i PERANCANGAN DIGESTER PENGOLAH SAMPAH
DENGAN KAPASITAS 400 TON/5 JAM SKRIPSI
Diajukan Kepada :
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin
JIMMY HARVIAN NIM: 201110120311073
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
vii PERANCANGAN DIGESTER PENGOLAH SAMPAH DENGAN KAPASITAS
400 TON/5 JAM
Jimmy Harvian, A. Fauzan HS., Daryono,
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang
65144
Jimmyharvian6@gmail.com Abstract
City’s waste in general, minimum 75% of them consist of organic waste, and rest of them anorganic. Digester is one technology which can be used to get biogas, its function as organic waste fermentation in anaerob condition which produced metane gas. Digester design adopts livestock digester principle, this design refers to some patents and already modified better.
Digester is made with overall capacity of 8800 ton has dimentsion of length 52.29 m, width 24.166 m, height 8.055 m while for mixer container with 200 ton capacity has dimension of 6.1 m x 6.1 m x 6,1 m. as stir, we use screw conveyor by using electrical motor as driver with 30 kW power. Material used for digester is concrete with 40 cm thickness and hollow core concrete with 20 cm, bone thickness used only 24 mm and 26 mm, while material for mixer container use SS400 steel.
viii PERANCANGAN DIGESTER PENGOLAH SAMPAH DENGAN KAPASITAS
400 TON/5 JAM
Jimmy Harvian, A. Fauzan HS., Daryono,
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang
65144
Jimmyharvian6@gmail.com Abstrak
Sampah kota secara umum minimal 75% terdiri dari sampah organik dan sisanya anorganik. Digester adalah salah satu teknologi yang digunakan untuk memperoleh biogas, fungsinya sebagai tempat fermentasi sampah organik dalam kondisi anaerob sehingga menghasilkan gas metan. Desain Digester ini mengadopsi prinsip digester ternak, desain ini merujuk beberapa patent- patent dan telah dimodifikasi menjadi lebih baik.
Digester dibuat dengan kapasitas keseluruhan 8800 ton memiliki dimensi panjang 52,29 m, lebar 24,166 m, tinggi 8,055 m sedangkan untuk bak pencampur dengan kapasitas 200 ton memiliki dimensi 6,1 m x 6,1 m x 6,1 m. sebagai alat pengaduk kami menggunakan screw conveyor dengan menggunakan motor listrik sebagai penggerak dengan daya 30 kW. Bahan yang dipakai untuk digester adalah beton cor dengan ketebalan 40 cm dan beton hollow core dengan tebal 20 cm, tulangan yang dipakai 24 mm dan 26 mm, sedangkan bahan untuk bak pencampur memakai baja SS400.
ix
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rohmat, taufik dan hidayah-nya pada penyusun sehingga dapat menyelasaikan Tugas akhir ini.
Didalam penyusun tugas akhir ini sering mengalami kesulitan dan hambatan, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan itu bisa dihadapi dan teratasi. Oleh karena itu sangat tepatlah bila penyusun pada kesempatan kali ini untuk menyampaikan terima kasih atas jasa baik yang selama ini penyusun terima, baik nasehat, petunjuk serta bimbingan dan saran yang berupa apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas akhir ini. Rasa terima kasih ini penyusun sampaikan kepada :
1. Bapak Ir. Sudarman, MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
2. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
3. Bapak Ir. A. Fauzan HS., MT. selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan masukan ide serta saran sehingga terselesaikannya skripsi ini. 4. Bapak Ir. Daryono, MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan
bimbingan serta arahan secara intensif selama penyusunan skripsi ini dilakukan. 5. Bapak Zamzami Septiropa, ST., MT. yang telah memberikan masukan ide dan
saran selama penyusunan skripsi ini dilakukan.
6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan teoritis secara langsung maupun tidak langsung.
7. Serta Kedua Orang Tua yang selalu memberikan bantuan materi maupun non materi, mendo`akan, mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak akan terlupakan.
x 9. Teman- teman kontrakan Keluarga Kecil Endrik, Indy, Angga, Dika
10. Aniek Dwi Wijaya yang selalu mendo’akan dan memberi masukan selama pengerjaan skripsi ini.
Dalam penyusunan tugas akhir ini, penyusun menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kelemahan baik dalam penyusunan data maupun dalam pembahasannya. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat penyusun harapkan demi sempurnanya Tugas akhir ini.
Semoga Allah SWT memberikan balasan kepada semua pihak yang tersebut diatas dan penyusun berharap semoga Tugas akhir bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.
Malang, 28 Januari 2016 Hormat,
xi
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL...i
POSTER...ii
LEMBAR PENGESAHAN...iii
BERITA ACARA BIMBINGAN...iv
LEMBAR PERNYATAAN ... vi
ABSTRACT ... vii
ABSTRAK ... viii
KATA PENGANTAR ... ix
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
I. PENDAHULUAN ... 1 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Rumusan Masalah ... 2 1.3. Tujuan ... 2 1.4. Manfaat ... 2 1.5. Batasan Masalah... 5
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1. Biogas ... 6
2.2. Pembentukan Biogas ... 6
2.3. Pengertian Biodigester ... 8
2.4. Beton Untuk Digester ... 21
xii 2.6. Geomembrane HDPE ... 26 2.7. Baja Plat ... 30 2.8. Screw Conveyor ... 31 2.9. Bantalan... 46 2.10. Desain Konsep ... 48 III. METODOLOGI ... 49
3.1. Diagram Alir Perancangan ... 49
3.2. Pernyataan Kebutuhan ... 51 3.3. Analisis Kebutuhan ... 51 3.4. Pertimbangan Perancangan ... 52 3.5. Tuntutan Perancangan ... 56 IV. PERHITUNGAN ... 59 4.1. Data Teknis ... 59 4.2. Perhitungan Digester ... 59
4.3. Perhitungan Ketebalan Pondasi, Dinding, Sekat... 68
4.4. Perhitungan Tulangan ... 73
4.5. Perhitungan Bak Pencampur ... 75
4.6. Pemilihan Bantalan ... 101
V. PENUTUP ... 103
5.1. Kesimpulan ... 103
5.2. Saran ... 106 DAFTAR PUSTAKA
xiii DAFTAR TABEL
Tabel 1 : Komposisi Biogas. ... 6
Tabel 2. Mutu Beton Bertulang ... 22
Tabel 3. Ukuran Baja Tulangan Sirip ... 27
Tabel 4. Mutu Baja Tulangan... 27
Tabel 5. Tebal Baja Plat SS400 ... 30
Tabel 6. Minimum dan Maksimum Kecepatan Screw. ... 32
Tabel 7. Baja Karbon Untuk Kontruksi Mesin dan Baja Batang Difinis ... 37
Tabel 8. Modul Standar ... 41
Tabel 9.Nilai Faktor Y ... 42
Tabel 10. Bahan Untuk Roda Gigi ... 43
Tabel 11. Faktor Keamanan ... 44
Tabel 12. Faktor Konsentrasi Tegangan ... 44
Tabel 13. Nilai Faktor CB dan CK... 45
Tabel 14. Perbandingan Bantalan Gelinding dan Bantalan Luncur ... 47
xiv DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1: Pembentukan Biogas ... 8
Gambar 2.2: Pencerna Tipe Floating Dome (India) ... 9
Gambar 2.3: Pencerna Tipe Fixed Dome (China) ... 9
Gambar 2.4: Jenis-Jenis Biodigester (Syamsudin dan Iskandar, 2005) ... 12
Gambar 2.5: Digester Biogas Tipe Kubah Tetap (Fixed Dome) ... 14
Gambar 2.6: Digester Biogas Tipe Drum Terapung ... 16
Gambar 2.7: Digester Biogas Tipe Balon ... 17
Gambar 2.8: Digester Tipe Persegi Panjang DVO Anaerobic Digester ... 18
Gambar 2.9:Paten Digester US 8,298424 B2... 19
Gambar 2.10:Paten Digester US 8,835,155 B2... 20
Gambar 2.11: Paten GAMA ... 21
Gambar 2.12: Bentangan Dinding ... 23
Gambar 2.13: Sistem Pelat Hollow Core tipe Dy-core ... 24
Gambar 2.14: Sistem Pelat Hollow Core tipe Dynaspan ... 24
Gambar 2.15: Sistem Pelat Hollow Core tipe Flexicore ... 25
Gambar 2.16: Sistem Pelat Hollow Core tipe Spancrete ... 25
Gambar 2.17: Sistem Pelat Hollow Core tipe Span Deck ... 25
Gambar 2.18: Sistem Pelat Hollow Core tipe Ultra Span ... 25
Gambar 2.19: Sistem Pelat Hollow Core tipe Elematic ... 25
Gambar 2.20: Sistem Pelat Hollow Core tipe Roth. ... 26
Gambar 2.21: Jenis Bambu. ... 26
Gambar 2.22: Jenis Tulangan Ikan... 26
Gambar 2.23: Jenis Sirip Curam ... 27
Gambar 2.24: Geomembrane HDPE ... 29
Gambar 2.25: Jenis-Jenis Sambungan Geomembrane HDPE... 29
Gambar 2.26: Screw Conveyor ... 32
Gambar 2.27: Pitch Screw Conveyor ... 34
xv Gambar 2.29: Pasak ... 45 Gambar 2.30: Bantalan... 46 Gambar 2.31: Konsep Desain Digester ... 48
xvi Daftar Putaka
Hambali Eliza, 2007. Teknologi Bioenergi. Agromedia pustaka. Jakarta. Hal 60
Mulyono Tri, 2003.Teknologi Beton. Andi yogyakarta. Jakarta. Hal 3-4
Syamsuddin, T.R. dan Iskandar,H.H. 2005.Bahan bakar Alternatif Asal Ternak. Sinar Tani Edisi 21-27 Desember 2005.No.3129 tahun XXXVI.
Juniper. 2012. Biogas yield compansion, tersedia pada www.basicinformation-biogas.com/ diakses tanggal 28 april 2015
Sianturi Novdin M, 2012. Tinjauan penggunaan balok pracetak pada pembangunan gedung. Jurnal rancangan sipil. Staf pengajar program study teknik sipil fakultas teknik universitas simalungun
Giovanni Orry,2008. Analisa dan Perencanaan Pelat Beton Pracetak Sistem Hollow Core Slab(HCC) untuk Pelat Satu Arah. Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara Medan.
Jurnal: Lutjito, Suyitno HP, Didik Purwantoro. Produksi Biogas Dengan Digester Sebagai Sumber Energi Alternatif
Jurnal: Bayuseno, Anthanasius P, 2009. Penerapan Dan Pengujian Model Teknologi Anaerob Digester Untuk Pengolahan Sampah Buah-Buahan Dari Pasar Tradisional. Universitas Diponegoro. Semarang
Skripsi: Saryono, Agus, 2011. Perancangan Mesin Pilin untuk Produksi Besi Teralis Spiral yang Memiliki Cembungan. Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta. Yogyakarta
Anonim.2015.Digester Anaerobic Digester. Online
(http://www.dvoinc.com/howitworks.php) diakses 06 oktober 2015
Sularso, Ir.MSME Suga, kiyokatsu. 1997. Dasar-Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. cetakan kesembilan. PT. Paradnya Paramitha. Jakarta.
Spivakovsky, A. V, Dyachkov. Conveyor and related equipment. Moscow.
xvii R.S Khurmi, J.K. Gupta. 2005. Machine Design. New Delhi. Hal 1000
