analisis Kegagalan.
Analisis  Kegagalan  adalah  suatu kegiatan yang ditujukan untuk mengetahui penyebab terjadinya kerusakan alat yang bersifat spesifik dari suatu operasi system. Analisis
kegagalan  bisa  berasal  dari  proses operasi,  baik  dari  operasi  alat Shredder maupun cara pengoperasian yang dilakukan  oleh  operator  yang  tidak sesuai. Analisis kegagalan bisa dimanfaatkan sebagai umpan balik dalam  perbaikan  desain  dan  sebagainya terhadap sistem atau komponen.
Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XVIII, No.1, April 2021:hal. 1-9
Gambar 7. Flowchart Operasi Mesin Shredder

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar  8.  Limbah  tanah  terkontaminasi dalam Drum HDPE hasil Clean Up Batan Indah.
Kegiatan Clean  Up Batan  indah membutuhkan wadah drum HDPE sebanyak  414  drum  untuk  menampung tanah  terkontaminasi.  Apabila  tanah Clean  Up dalam  drum  HDPE  telah
dilakukan pengolahan maka wadah drum HDPE  tersebut  menjadi  limbah  radioaktif padat terkontaminasi yang harus dilakukan pengolahan lebih lanjut

## Data hasil proses pengoprasian mesin
shredder
Gambar 9. Drum HDPE sebelum dan setelah diolah dengan mesin pencacah shredder
Motor Pisau Berputar & Fan On Tekan tombol Start , Drum HDPE disiapkan Drum terpotong / Tercacah Hasil Potongan ditampung dalam
Drum 100 liter
Drum HDPE dimasukan Pengeluaran Drum 100 liter Selesai
Mekanisme Kerja Mesin Shredder dan Analisis Kegagalan Pada Proses Pengelolaan ..... (Ajrieh Setyawan, dkk)
Drum HDPE 160 liter di hancurkan dalam mesin Shredder menjadi potongan bagian  yang  lebih  kecil  untuk  kemudian hasil  potongan  ditampung  dalam  drum 100 liter agar dapat diproses menggunakan alat kompaksi yang dimiliki PTLR.
Gambar 10. Perbandingan drum HDPE
dan Drum 100 liter
1 drum 100
liter dapat menampung  sebanyak  3  buah  drum HDPE 160 liter.
Tabel 5. Data proses Pengolahan Limbah Drum HDPE menggunakan mesin shredder No Drum HDPE 160l Berat (Kg) Waktu (Detik) 1 Sampel 1 7 25 2 Sampel 2 7 25 3 Sampel 3 7 25
Perhitungan  rata-rata  diperoleh data bahwa  :  Berat  kosong  1  buah  drum HDPE  yaitu  7  kg, waktu yang  diperlukan untuk proses penghancuran 1 buah drum HDPE  hingga  hancur  rata-rata  yaitu  25 detik.  Kapasitas  operasi  dari  mesin shredder dapat dihitung yaitu:
C =
C =

## C = 1.008 Kg / jam
Dari perhitungan diperoleh
kapasitas proses operasi mesih Shredder adalah  1.008  kg/jam  (1  ton/jam)  untuk drum HDPE 160 liter.

## Perawatan Pada Mesin shredder
Untuk  menjaga  unjuk  kerja  fungsi alat  agar  beroperasi  dengan  baik  maka dilakukan  kegiatan  perawatan  atau  yang lebih  dikenal  dengan  kata maintenance. Perawatan  adalah  suatu  usaha  yang dilakukan  untuk  menjaga  peralatan  atau mesin agar dapat berfungsi dengan baik.
Kinerja mesin shredder akan berada  dalam  kondisi  optimal  apabila dilakukan pengoperasian sesuai
prosedur,
berhati-hati,
dilakukan pemeriksaan  rutin,  pemeliharaan  secara berkala,  serta    dilakukan  perawatan  dan perbaikan  pada  bagian  mesin  yang mengalami  kerusakan.  Hal  yang  perlu diperhatikan dalam perawatan dari mesin shredder adalah :
Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XVIII, No.1, April 2021:hal. 1-9
Tabel 5. Perawatan Mesin Shredder Jenis Perawatan Waktu Pemeriksaan Harian Mingguan Bulanan 6 Bulanan Tahunan Pemeriksaan Kebersihan Komponen dan Area Sekitar Mesin x Pengecekan Lampu Indikator Kontrol Panel x Pemeriksaan Kondisi Mesin x Pemeriksaan Kebocoran x Pemeriksaan Saluran Udara Exhause Fan x Pemeriksaan Tingkat Level Oli x Pemeriksaan Kondisi Oli Motor x Pemeriksaan Pisau Unit x Pemeriksaan Fungsi Tiap Komponen x

## Analisis Kegagalan
Analisis  Kegagalan  pada  alat shredder dilakukan  untuk  mengetahui penyebab  terjadinya  kerusakan  yang bersifat  spesifik  dari  suatu  hasil  produk penghancuran/pencacahan. Jenis kegagalan  pada  produk  hasil shredder dapat  dilihat  dari  bentuk  akhir operasi. Analisis  kegagalan  bisa  berasal  dari proses  operasi,  baik  dari  :  mesin,  cara operasi  dan  material  limbah  radioaktif padat yang di hancurkan.
Metode Analisis Kegagalan proses operasi  mesin shredder digunakanlah metode 4M. Faktor 4M, yaitu:
1. Man , yaitu faktor dari manusia atau pekerja yang melakukan
pengoperasi mesin shredder.
2. Machine ,  yaitu  faktor  dari mesin  atau  alat  pendukung untuk  mempermudah  suatu pekerjaan.
3. Methode ,  yaitu  faktor  dari prosedur yang digunakan atau dilakukan
4. Material ,  yaitu  faktor  dari bahan material yang diolah.
Solusi untuk menyelesaikannya.
1.          Faktor Man, yaitu dengan memberikan sosialisasi dan pelatihan kepada  operator  mengenai cara  mengoperasikan  mesin shredder dengan  baik  dan benar.
Mekanisme Kerja Mesin Shredder dan Analisis Kegagalan Pada Proses Pengelolaan ..... (Ajrieh Setyawan, dkk)
2. Faktor Machine, yaitu dengan  memastikan  bahwa komponen mesin dapat berfungsi  dengan  baik  dan benar. 3. Faktor Methode, yaitu dengan  membikin  prosedur yang baku dalam mengoperasikan mesin shredder dapat  berupa  SOP, juknis dan atau cara kerja.
4. Faktor
Material, yaitu dengan  memastikan  material limbah radioaktif padat terkontaminasi  yang  di  olah komposisi materialnya merupakan bahan yang dapat di hancurkan / dicacah menggunakan
mesin
shredder.

## KESIMPULAN
Pengoperasi alat shredder memiliki  kapasitas  produksi  operasi sebesar  1.008  kg/jam  untuk  material berupa  Drum  HDPE  160liter.  Untuk menjaga  agar  operasi  mesin  dapat berjalan dengan baik diperlukan perawatan secara berkala. Analisis kegagalan  dalam  proses  operasi  alat shredder  dipengaruhi  oleh  :  operator, sistem  operasi  mesin,  metode  operasi, dan  material  bahan  yang  akan  di hancurkan  /  cacah  menggunakan  mesin shredder.

## DAFTAR PUSTAKA.
1.  Technicatome-BATAN, Solid radioactive Waste treatment, System Note Compaction , 1983
2.  PT.  Delta  Inovasi  Teknologi,  Assh shredder
machine,
Depok, Indonesia, 2019 3.  KAERI, Operation  of  Radioactive Waste Treatment Facility ,
KAERI/MR-455/2006, (2006).
4.  IAEA  Nuclear  Energy  Series,  2014,
Mobile  Processing  Systems  for
Radioactive  Waste  Management,
IAEA- Vienna 5.  K.  H.  Oma,  1985,  Shredder  and Incinerator Technology for Treatment of Commercial Transuranic Wastes, Pacific Northwest  Laboratory  Operated  for the  U.S.  Department  of  Energy  by
Battelle Memorial Institute.
6.  Undang-undang  No  10  Tahun  1997 Tentang Ketenaga Nukliran, (1997)
7.  PP 61 Tahun 2013 Tentang
Pengelolaan Limbah Radioaktif
8.  M.  Alma,  2020,  Sistem  Otomatisasi Exhaust  Fan  pada  alat  Shredder  di PTLR,  Prosiding  Seminar  SENTEN, BATAN
9.  Purwantara, 2020, Rancang Bangun Mesin  Shredder,  Buletin  Limbah,
PTLR-BATAN 10.  PTLR, 2020, Laporan Kinerja Instansi  Pemerintah  Tahun  2020,
PTLR - BATAN
Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XVIII, No.1, April 2021:hal. 1-9