## Rancang Bangun Mesin Pencacah Plastik Tipe Gunting

## Nuha Desi Anggraeni dan Alfan Ekajati Latief
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, ITENAS, Bandung Email: nuha@itenas.ac.id

## ABSTRAK
Jumlah sampah plastik yang dibuang kelaut oleh Indonesia jumlahnya mendekati 200 juta ton. Jumlah ini berada di bawah Tiongkok yang menghasilkan sampah plastik mencapai 262,9 juta ton. Pada saat yang sama, kebutuhan akan plastik di Indonesia baru terpenuhi sekitar 64% dari total 5 juta ton plastik. Sampah plastik yang dibuang kelaut, seharusnya dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Sampah plastik yang telah ada, perlu diolah agar dapat dimanfaatkan kembali sebagai plastik produksi. Pengolahan sampah plastik yang paling sederhana adalah dengan mencacah plastik yang telah ada menjadi serpihan-serpihan kecil menggunakan mesin pencacah. Mesin pencacah dapat digunakan dimanapun karena menggunakan mesin diesel sebagai penggeraknya. Mekanisme pencacahan yang digunakan menggunakan tipe gunting. Hasil perancangan mesin pencacah menggunakan 5 mata pisau dengan spesifikasi, panjang 180 mm, lebar 50 mm, tebal 10 mm dan sudut mata pisau 35° dengan panjang poros penggerak 450 mm, diameter 30 mm.
Kata kunci:plastik, mesin, daur ulang.

## ABSTRACT
The amount of plastic waste discharged into the sea by Indonesia is approximately 200 million tons. This amount is below China which produces plastic waste reaches 262.9 million tons. At the same time, the need for plastics in Indonesia is only fulfilled about 64% of the total 5 million tons of plastic. Plastic waste discharged into the sea, should be utilized to meet these needs. Plastic waste that has been there, needs to be processed in order to be reused as a production plastic. The simplest plastic waste processing is to chop the already existing plastic into small pieces. This chopper machine can be used anywhere because it uses a diesel engine as its propulsion. The enumeration mechanism used with scissor type. The design of the enumerator machine uses 5 blades with specifications, length of 180 mm, width 50 mm, 10 mm thick and 35 ° knife angle with 450 mm drive length, 30 mm diameter.
Keyword: plastic, machine, recycle

## 1. PENDAHULUAN
Sampah  plastik  merupakan  jenis  sampah  yang  sangat  sulit  terurai  dalam  tanah,  untuk  menguraikan sampah  plastik  diperlukan  waktu  puluhan  tahun.  Pembuangan  sampah  plastik  langsung  di  Tempat Pembuangan  Akhir  (TPA)  akan  menimbulkan  masalah  jika  tidak  dikelola  dengan  baik.  Untuk  itu, perlu  dilakukan  pengelolaan  sampah  plastik,  mulai  dari  rumah  tangga  agar  sampah  dapat  terolah dengan  baik.  Bentuk  pengelolaan  sampah  plastik,  dapat  dimulai  dengan  melakukan  pencacahan sampah tersebut agar mudah untuk didaur ulang. Pencacahan sampah  plastik  dapat  dilakukan  tanpa atau dengan menggunakan mesin. Penggunaan mesin pencacah untuk mencacah sampah plastik akan menghemat  waktu  pendaurulangan  plastik,  selain  menjadikan  sampah  plastik  tersebut  bernilai  jual tinggi.
Dengan menggunakan mesin pencacah ini, diharapkan dalam satu jam dapat mencacah plastik hingga 50  kg.  Untuk  memudahkan  perancangan,  maka  sampah  plastik  yang  dapat  dicacah  pada  mesin  ini hanya  plastik  tipe polyethylene .  Dengan  mekanisme  pencacahan crusher tipe  gunting,  untuk memudahkan  pencacahan  sampah  plastik  [1].  Pada  penelitian  ini,  berhasil  direalisasikan  hasil perancangan baik poros dan mata pisau berserta dengan konstruksi yang mendukung mesin pencacah. Mesin diesel digunakan agar mesin dapat digunakan kapan saja dimana saja, pisau yang dihubungkan dengan poros juga dapat diganti sesuai dengan kebutuhan pencacahan [2]. Selainitu, mesin pencacah ini juga dapat dibongkar pasang dan dipindahkan.

## 2. METODOLOGI

## 2.1. Metodologi Penelitian
Perancangan mesin pencacah dilakukan mengikuti metodologi yang diuraikan pada gambar 1.
Start Kebutuhan Mesin Pencacah Spesifikasi Teknis hasil perancangan (Poros, mata pisau dan konstruksi) Pemilihan konsep terbaik Wewujudkan konsep ( embodiment ) Evaluasi Realisasi mesin pencacah Dokumentasi hasil perancangan Selesai Tidak Ya Gambar 1 Diagram alir rancang bangun mesin pencacah

## 2.2. Perancangan Poros dan Mata Pisau
Untuk  merealisasikan  mesin  pencacah,  dilakukan  perancangan  mata  pisau  dan  poros  yang  sesuai dengan  kebutuhan  pencacahan  plastik,  dan  juga  dapat  diganti  dengan  mata  pisau  yang  berbeda. Kapasitas  mesin  pencacah  diharapkan  mencapai  50  kg  sampah  plastik  tercacah  selama  satu  jam. Setelah  dilakukan  perancangan  tersebut,  konstruksi  dirancang  agar  mesin  pencacah  dapat  mudah dipindahkan. Skema daya untuk mesin pencacah ini diperlihatkan pada gambar 2, dengan mesin diesel digunakan sebagai penggeraknya.
Sampah
Mesin Diesel Pulley & V- belt Poros
Mata pisau
Serpihan plastik

## Gambar 2 Skema aliran daya [1]
Sudut  ideal  matapisau  yang  digunakan  adalah  35°,  untuk  menghasilkan  ketajaman  matapisau  yang sesuai  dengan  kebutuhan  pengunaan  di  lapangan  [3],  mengikuti  konsep  mata  pisau  yang  diuraikan pada tabel 1. Dari tabel 1 diketahui, semakin kecil sudut mata pisau maka pisau akan semakin tajam, selain itu gaya pemakanan yang diberikan pada plastik saat pencacahan sangat kecil.
Tabel 1 Konsep Mata Pisau [1]
(Concept) (Feasibility Judgement) ¾ Semakin  kecil  sudut  mata  pisau,  maka semakin tajam. ¾ Gaya  pemakanan  yang  diberikan  pada plastik saat pencacahan sangat kecil. ¾ Waktu produksi mata pisau sekitar ± 2 minggu  karena  memiliki  tingkat kesulitan  yang  tidak  terlalu  sulit  pada saat produksi. ¾ Mata  pisau  bisa  diatur  maju  atau mundur  sesuai  kebutuhan  dari  tebal plastik yang akan dicacah.
Mata pisau yang dirancang diharapkan dapat diatur maju dan mundur sesuai dengan kebutuhan tebal plastik  yang  akan  dicacah.  Tegangan  geser  maksimum  untuk  mata  pisau  nilainya  adalah  589,38 N/mm 2 . Baja karbon  digunakan untuk pembuatan poros, karena pada  bahan tersebut, tegangan yang terjadinya  adalah  28,19  kg/mm 2 .  Bahan  tersebut  dipilih  karena  tegangan  luluh  ( yield )  bernilai  48 kg/mm 2 , sehingga dapat disimpulkan bahwa bahan yang digunakan aman karena σ yield > σ terjadi [4].
Spesifikasi teknis mesin pencacah awal diperlihatkan pada tabel 2.

## Tabel 2 Daftar Target SpesifikasiTeknis
No Spesifikasi Teknis Target 1 Kapasitas 50 kg/Jam 2 Faktor keamanan Lebih dari 1 4 Daya motor Max 5 HP 5 Dimensi minimum (1000x1500x225)mm 6 Transmisi penggerak Transmisi sabuk 7 Ukuran panjang plastik 10 mm

## 2.3. Perancangan Konstruksi Mesin
Untuk  mewujudkan  konsep  perancangan  konstruksi  mesin,  perhitungan  mekanikal  elemen-elemen mesin pencacah plastik, dari rangka, sistem penggerak dan juga transmisinya [5]. Hasil perancangan konstruksi mesin diperlihatkan pada gambar 3.

## Gambar 3 Dokumentasi hasil perancangan
Dimensi  hasil  perancangan  konstruksi  mesin  diperlihatkan  pada  tabel  3,  dengan  panjang  1000  mm, lebar 225 mm, tinggi 1500 mm, dan jarak antar poros 500 mm. Konstruksi ditambah dengan hopper berdimensi, panjang 335 mm, lebar 260 mm dan tinggi 650 mm. Sehingga dimensi konstruksi total adalah: panjang 1000 mm, lebar 340 mm dan tinggi 1500 mm.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil perancangan mesin pencacah diperlihatkan pada tabel 3.
Tabel 3 Spesifikasi teknis hasil perancangan 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 Dudukanmatapisau Dimensi 176 mm x 50 mm x 8 mm Jumlah 3 buah Material Baja perkakas JIS SKD 11 τ y = 589,38 Mpa Piringan 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 Jenispasak 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
Konsep sudut ideal mata pisau adalah 35°-45°, sudut mata potong 10°, pada penelitian ini digunakan sudut 35°. Nilai maksimum momen lentur adalah 54606,4 Nmm, yang diakibatkan oleh beban yang terjadi  pada  komponen  mata  pisau  dan  gaya-gaya  pemotongan  mata  pisau.  Diameter  poros  rencana adalah  30  mm,  torsinya  bernilai  60192  Nmm,  sehingga  tegangan  poros  yang  terjadi  adalah  28,19 kg/mm 2 [6].  Sehingga  pemilihan  bahan  poros  S30C  (baja  karbon  konstruksi)  yang  memiliki σ y =48 kg/mm 2 , aman saat digunakan.
Transmisi pulley yang digunakan adalah tipe V alur tunggal dengan ukuran diameter penggerak 100 mm dan diameter pulley yang digerakkan 150  mm.  Daya  yang dibutuhkan adalah 4,5 HP, sehingga digunakan  mesin  diesel  dengan  daya  5  HP.  Desain hopper meliputi safety factor dan  kemudahan memasukkan sampah plastik yang akandicacah [7].

## 4. KESIMPULAN
Mata  pisau,  poros  dan  konstruksi  yang  dirancang  telah  berhasil  digunakan  untuk  mencacah  plastik sesuai dengan rencana perancangan. Mesin pencacah yang dibuat telah berfungsi dengan baik, hanya perlu  dilakukan  pengujian untuk  menentukan  kapasitas  pencacahan  dan  kinerja  mesin.  Mesin  diesel yang digunakan dapat diganti dengan mesin penggerak lain selama daya yang ditransmisikan nilainya lebih dari 4,5 HP (3,3 kW). Mesin pencacah ini masih dapat dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  A. E. Latief, N. D. Anggraeni and A. Sulaeman, "Perancangan Poros dan Mata Pisau Mesin Pencacah Plastik," in Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin ke-15 , Bandung, 2016.
[2]  A. E. Latief, N. D. Anggraeni and D. J. Hermawan, "Perancangan Konstruksi Mesin Pencacah Plastik," in Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XV , Bandung, 2016.
[3]  G. E. Dieter, Mechanical Metallurgy, New York: McGraw-Hill, 1992.
[4]  Sularso and K. Suga, Perencanaan dan Pemilhan Elemen Mesin, 1991.
[5]  Harsokoesoemo, Pengantar Perancangan Teknik (Perancangan Produk), Bandung: Institut Teknologi Bandung, 2004.
[6]  N. D. Anggraeni and A. E. Latief, "Modifikasi Mata Pisau Mesin Pencacah Plastik Tipe Polyethylene," in Seminar Nasional Rekayasa dan Aplikasi Teknik Mesin di Industri , Bandung, 2017.
[7]  R. G. Budynas, Shigley's mechanical engineering design 9th edition, New York: McGraw-Hill, 2008.