PERANCANGAN ALAT PENDAUR ULANG SAMPAH PLASTIK METODE INJECTION MOULDING UNTUK PEMANFAATAN PRODUK
TATAKAN CANGKIR
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu (S-1) Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Islam Malang
Disusun oleh:
KHOLIJUL AZHAR NPM: 215.0105.2014
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ISLAM MALANG 2020
ABSTRAK
Kholijul Azhar. 2020. Perancangan Alat Pendaur Ulang Sampah Plastik Metode Injection Moulding Untuk Pemanfaatan Produk Tatakan Cangkir. Skripsi, Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Islam Malang. Dosen Pembimbing: Ir. H. Margianto, MT.
dan M. Basjir, ST. MT.
Permasalahan yang harus dihadapi oleh masyarakat secara umum semakin beragam dizaman yang modern ini. Salah satu diantaranya adalah masalah pengelolahan sampah baik itu sampah organik maupun sampah anorganik. Hingga saat ini penanganan masalah sampah belum sampai ke taraf yang optimal dan maksimal. Salah satu upaya untuk mengurangi dampak buruk sampah plastik bagi lingkungan adalah pendaur ulang (recyle). Oleh karena itu diperlukan sebuah alat pendaur ulang sampah plastik dengan metode injection moulding menggunakan tuas pendorong untuk penekanan manual. Gaya tekan yang dibutuhkan bervariasi karena disebabkan perbedaan suhu pemanasan yang digunakan pada pengujian alat pendaur ulang sampah plastik, pada suhu 220°C didapat viskositas plastik HDPE sebesar 410 N.s/m2 sehingga gaya tekan tuas yang dibutuhkan sebesar 52,6 N, pada suhu pemanasan 240°C gaya tekan tuas lebih rendah yaitu 47 N, gaya tekan ini disebabkan karena viskositas yang didapat 330 N.s/m2, sedangkan pada suhu pemanasan 260°C gaya penakan tuas sangat rendah jika dibandingkan dengan dua variasi suhu sebelumnya yaitu 43 N dengan tingkat viskositas 290 N.s/m2 dan plastik HDPE meleh sepenuhnya.
Kata kunci: daur ulang, HDPE, injection moulding, tatakan cangkir
ABSTRACT
Kholijul Azhar. 2020. Perancangan Alat Pendaur Ulang Sampah Plastik Metode Injection Moulding Untuk Pemanfaatan Produk Tatakan Cangkir. Skripsi, Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Islam Malang. Dosen Pembimbing: Ir. H. Margianto, MT.
dan M. Basjir, ST. MT.
Problems that must be faced by society in general are increasingly diverse in this modern era. One of them is the problem of managing waste both organic and inorganic waste. Until now, the handling of waste problem has not reached the optimal and maximum level. One of the efforts to reduce the negative impact of plastic waste on the environment is recycle. Therefore we need a plastic waste recycling tool with injection molding method using a push lever for manual pressure. The compressive force required varies due to differences in heating temperatures used in testing plastic waste recyclers, at a temperature of 220 ° C obtained HDPE plastic viscosity of 410 Ns / m2 so that the required lever pressure of 52.6 N, at a heating temperature of 240 ° C lower lever compressive force is 47 N, this compressive force is due to the viscosity obtained 330 Ns / m2, while at a heating temperature of 260 ° C the lever force is very low when compared to the two previous temperature variations of 43 N with a viscosity level of 290 Ns / m2 and HDPE plastic melt completely.
Keywords: recycle, HDPE, injection molding, cup placemat
1
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Permasalahan yang harus dihadapi oleh masyarakat secara umum semakin beragam dizaman yang modern ini. Salah satu diantaranya adalah masalah pengelolahan sampah baik itu sampah organik maupun sampah anorganik. Hingga saat ini penanganan masalah sampah belum sampai ke taraf yang optimal dan maksimal.
Manusia pasti menghasilkan sampah dalam setiap hari, berdasarkan asumsi Kementrian Lingkungan Hidup (KLH), setiap hari penduduk Indonesia menghasilkan 0.8 kg sampah per orang atau secara total sebanyak 189 ribu ton sampah per hari. Dari jumlah tersebut 15% berupa sampah plastik atau sejumlah 28.8 ribu ton sampah plastik per hari (Oxtoby, David, et al., 2003).
Terlebih lagi adalah sampah rumah tangga sepereti, sampah botol kemasan air mineral dan sampah – sampah anorganik lainya yang tidak mampu diuraikan oleh bakteri – bakteri didalam tanah. Sampah – sampah yang kita hasilkan sering kali kita buang bukan pada tempatnya seperti disungai diselokan dan lain – lain. Tindakan seperti ini tidak dianjurkan untuk penanggulangan masalah sampah yang sangat besar. Dengan kita membunag sampah sembarangan maka tentu saja menampah polusi pada aliran sungai yang lebih parah jika kegiatan seperti ini terus dibiarkan mengakibatkan banjir dialiran hulu sungai.
Berdasarkan Undang-Undang No. 18 Tahun 2008, sampah adalah sisa kegiatan sehari-hari manusia dan/atau proses alam yang berbentuk padat.
Pengelolaan sampah dimaksudkan adalah kegiatan yang sistematis, menyeluruh, dan berkesinambungan yang meliputi pengurangan dan penanganan sampah. Berdasarkan sifat fisik dan kimianya sampah dapat digolongkan menjadi:
2
1. sampah ada yang mudah membusuk terdiri atas sampah organik seperti sisa sayuran, sisa daging, daun dan lain-lain;
2. sampah yang tidak mudah membusuk seperti plastik, kertas, karet, logam, sisa bahan bangunan dan lain-lain;
3. sampah yang berupa debu/abu;
4. sampah yang berbahaya (B3) bagi kesehatan, seperti sampah berasal dari industri dan rumah sakit yang mengandung zat-zat kimia dan agen penyakit yang berbahaya.
Sejauh ini keterlibatan masyarakat dalam mengurangi pemakaian dan mendaur ualng plastic masih sangat minim. Biasanya plastic dibakar untuk memusnahkannya dari pandangan. Padahal, jika pembakaran plastik tidak sempurna (dibawah 800ºC) dapat membentuk dioksin, yaitu senyawa yang dapat memicu kanker, hepatitis, pembengkakan hati dan gangguan sistem saraf (Sirait, 2009).
Rancang Bangun Mesin Pengolahan Sampah Plastik Density Polyethelene Menjadi Bahan Bakar Menggunakan Proses Pirolisis., Penelitian ini membahas mengenai rancang bangun reaktor pirolisis dan bertujuan untuk mngetahui proses kerja dan nilai karakteristik bahan bakar yang dihasilkan.
Reaktor yang digunakan mempunyai ukuran diameter 41 cm dan 61 cm. proses pirolisis dilakukan pada kisaran suhu 250 - 450 ºC. Dari penelitian ini menggunakan bahan sampah seberat 5kg dan didapatkan bahan bakar cair sebanyak 2.5 kg. Adapun karakteristik bahan bakar cair yang dihasilkan adalah kandungan air 3.22 mm/kg, density 727.6 kg/m3 dan nilai oktan 60,4. (Ahmad Lubi. et al, 2017)
Penelitian terdahulu tentang alat pendaur ulang sampah salah satunya penelitian dari Sabarudin Akhmad dan Puthut Prasetiyo (2017). Tentang
“Mesin Hotpress Untuk Recyle plastik HDPE dan Karakteristik Faktor Pencetakan Terhadap Cacat dan Konsumsi Energi“ penelitian ini menciptakan mesin Hot Press untuk daur ulang sampah palstik HDPE. Mesin Hotpress adalah sebuah mesin yang dapat mendaur ulang limbah plastik HDPE dan memiliki keunggulan yaitu portabel, ringan, ukuran lebih kecil dan harganya terjangkau. Setelah melalui tahap perancangan dan pembuatan, maka proses
3
selanjutnya yang diuji adalah mengetahui karakteristik mesin Hotpress.
Pengujian dilakukan dengan analisis faktorial 23 untuk mengetahui pengaruh factor A (temperatur pemanasan), faktor B (waktu pemanasan) dan faktor C (temperatur pembukaan) terhadap cacat Flashing cacat Warpage dan komsumsi energi pencetakan. Berdasarkan pengujian, diketahui interaksi faktor A dan B serta interaksi faktor B dan C berpengaruh signifikan terhadap cacat flashing. Faktor A, faktor C dan interaksi Faktor A, B, dan C berpengaruh signifikan terhadap cacat warpage, sedangkan pada respon konsumsi energy, yang berpengaruh signifikan adalah faktor A, faktor B dan interaksi faktor A dan B. Berdasarkan penelitian tersebut dapat diketahui karakteristik Hotpress.
Terdapat potensi untuk memanfaatkan sampah plastik (an organik) menjadi produk dan jasa kreatif dalam rangka mengolah sampah plastik dengan baik, sehingga plastik benar-benar mendukung kehidupan kita. Tidak hanya ketika gunakan namun juga setelah kita gunakan. Salah satu upaya untuk mengurangi dampak buruk sampah plastik bagi lingkungan adalah dengan melaksanakan prinsip 3R dalam kehidupan sehari-hari, yaitu pengurangan pemakaian (reduce), pemakaian ulang (reuse), dan pendaur ulang (recyle).
Daur ulang plastik diperlukan untuk memanfaatkan sampah plastaik yang dibuang begitu saja dan mencemari lingkuangan menjadi produk yang bernilai pakai dan nilai jual. Untuk menyukseskan program daur ulang limbah plastik, diperlukan alat yang tentunya berfungsi dengan baik, terjangkau dan mudah dipindah tempat kan, selain itu kualitas dari proses daur ulang juga harus diperhatikan agar produk yang dihasilkan bisa bernilai jual dan bernilai pakai sesuai dengan keinginan konsumen (Plastics Europe, 2010).
Berdasarkan latar belakang yang sudah dipaparkan diatas penulis mencoba merancang sebuah alat pendaur ulang sampah plastik dengan metode injection molding menggunakan tuas pendorong dengan harapan mampu menajdi produk kreatif yang memiliki nilai jual.
4
1.2 Rumusan Masalah
Bagaimana pengelolahan limbah plastik HDPE dapat dimanfaatkan secara optimal. Yaitu, merancang alat pendaur ulang limbah plastik metode injection moulding, dengan menggunakan tuas penekan untuk pemanfaatan produk berupa tatakan cangkir.
1.3 Batasan Masalah
1. Bahan yang akan didaur ulang adalah limbah plastik jenis high density polyethylene (HDPE).
2. Kapasitas alat pendaur ulang sampah plastik dengan metode injection moulding menggunkan tuas penekan yang akan dirancang adalah 15 produk per jam
3. Berat jenis bijih plastik = 0,0009 kg/cm3. 4. Perancangan tabung pemanas.
5. Perancangan tuas pendorong.
6. Variasi suhu yang akan di gunakan adalah:
220 ºC
240 ºC
260 ºC
7. Produk yang dihasilkan dari perancangan alat ini adalah tatakan cangkir yang berbentuk segi enam dengan panjang sisi 45 mm, tingi 12 mm, serta terdapat rongga dengan diameter 55 mm kedalaman 4 mm.
1.4 Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan ini adalah:
1. Merancang bangun mesin pendaur ulang sampah limbah plastik untuk pemanfaat produk tatakan cangkir.
2. untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap penekan tuas pendorong mesin pendaur sampah.
5
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mampu membantu menanggulangi masalah sampah plastik.
2. Mampu mendaur ulang sampah plastik menjadi produk yang memiliki nilai jual.
3. Mengaplikasikan hasil studi mahasiswa semasa diperkuliahan secara langsung permasalahan yang ada dilapang.
4. Memberikan penulis maupun pembaca pengetahuan tentang bagaimana cara merancang alat yang bermanfaat bagi lingkungan sekitar.
47 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil rancang bangun alat pendaur ulang sampah plastik dapat dikesimpulkan sebagai berikut. Perancangan alat menggunakan tabung pemanas dengan diameter dalam 26 mm, panjang 365 mm daya sebesar 300 watt, pada suhu 220°C penekan tuas terasa berat karena viskositas plastik terbilang tinggi yaitu 410 N.s/m2 dan juga lelehan material plastik masih berbentuk pasta dan terdapat bijih plastik yang belum meleleh. Pada saat suhu 240°C penekanan tuas lebih ringan dari pada suhu 220°C karena nilai viskositasnya 330 N.s/m2 dan lelehan bijih plastik benbetuk pasta. Sedangkan pengujian alat pada suhu 260°C sangat ringan jika dibandingkan dengan pengujian alat sebelumnya karena viskositas plastik HDPE pada suhu 260°C terbilang kecil yaitu 290 N.s/m2 dan lelehan bijih plastik benbetuk pasta dan mampu meleleh sepenuhnya.
5.2 Saran
Perancangan alat pendaur ulang sampah ini memerlukan beberapa saran atau pemikiran yang lebih matang untuk pengembangan dimasa depan agar alat ini menjadi lebih sempurna. Untuk pengembangan perancangan ini menyatakan sebagai berikut:
Menggunakan cover pelindung pada tabung pemanasan bahan plastik yang akan dilelehkan agar bertujuaan menambah Factor savety atau keamanan pada alat pendaur ulang sampah plastik, karena suhu pemanasan untuk melelehkan bahan plastik terbilang tinggi
Uji kecacatan pada produk diperlukan untuk mengetahui kualitas produk yang dihasilkan agar memiliki nilai jual yang tinggiI
48
DAFTAR PUSTAKA
Hidayat, T., & Winnarso, R. (2017). Program studi teknik mesin fakultas teknik universitas muria kudus 2017.
Ahmad Lubi, L. O. (2017). RANCANG BANGUN MESIN PENGOLAHAN SAMPAH PLASTIK HIGH DENSITY POLYTHELENE MENJADI BAHAN BAKAR MENGGUNAKAN PROSES PIROLISIS. Jurnal Kajian Teknik Mesin, 81-88.
Aripin, A. S. (2019). RANCANG BANGUN MESIN INJECTION MOULDING UNTUK KEPERLUAN HOME INDUSTRY DENGAN BAHAN BAKU SAMPAH PLASTIK. INFOMATEK, 87-90.
K. A. Widi, L. D. (2017). STUDI ANALISA PENGEMBANGAN PRODUK LIMBAH PLASTIK BERBASIS TEKANAN TEKNOLOGI INJECTION MOULDING. Jurnal Flywheel, Volume 8, nomor 2.
Liping Zhao, P. S. (2012). THERMAL STABILITY and RHEOLOGICAL BEHAVIORS of HIGH-DENSITY POLYETHYLENE/FULLERENE NANOCOMPOSITES. Journal of Nanomaterials, 1-6.
Rochim, T. (1993). TEORI & TEKNOLOGI PROSES PEMESINAN. Jakarta:
Higher Education Development Support Project.
S. R. Juliasturi, N. H. (2015). pengolahan limbah plastik kemasan multilayer LDPE (Low density polyethilene) dengan menggunakan metode pirolisis microwave. Pengembangan Teknologi Kimia untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia , Volume 11 1-7.
Sabarudin Akhmad, P. P. (2017). MESIN HOTPRESS UNTUK RECYCLE PLASTIK HDPE DAN KARAKTERISTIK FAKTOR PENCETAKAN TERHADAP CACAT DAN KONSUMSI ENERGI. Seminar Nasional Riset Inovatif, 912-919.
Siti Miskah, N. P. (2016). PENGOLAHAN LIMBAH PLASTIK MENJADI BAHAN BAKAR CAIR DENGAN PROSES CATALYTIC CRACKING.
Riset Teknik Kimia Universitas Sriwijaya, 1-5.
Wiryosumarto, P. D. (1996). TEKNOLOGI PENGELASAN LOGAM. Jakarta: PT Pradnya Paramita.
