50
DISAINPORTABEL COMPOSTER SEBAGAI SOLUSI ALTERNATIF SAMPAH ORGANIK RUMAH TANGGA
PORTABLE DESIGN OF COMPOSTER AS AN
SOLUTION ALTERNATIVE HOUSEHOLD ORGANIC WASTE
Nasrullah
Laboratorium Teknologi Mekanik Politeknik Negeri Padang Email: nasrullah_chaniago@yahoo.com
ABSTRAK
Portabel Composter merupakan alat pembantu mengolah sampah yang berfungsi mempercepat proses pengkomposan sampah organik yang dilakukan bakteri kompos aerob. Salah satu yang berpengaruh dalam laju pengkomposan sampah organik adalah sirkulasi udara yang baik di dalam wadah (komposter) media bakteri kompos aerob. Portabel Composter merupakan desain varian dan menjadi solusi alternatif sampah organik rumah tangga. Kegiatan desain dimulai dari analisa produk yang dapat bermanfaat untuk masyarakat dan harga jual terjangkau masyarakat sesuai fungsinya (planning), sehingga dipilih ide produk pengolah sampah di rumah. Kemudian dalam tahapan konsep desain, dikembangkan sesuai daftar tuntutan tahap planning dengan target utama fungsi pengkompos sampah organik dan harga produk kisaran Rp 50.000 – 150.000,-. Selanjutnya konsep dikembangkan menjadi bentuk fisik lengkap dan optimum sesuai daftar tuntutan.
Kata kunci: aerob, bakteri, kompos, Portabel Composter, sampah organik
ABSTRACT
Portable Composter is an auxiliary tool to process solid waste that serves in accelerating the process of composting organic waste by aerobic bacteria. One factor that gives effect on the rate of composting organic waste is good air circulation inside the container (composter) aerobic composting bacteria media. Portable Composter is a variant design and becomes an alternative solution of household organic waste. Design activity starts from the analysis of the product that can be beneficial to the community and the affordable price of the corresponding function (planning), so that the idea of a product for waste processing at home was selected.
Then, in stage of design concept, it was developed according to a list of demands planning stages with the main target function of composting organic waste and price of product are range in 50,000 - 150,000.- Rupiah.
Furthermore, the concept developed into a complete and optimum physical shape corresponding to the list of demands.
Keywords: aerobic, bacteria, composting, portable composter, organic waste
51 PENDAHULUAN
Komposter sebagai media pengkomposan sampah organik telah terbukti bermanfaat untuk masyarakatsebagai pengganti tempat sampah organik, baik tipe holding unit maupun turning unit, sehingga pemisahan sampah semakin mudah, tempat sampah organik tidak perlu dibeli, dan penampilan alat ini lebih unik .Adapun pengolahan sampah organik di Indonesia yang telah lama dilakukan, tepatnya biasa dilakukan di daerah pedesaan, yaitu pengolahan sampah mandiri di setiap rumah dengan membuat lubang di sebidang tanah sekitar 2 x 2 (meter). Pengolahan ini dengan membuang sampah ke lubang itu dan dibiarkan membusuk seiring dengan waktu. Kelemahan dari cara ini apabila diterapkan di daerah kota adalah biaya pembuatan lubang tanah yang relatif mahal dan pemandangan sampah yang tidak enak dilihat.
Portabel Composterini dikembangkan karena akan kebutuhan solusi alternatif sampah organik dari rumah tangga dengan mengembangkan bakteri kompos aerob, membuat sirkulasi udara dan menampung sampah organik itu sendiri. Hasilnya sebuah portabel komposter dengan fungsi yang baik. Desain yang dilakukan merupakan produk varian baru komposter, dikembangkan berdasarkan pengamatan akan kebutuhan alat pengolahan sampah skala rumah, mengatasi masalah tempat pembuangan akhir sampah.
METODOLOGI PENELITIAN
Desain merupakan kegiatan pengembangan suatu produk sehingga memiliki nilai yang lebih baik. Desain secara umum terbagi menjadi 5 tahap, yaitu: perencanaan, pengkonsepan desain, perancangan ditel, dokumentasi dan prototype. Tahapan desain Portabel komposter ini dapat dilihat pada Gambar 1.
Mulai
Produk Varian Komposter Daftar tuntutan
Pencarian konsep desain komposter
Brainstroming
Disain ditel komposter
Berat sampah Komposisi sampah
Kerja bakteri, dll
Selesai Informasi Komposter;
Internet, wawancara, toko-toko
Memenuhi tuntutan
Dokumentasi disain
A
A
Fabrikasi dan Pengujian
B
B
Laporan akhir kegiatan dan
presentasi
Gambar 1. Diagram alir proses desain Portabel Composter
52
Planning dan Daftar Tuntutan
Daftar tuntutan untuk komposter sebagai output tahap pertama, perencanaan, dari
tahapan desain portabel
komposterditetapkan setelah pengamatan kebutuhan komposter di rumah tangga.
Daftar tuntutan untuk portabel komposter adalah:
Mengolah sampah menjadi kompos dengan kapasitas 0,125 m3 per bulan.
Komposter dengan bantuan bakteri
Bagian penampung sampah mendapat sirkulasi udara yang baik
Komposter untuk sampah organik
Waktu pengolahan menjadi kompos lebih kurang selama 1 bulan.
Harga terjangkau di kisaran Rp. 50.000 – 150.000.
Ukuran kompak sekitar 500 x 500 x 500 (mm)
Dapat dipindah-pindah (moveable) dan ke luar-masuk rumah
Operasi manual oleh manusia
Pengambilan kompos yang mudah
Mengeluarkan endapan cairan di bagian bawah komposter
Komposter sebagai tempat sampah rumah yang layak
Desain Konsep Komposter
Desain konsep komposter untuk mendapatkan konsep desain komposter terbaik, dilakukan bebarapa tahapan, antara lain; pendifinisian abstraksi fungsi keseluruhan, pendifinisian fungsi bagian, pencarian alternatif konsep desain, pemilihan variasi desain, evaluasi variasi desain dan terakhir pemilihan konsep desain terbaik.
Abstraksi Fungsi Keseluruhan
Komposter memiliki fungsi dan bentuk yang unik. Fungsi keseluruhan komposter secara umum adalah suatu alat yang dapat mengolah sampah organik rumah tangga menjadi kompos dengan bantuan bakteri kompos aerob di lingkungan rumah dengan jumlah dan waktu pengkomposan sesuai spesifikasi produk.
Fungsi Bagian
Fungsi bagian sebagai penguraian dari fungsi keseluruhan. Setelah didefinisikan abstraksi fungsi keseluruhan, maka untuk mendapatkan bentuk dari fungsi tersebut didefinisikan fungsi bagian yang dibutuhkan komposter. fungsi bagian yang didefinisikan adalah:
Penampung sampah organik Sampah rumah tangga organik yang akan diolah menjadi kompos dimasukkan ke dalam penampung.
Penampung ini mempunyai kapasitas volume minimal 0,125 m3. Fungsi bagian penampung sampah organik merupakan fungsi yang sangat vital.
Penopang penampung sampah Penampung sampah membutuhkan penopang untuk dapat bekerja dengan baik. Penopang ini bermanfaat untuk menempatkan banyak komponen / fungsi-fungsi yang lain. Penopang ini menjadi fungsi terpenting dan menjadi acuan untuk komponen yang lain.
Pembusuk sampah organik
Sampah organik berubah menjadi kompos akibat proses pembusukan.
53 Proses ini secara alami akan terjadi
dalam kurun waktu tertentu. Proses pembusukan dapat dipercepat dengan suatu metode tambahan. Fungsi bagian pembusuk sampah organik merupakan kunci waktu pengolahan sampah ini.
Pengalir sirkulasi udara
Proses pembusukan dapat dipercepat dengan sirkulasi udara. Udara dimanfaatkan bakteri yang terkandung di sampah sehingga dapat mempercepat proses pembusukan.
Fungsi bagian pengalir sirkulasi udara diharapkan menambah jumlah udara selama proses pembusukan.
Penggerak sirkulasi udara
Mekanisme penggerak sirkulasi udara diharapkan menambah jumlah udara selama proses pembusukan.
Fungsi bagian ini untuk mendukung fungsi pengalir sirkulasi udara dan fungsi pembusuk sampah. Fungsi ini membantu memperpendek proses pengkomposan.
Penyiap ukuran sampah organik Penyiapan sampah organik sebelum ke penampungan dapat mempercepat proses pembusukan. Semakin kecil ukuran sampah yang dibusukan, maka semakin mudah proses pembusukannya. Fungsi ini membantu efisiensi waktu pengkomposan.
Penahan laju korosi penampung sampah
Kondisi penampung yang penuh sampah dan bakteri dikhawatirkan mempercepat proses korosi.
Penampung sampah perlu diberi perlindungan terhadap korosi supaya umur alat lebih panjang. Fungsi ini diharapkan akan membantu umur alat yang panjang.
Pengalir endapan cairan
Cairan akan terbentuk dan mengendap di bagian terbawah dari penampungan. Air berasal dari sampah yang basah, reaksi kimia dan penggunaan media pencepat proses pengkomposan. Apabila dibiarkan mengendap di bagian bawah penampung, dikhawatirkan akan menjadi modus penyebab korosi.
Disamping itu cairan tersebut kaya akan kompos dan sangat bagus untuk pupuk, sehingga sebaiknya cairan itu dikeluarkan dari penampung dan segera disiramkan ke tanaman.
Penggerak komposter keluar- masuk rumah
Komposter yang portable sangat membantu pengelola rumah. Barang di dalam rumah sering kali harus digeser untuk banyak keperluan, mulai dari menyapu, rubah posisi interior, dan komposter ketika diambil hasil komposnya, akan lebih nyaman jika dilakukan diluar rumah dekat dengan pekarangan/tanaman.
Pengambil hasil kompos
Hasil kompos pengolahan sampah organik diambil setiap selang waktu tertentu. Pengambilan kompos harus dilakukan tanpa mengganggu proses pengkomposan yang masih berlangsung. Untuk itu perlu ada fungsi pengambil hasil kompos.
54
Penghubung penampung sampah dengan penopang
Penampung dan penopang merupakan dua fungsi bagian utama dalam komposter. Dari segi bentuk, dua bagian utama ini sepertinya akan relatif lebih besar dari yang lain.
Karena dimensi yang besar, maka sangat memungkinkan perlu ada fungsi tambahan untuk penghubung diantaranya.
Alternatif konsep desain Altenatif
Konsep Bentuk Konsep Desain
Konsep A
Konsep B
Konsep C (Referensi)
Konsep D
Altenatif
Konsep Bentuk Konsep Desain
Konsep E
Gambar 2. Alternatif Konsep Desain
Evaluasi Konsep Desain Berdasarkan Pertimbangan Kelayakan dan Penyaringan Ya/Tidak (Screening Concept)
Konsep rangking
KriteriaPemilihan Konsep
A B C D E
Kemudahan
pemindahan alat + 0 0 - + Ketahanan alat - - 0 0 + Volume kapasitas
komposter - 0 0 - -
Kekuatan alat - - 0 - -
Kemudahan pencacahan sampah komposter
0 + 0 0 0
Kemudahan memasukkan sampah
+ 0 0 + +
Kemudahan
pemutaran alat - 0 0 - - Penyiapan mikroba
pembusuk 0 0 0 0 0
Pengaliran endapan
cairan + - 0 0 +
Kemudahan pengambilan hasil kompos
+ 0 0 + 0
Kemudahan
pembuatan + - 0 + +
Jumlah + 5 1 0 3 5
Jumlah 0 2 6 11 4 3
Jumlah - 4 4 0 4 3
Nilai positif 1 -3 0 -1 2
55 KriteriaPemilihan Konsep
A B C D E
Ranking 2 5 3 4 1
Lanjut?
Ya Tida k
Tida k
Tida k Ya Keterangan :
Nilai Relatif Ranking
Lebih baik dari referensi +
Sama dengan referensi 0
Lebih buruk dari referensi -
Berdasarkan evaluasi konsep desain yang dilakukan diatas dapat dikombinasikan dua buah konsep yang sama-sama unggul dari segi penilaian kelayakan. Oleh sebab itu team komposter mencoba memunculkan konsep baru yang menggabungkan anatara konsep A dan konsep E menjadi konsep AE dengan bentuk seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 3. Desain Komposter terpilih
Data yang Digunakan dalam Analisis Kekuatan Struktur
Data kompos
Volume sampah/kompos maksimum yang bisa ditampung
0,125 m3 Massa jenis sampah/ kompos 500 kg/m3 Massa sampah/kompos maksimum
yang bisa ditampung
62,5 kg
Sifat (properties) material plastik HDPE Yield strength 30Mpa
Modulus of elasticity 2,2 GPa
Massa jenis 1200 kg/mm3
Sifat (properties) material steel Yield strength 205Mpa Modulus of elasticity 200 Gpa
Massa jenis 7860 kg/mm3
Data penopang
Material penopang Steel tube Diameter luar tube pipe (Do) 25,5 mm Diameter dalam tube pipe (Di) 21,5 mm Ketebalan steel tube 2 mm HASIL DAN PEMBAHASAN Desain Detail Komposter
Pada tahap desain ditail ini, mulai terlihat bentuk fisik produk, material produk dan cara memanufakturnya. Dari sinilah design suatu produk mulia terlihat secara fisik, sepertu gambar 4.
Analisis Kekuatan Struktur Rancangaan Komposter
Untuk membuktikan kekuatan struktur detail design diatas, maka diperlukan analisis. Analisis yang dilakukan adalah analisa dengan kriteria pembebanan statik dengan menggunkan FEM. Software yang digunakan untuk menganalisa kekuatan struktur adalah CATIA V5 yang dilengkapi dengan fitur “Generative Structural Analysis”.
56
Gambar 4. Gambar Detail Portabel Komposter
Analisis kekuatan struktur pengalir sirkulasi udara dan pengalir endapan air tidak dilakukan karena dianggap tidak mendapatkan beban berarti.
Analisis kekuatan penopang dengan menggunkan CATIA V5
Total beban vertikal ke arah bawah yang diterima penopang yang berasal dari : berat penampung + berat sampah kompos maksimum + berat pengalir sirkulasi udara + berat pengalir endapan cairan
= 9,89 + 62,5 + 0,6 + 0,05 = 73 kg = 715 N
Stress maksimum yang dialami oleh penopang
= 102 Mpa
Safety Factor = 205/ 102
= 2 Gambar 5. Pemodelan Beban dan Constraints pada Penopang
Beban 715 N terdistribusi pada lengan sambungan
Constraint jenis clamp pada kedua sisi bawah
penopang
57 Gambar 6. Distribusi Stress pada Penopang
Analisis kekuatan penampung dengan menggunkan CATIA V5
Total beban vertikal ke arah bawah yang diterima
penampung yang berasal dari : berat penampung + berat sampah kompos maksimum + berat pengalir sirkulasi udara + berat pengalir endapan cairan
= 9,89 + 62,5 + 0,6 + 0,05 = 73 kg
= 715 N
Stress maksimum yang dialami oleh penampung
= 1,6 Mpa
Safety Factor = 30 / 1,6
= 18,75
Gambar 8. Distribusi Stress pada Penampung
Pada masa akli
Gambar 7. Pemodelan Beban dan Constraints pada Penampung
Maximum stress pada kedua lubang di kedua
sisi penampung Maximum stress
Constraints jenis clamp diberikan pada kedua
lubang sisi kiri dan kanan penampung
Beban 715 N didistribusikan merata di
dasar penampung
58
Gambar 9. Penopang
Gambar 10. Penampung Sampah
Gambar 11. Saluran Udara
SIMPULAN
Setelah menyelesaikan desain detil portabel komposter dapat disimpulkan : Desain yang dikembangkan memenuhi semua daftar tuntutan;
Berdasarkan desain detil yang telah dikembangkan, dapat disimpulkan bahwa desain tersebut dapat dikembangkan dan dimanufaktur melihat kesederhanaan desain, ketersediaan material dan komponen di pasar, ketersediaan alat manufaktur, dll.
DAFTAR PUSTAKA
Harsokoesoemo, H. Darmawan, 2004.
Pengantar Perancangan Teknik, Penerbit ITB, Indonesia: Bandung.
