PERANCANGAN MESIN PENCACAH SAMPAH ORGANIK SKALA RUMAH TANGGA 3 LITER/PROSES
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Bagi sebagian orang sampah dianggap kotor dan menjijikkan, tidak
ada manfaatnya. Sampah merupakan bahan yang tidak dapat dipakai lagi karena
telah diambil bagian utamanya dengan pengolahan menjadi bagian yang tidak
disukai dan secara ekonomi tidak ada harganya. Padahal, setiap saat sampah terus
bertambah tanpa mengenal hari libur karena setiap mahluk terus menerus
memproduksi sampah. Berbagai metode telah dilakukan untuk mengatasi
permasalahan sampah. Pemerintah dengan berbagai upaya selalu berusaha
mengatasi permasalahan sampah dengan biaya yang sangat besar. Tidak
ketinggalan para LSM (Lembaga Swadaya Masyarakat) sangat aktif menyoroti
permasalahan sampah tetapi masalah sampah belum teratasi (Sofian, 2006)
Permasalahan yang ditimbulkan pada kota-kota besar yang padat
penduduknya disebabkan oleh beberapa faktor sebagai berikut:
a. Volume
sampah sangat
besar sehingga melebihi kapasitas
daya
tamping tempat pembuangan sampah akhir atau TPA.
b. Lahan TPA semakin sempit karena tergeser tujuan penggunaan lain.
c. Teknologi pengelolaan sampah tidak optimal sehingga sampah lambat
membusuknya. Hal ini menyebabkan percepatan peningkatan volume
sampah lebih besar dari pembusukannya. Oleh karena itu, selalu
diperlukan perluasan areal TPA yang baru.
1
2
d. Sampah yang sudah matang dan telah berubah menjadi kompos tidak
dikeluarkan dari TPA karena berbagai pertimbangan.
e. Manajemen
sampah
tidak
efektif
sehingga
sering
kali menjadi
penyebab distorsi dengan masyarakat setempat.
f. Pengelolaan sampah dirasakan tidak memberi dampak positif kepada
lingkungan.
g. Kurangnya dukungan kebijakan dari pemerintah, terutama dalam
pemanfaatan produk sampingan dari sampah sehingga menyebabkan
tertumpuknya produk tersebut di TPA. (Sudrajat, 2006).
Sampah yang dihasilkan berdasarkan sumbernya dapat digolongkan
menjadi sampah organik dan sampah anorganik. Sampah organik merupakan
sampah yang mudah mengalami pembusukan (dekomposisi) dan terurai menjadi
bagian yang lebih kecil dan tidak berbau. Sampah organik yang termasuk
diantaranya yaitu sisa sayuran dari rumah tangga dan pasar, daun-daun, sisa
tanaman yang sudah dipanen. Sedangkan sampah anorganik adalah sampah yang
sulit didegradasi oleh mikro organisme. Misalnya semua jenis logam (besi,
alluminium, seng, tembaga dll), gelas dan plastik (Ginting, 2004).
Jumlah sampah organik lebih banyak dari pada sampah anorganik.
Diperkirakan setiap orang menghasilkan sampah organik sekitar setengah
kilogram per orang per hari. Jika jumlah penduduk Indonesia sekitar 220 juta,
maka produk sampah organik setiap harinya sebanyak 110.000 ton per hari. Hal
ini akan menimbulkan masalah, terutama pencemaran lingkungan (Sofian, 2006).
Dengan jumlah sampah yang besar tersebut maka sangat berpotensi
dijadikan menjadi kompos dan kompos tersebut dapat jual. Pengolahan sampah
3
organik dapat dimulai dari rumah sendiri. Sebelum dilakukan pengomposan
sampah organik perlu dipilah antara sampah organik yang dapat diolah menjadi
kompos dan yang tidak dapat menjadi kompos.
Saat ini proses daur ulang sampah organik masih menggunakan proses
pengomposan yang tradisional dimana sampah organik langsung ditimbun atau
dicacah dengan golok terlebih dahulu untuk memperkecil ukuran sampah,
sehingga sampah yang dapat dikomposkan juga sangat terbatas. Disisi lain juga
membutuhkan waktu yang cukup lama. Sampah organik yang dapat diolah
menjadi kompos perlu dilakukan pencacahan. Pencacahan bahan organik
dimaksudkan untuk memperkecil ukuran bahan sampai 2,5 - 5 cm. Hal ini
dilakukan untuk memperluas penampang sentuh sampah organik dengan mikroba
pembusuk sehingga mempercepat pembusukan. Pencacahan juga menghasilkan
ukuran pertikel yang lebih seragam sehingga membuat bahan lebih homogen pada
saat dilakukan pencampuran pada proses pengomposan.
Untuk melakukan pencacahan sampah organik dalam jumlah yang besar,
ukuran yang homogen dan sesuai dengan yang diinginkan maka perlu dirancang
alat pencacah sampah organik dalam proses pengomposan. Alat pencacah inilah
yang diharapkan dapat memberikan solusi permasalahan yang ada.
1.2. Rumusan Masalah
Dari beberapa ulasan yang melatarbelakangi perancangan ini adalah:
1) Apa saja yang masuk dalam kategori sampah rumah tangga, dan
sampah apa yang akan dijadikan specimen pengujian ?
2) Bagaimana desain alat yang mudah dioperasikan ?
3) Berapa dimensi mesin pencacah sampah organic skala rumah tangga ?
4
1.3.Tujuan Perancangan
Perancangan ini bertujuan untuk merancang dan membuat alat pencacah
sampah organik rumah tangga. Kegunaan Perancangan :
1. Menghasilkan desain mesin perajang sampah organik sekala rumah tangga
2. Menghasilkan dimensi yang tepat pada mesin perajang sampah organik
1.4.Batasan Masalah
Alat yang dirancang atau dibuat digunakan untuk mencacah
sampah
organik rumah tangga. Bukan limbah plastic atau jenis material lainnya.
1.5.Manfaat
1. Memberi kemudahan bagi pengguna dalam merajang sampah organik
yang selama ini dilakukan secara konvensional
2. Dengan adanya mesin perajangsampah organik ini bisa mendorong
masyarakat untuk berwiraswasta
PERANCANGAN MESIN PENCACAH SAMPAH ORGANIK
SKALA RUMAH TANGGA 3 LITER/PROSES
TUGAS AKHIR
BIDANG KONVERSI ENERGI
Diajukan kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan
Program Sarjana Teknik (S1)
Oleh :
AGUS PANCA MARDIKA
07510018
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2014
POSTER
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Satu Syarat Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Mesin
Disusun Oleh :
AGUS PANCA MARDIKA
NIM : 07510018
Yang telah disahkan oleh :
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
(Ir. Mulyono, MT)
NIP : 108.9109.0248
(Ir. Daryono, MT)
NIP : 108.8909.0124
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
(Ir. Daryono, MT)
NIP : 108.8909.0124
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
JL. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127
Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR
Nama
: AGUS PANCA MARDIKA
Nim
: 07510018
Bidang Keahlian
: Konversi Energi
No. ST. Pemb. TA
: E.2/123/FT/UMM/III/2014
Judul
Pembimbing I
No.
: PERANCANGAN MESIN PENCACAH
SAMPAH ORGANIK SKALA RUMAH
TANGGA 3 LITER/PROSES
: Ir. Mulyono, MT
Paraf
Catatan Asistensi
Dosen Pembimbing I
1
Persetujuan Judul dan Konsutasi Bab I
2
ACC Bab I
3
Konsultasi Bab II
4
ACC Bab II
5
Konsultasi Bab III
6
ACC Bab III
7
Konsultasi Bab IV
8
ACC Bab IV
9
Konsultasi Bab V dan Seminar Hasil
10
ACC Bab V dan Seminar Hasil
Malang, ……………….2014
Dosen Pembimbing I
Ir. Mulyono, MT
NIP : 108.9109.0248
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
JL. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127
Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR
Nama
: AGUS PANCA MARDIKA
Nim
: 07510018
Bidang Keahlian
: Konversi Energi
No. ST. Pemb. TA
: E.2/123/FT/UMM/III/2014
Judul
: PERANCANGAN MESIN PENCACAH
SAMPAH ORGANIK SKALA RUMAH
TANGGA 3 LITER/PROSES
Pembimbing II
: Ir. Daryono, MT
Paraf
No.
Catatan Asistensi
Dosen Pembimbing II
1
Persetujuan Judul dan Konsutasi Bab I
2
ACC Bab I
3
Konsultasi Bab II
4
ACC Bab II
5
Konsultasi Bab III
6
ACC Bab III
7
Konsultasi Bab IV
8
ACC Bab IV
9
Konsultasi Bab V dan Seminar Hasil
10
ACC Bab V dan Seminar Hasil
Malang, …………... 2014
Dosen Pembimbing II
Ir. Daryono, MT
NIP : 108.8909.0124
LEMBAR SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah :
Nama
: AGUS PANCA MARDIKA
Nim
: 07510018
Tempat/Tanggal Lahir : Malang, 17 Agustus 1989
Jurusan
: Teknik Mesin
Fakultas
: Teknik
Instansi
: Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “PERANCANGAN MESIN
PENCACAH SAMPAH ORGANIK SKALA RUMAH TANGGA 3
LITER/PROSES ” yang diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang , sejauh yang
saya ketahuibukan merupakan duplikasi (“PLAGIASI”)
dari skripsi yang sudah
diplubikasikan dan / pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan
Universitas Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali bagian yang
sumber informasnya saya kutipan dan daftar pustaka sebagaimana mestinya.
Demikian surat pernytaan ini saya buat dengan sebenarnya untuk digunakan
sebagai mestinya.
Malang,…………………. 2014
Yang Menyatakan,
AGUS PANCA MARDIKA
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada kehadirat Allah SWT
yang mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahNya
laporan
tugas
akhir
dengan
judul
“PERANCANGAN
MESIN
PENCACAH SAMPAH ORGANIK SKALA RUMAH TANGGA 3
LITER/PROSES” ini akhirnya dapat terselesaikan.
Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan
yang dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan
tersebut terasa ringan dan dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya
ungkapkan terima kasih atas jasa baik yang selama ini telah diterima, baik
nasehat, petunjuk, ide, saran, serta bimbingan berupa apapun sehingga
penyusun dapat menyelesaikan sekripsi ini. Ungkapan terimaksih tersebut
disampaikan kepada :
1. Kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materiil maupun non
materiil, mendo’akan, mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak akan
terlupakan.
2. Bapak Ir. Mulyono, MT. Selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan serta arahan secara intensif selama penyusunan
sekripsi ini dilakukan.
3. Ibu Ir. Daryono, MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan
masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga terselesaikannya
skripsi ini.
4. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa
bimbingan teoritis seara langsung maupun tidak langsung.
5. Sahabat – sahabat memberi semangat Selly Riansyah,ST,
Rakhmad
Dermawan, ST, Moh. Ma’ruf Mudofir, ST, Dedi Setiawan, ST, Indra
Wahyu Kurniawan, ST, Moh Saefudin, ST, Koko Tri Wahyudi,ST yang
memberi bantuan proses penyususan tugas akhir ini.
6. Teman-teman sebimbingan, rekan-rekan laboraturium di lingkungan Teknik
Mesin, serta teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2010 A,B, C dan D.
7. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terimakasih banyak atas bantuan
kalian semuannya.
Dalam penyusunan sekripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang
tidak terbahas. Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat
membangun akan sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait.
Semoga ALLAH SWT memberikan sifat rahim Nya kepada semua pihak
yang tersebut diatas dan penyusun berharap semoga sekripsi ini bermanfaat
bagi penyusun dan pembaca.
Malang, ………………. 2014
AGUS PANCA MARDIKA
DAFTAR ISI
COVER ..............................................................................................................i
POSTER .............................................................................................................ii
LEMBARAN PENGESAHAN SKRIPSI ........................................................iii
LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR ..................................................iv
LEMBARAN PERYATAAN ...........................................................................vi
ABSTRAK .........................................................................................................vii
KATA PENGANTAR .......................................................................................ix
DAFTAR ISI ......................................................................................................xi
DAFTAR GAMBAR .........................................................................................xiv
DAFTAR TABEL .............................................................................................xv
BAB I ..................................................................................................................1
PENDAHULUAN ..............................................................................................1
1.1. Latar Belakang .......................................................................................1
1.2. Rumusan Masalah ..................................................................................3
1.3. Tujuan Perancangan ...............................................................................4
1.4. Batasan Masalah.....................................................................................4
1.5 . Manfaat ..................................................................................................4
BAB II ................................................................................................................5
TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................................5
2.1. Sampah Rumah Tangga ........................................................................5
2.2. Samapah Organik ..................................................................................5
2.2.1 Jenis Sampah Organik Yang Bisa Diolah menjadi Kompos .......6
2.2.2 Sampah Organik Yang Tidak Bisa Diolah ..................................6
2.3. Ukuran Bahan Kompos ........................................................................7
2.4. Mesin Pencacah .....................................................................................8
2.5. Sistem Pencacah/Pemotong ..................................................................9
2.5.1. Daya Mesin dan Tenaga penggerak ............................................10
2.5.2. Poros (Shaft) ...............................................................................11
2.5.3. Transmisi Sabuk (V-Belt) ...........................................................13
2.5.4. Rangka ........................................................................................16
2.5.5.Casing ..........................................................................................16
BAB III ...............................................................................................................18
METODELOGI PERANCANGAN ...............................................................18
3.1. Studi literatur.........................................................................................18
3.2. Pengumpulan Data ................................................................................18
3.3. Mengukur Gaya Potong Sampah Organik ............................................19
3.4. Menghitung Kecepatan Potong .............................................................20
3.5. Menghitung Daya Rencana ...................................................................20
3.6. Perancangan Poros Mesin .....................................................................20
3.7. Pemilihan V-Belt...................................................................................23
3.8. Perhitungan Motor Penggerak ..............................................................24
3.9. Perancangan Cssing ..............................................................................24
3.10. Perancangan Rangka ...........................................................................24
BAB IV ...............................................................................................................25
PERHITUNGAN DAN PERANCANGAN .....................................................25
4.1. Analisa Gaya Potong Sampah Organik .................................................25
4.2. Perhitungan Perencanaan Kapasitas Mesin ...........................................26
4.2.1. Gaya Mata Pisau .........................................................................27
4.3. Perancangan Sistem Transmisi (Puly n Sabuk – V) .............................28
4.3.1. Perhitungan Sabuk Transmisi yang Pertama ..............................30
4.3.2. Diameter Pully Yang Digerakka .................................................30
4.3.3. Panjang Keliling Sabuk – V (L)..................................................30
4.4. Perencanaan Poros ................................................................................32
4.4.1. Pemilihan Bahan Poros ...............................................................32
4.4.2. Perhitungan Gaya – Gaya yang Terjadi pada Poros ...................34
4.5. Menghitung Daya Motor Penggerak .....................................................37
4.6. Perancangan Casing ..............................................................................38
4.7. Perancangan Rangka .............................................................................38
BAB V.................................................................................................................38
KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................................40
5.1. Kesimpulan ...........................................................................................40
5.2. Saran ......................................................................................................40
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................41
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 : Beberapa Contoh Sampah Organik berasal dari Rumah Tangga ...5
Gambar 2.2 : Rata- Rata Ukuran Pupuk Kompos ................................................. 7
Gambar 2.3 : Mesin Pencacah Bahan Kompos Skala Besar ................................. 9
Gambar 2.4 : Penampung Sabuk V- Belt .............................................................. 13
Gambar 3.1 : Contoh hasil pencacahan Sampah Organik .................................... 18
Gambar
3.2
:
Analisa
Gaya
Potong
Smapah
Organik
Menggunakan
NeracaTeakan. ....................................................................................................... 19
Gambar 3.3 : Model Pisau Pencacah .................................................................... 21
Gambar 3.4 : Diagrama Alir Perancangan Poros .................................................. 22
Gambar 3.5 : Diagram Alir Untuk Memilih Sabuk V ........................................... 23
Gambar 4.1 : Analisa Gaya Potong Sampah Organik Basah Mengguanakan
Neraca Tekan ........................................................................................................ 25
Gambar 4.2 : Gaya Yang Bekerja Pada Pisau ....................................................... 27
Gambar 4.3 : Transmisi Mesin Pencacah Sampah Organik .................................. 28
Gambar 4.4 : Diagram Alir Perencanaan Sabuk – V ........................................... 29
Gambar 4.5 : Sudut Kontak Pada Sabuk ............................................................... 32
Gambar 4.6 : Diagram Alir Proses perancangan Poros......................................... 33
Gambar 4.7 : Pembebanan dan Gaya Reaksi Pada Poros .................................... 34
Gambar 4.8 : Torsi Yang Terjadi ......................................................................... 37
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 : Faktor Koreksi Transmisi Sabuk – V Dapat Dilihat Pada Tabel. 1.
Sularso (1991, 163) .............................................................................................. 14
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 1983. Hijauan Makanan Ternak Potong, Kerja dan Perah.
Yogyakarta: Kanisius.
Anonim, 1992. Laporan Lima Tahunan Puslitbang Peternakan. Jawa
Barat: Puslitbang Peternakan Jawa Barat.
Boediono. 1993. Ekonomi Mikro. Yogyakarta: BPFE. UGM
Daryanto. 2000. Fisika Teknik. Jakarta: PT Rineka Cipta.
Direktorat Jenderal Peternakan dan Kesehatan Hewan. 2008. Road Map
Perbibitan
Ternak.
Diakses
tanggal
18
Oktober
2010.
http://www.ditjennak.go.id/
Harsokusoemo, Darmawan. (1999). Pengantar Perancangan Teknik.
Jakarta:Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi.
M.Z., Emrizal. 2006. Membaca dan Memahami Gambar Teknik Mesin.
Bogor:
YudhistiraMott, Robert L. 2009. Elemen-Elemen Mesin dalam
Perancangan Mekanis
Perancangan Elemen Mesin Terpadu) 1. Yogyakarta: Penerbit Andi.Mott,
Robert L. 2009. Elemen-Elemen Mesin dalam Perancangan
Mekanis(Perancangan Elemen Mesin Terpadu) 2. Yogyakarta: Penerbit
Andi.Niemann, G. 1999. Elemen Mesin jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Santoso, Urip. 2010. Dasasila Peternakan dalam Pembangunan
Peternakan di Indonesia. Diakses tanggal 18 Oktober 2010.
www.uripsantoso.wordpress.com.
Sato, G. Takesi. 2000. Menggambar Mesin Menurut Standar Iso. Jakarta:
Pradnya Paramita.
Sugeng, Bambang Y. 1993. Sapi Potong. Jakarta: Penebar Swadaya.
Sukamta. 1994. Rancang Bangun Alat Pencacah Hijauan Pakan Ternak,
Jurusan Mekanisasi Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, UGM.
Yogyakarta.
Sularso, Kiyokatsu Suga. (2002). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan
Elemen Mesin. Jakarta: Pradnya Paramita.
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Bagi sebagian orang sampah dianggap kotor dan menjijikkan, tidak
ada manfaatnya. Sampah merupakan bahan yang tidak dapat dipakai lagi karena
telah diambil bagian utamanya dengan pengolahan menjadi bagian yang tidak
disukai dan secara ekonomi tidak ada harganya. Padahal, setiap saat sampah terus
bertambah tanpa mengenal hari libur karena setiap mahluk terus menerus
memproduksi sampah. Berbagai metode telah dilakukan untuk mengatasi
permasalahan sampah. Pemerintah dengan berbagai upaya selalu berusaha
mengatasi permasalahan sampah dengan biaya yang sangat besar. Tidak
ketinggalan para LSM (Lembaga Swadaya Masyarakat) sangat aktif menyoroti
permasalahan sampah tetapi masalah sampah belum teratasi (Sofian, 2006)
Permasalahan yang ditimbulkan pada kota-kota besar yang padat
penduduknya disebabkan oleh beberapa faktor sebagai berikut:
a. Volume
sampah sangat
besar sehingga melebihi kapasitas
daya
tamping tempat pembuangan sampah akhir atau TPA.
b. Lahan TPA semakin sempit karena tergeser tujuan penggunaan lain.
c. Teknologi pengelolaan sampah tidak optimal sehingga sampah lambat
membusuknya. Hal ini menyebabkan percepatan peningkatan volume
sampah lebih besar dari pembusukannya. Oleh karena itu, selalu
diperlukan perluasan areal TPA yang baru.
1
2
d. Sampah yang sudah matang dan telah berubah menjadi kompos tidak
dikeluarkan dari TPA karena berbagai pertimbangan.
e. Manajemen
sampah
tidak
efektif
sehingga
sering
kali menjadi
penyebab distorsi dengan masyarakat setempat.
f. Pengelolaan sampah dirasakan tidak memberi dampak positif kepada
lingkungan.
g. Kurangnya dukungan kebijakan dari pemerintah, terutama dalam
pemanfaatan produk sampingan dari sampah sehingga menyebabkan
tertumpuknya produk tersebut di TPA. (Sudrajat, 2006).
Sampah yang dihasilkan berdasarkan sumbernya dapat digolongkan
menjadi sampah organik dan sampah anorganik. Sampah organik merupakan
sampah yang mudah mengalami pembusukan (dekomposisi) dan terurai menjadi
bagian yang lebih kecil dan tidak berbau. Sampah organik yang termasuk
diantaranya yaitu sisa sayuran dari rumah tangga dan pasar, daun-daun, sisa
tanaman yang sudah dipanen. Sedangkan sampah anorganik adalah sampah yang
sulit didegradasi oleh mikro organisme. Misalnya semua jenis logam (besi,
alluminium, seng, tembaga dll), gelas dan plastik (Ginting, 2004).
Jumlah sampah organik lebih banyak dari pada sampah anorganik.
Diperkirakan setiap orang menghasilkan sampah organik sekitar setengah
kilogram per orang per hari. Jika jumlah penduduk Indonesia sekitar 220 juta,
maka produk sampah organik setiap harinya sebanyak 110.000 ton per hari. Hal
ini akan menimbulkan masalah, terutama pencemaran lingkungan (Sofian, 2006).
Dengan jumlah sampah yang besar tersebut maka sangat berpotensi
dijadikan menjadi kompos dan kompos tersebut dapat jual. Pengolahan sampah
3
organik dapat dimulai dari rumah sendiri. Sebelum dilakukan pengomposan
sampah organik perlu dipilah antara sampah organik yang dapat diolah menjadi
kompos dan yang tidak dapat menjadi kompos.
Saat ini proses daur ulang sampah organik masih menggunakan proses
pengomposan yang tradisional dimana sampah organik langsung ditimbun atau
dicacah dengan golok terlebih dahulu untuk memperkecil ukuran sampah,
sehingga sampah yang dapat dikomposkan juga sangat terbatas. Disisi lain juga
membutuhkan waktu yang cukup lama. Sampah organik yang dapat diolah
menjadi kompos perlu dilakukan pencacahan. Pencacahan bahan organik
dimaksudkan untuk memperkecil ukuran bahan sampai 2,5 - 5 cm. Hal ini
dilakukan untuk memperluas penampang sentuh sampah organik dengan mikroba
pembusuk sehingga mempercepat pembusukan. Pencacahan juga menghasilkan
ukuran pertikel yang lebih seragam sehingga membuat bahan lebih homogen pada
saat dilakukan pencampuran pada proses pengomposan.
Untuk melakukan pencacahan sampah organik dalam jumlah yang besar,
ukuran yang homogen dan sesuai dengan yang diinginkan maka perlu dirancang
alat pencacah sampah organik dalam proses pengomposan. Alat pencacah inilah
yang diharapkan dapat memberikan solusi permasalahan yang ada.
1.2. Rumusan Masalah
Dari beberapa ulasan yang melatarbelakangi perancangan ini adalah:
1) Apa saja yang masuk dalam kategori sampah rumah tangga, dan
sampah apa yang akan dijadikan specimen pengujian ?
2) Bagaimana desain alat yang mudah dioperasikan ?
3) Berapa dimensi mesin pencacah sampah organic skala rumah tangga ?
4
1.3.Tujuan Perancangan
Perancangan ini bertujuan untuk merancang dan membuat alat pencacah
sampah organik rumah tangga. Kegunaan Perancangan :
1. Menghasilkan desain mesin perajang sampah organik sekala rumah tangga
2. Menghasilkan dimensi yang tepat pada mesin perajang sampah organik
1.4.Batasan Masalah
Alat yang dirancang atau dibuat digunakan untuk mencacah
sampah
organik rumah tangga. Bukan limbah plastic atau jenis material lainnya.
1.5.Manfaat
1. Memberi kemudahan bagi pengguna dalam merajang sampah organik
yang selama ini dilakukan secara konvensional
2. Dengan adanya mesin perajangsampah organik ini bisa mendorong
masyarakat untuk berwiraswasta
PERANCANGAN MESIN PENCACAH SAMPAH ORGANIK
SKALA RUMAH TANGGA 3 LITER/PROSES
TUGAS AKHIR
BIDANG KONVERSI ENERGI
Diajukan kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan
Program Sarjana Teknik (S1)
Oleh :
AGUS PANCA MARDIKA
07510018
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2014
POSTER
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Satu Syarat Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Mesin
Disusun Oleh :
AGUS PANCA MARDIKA
NIM : 07510018
Yang telah disahkan oleh :
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
(Ir. Mulyono, MT)
NIP : 108.9109.0248
(Ir. Daryono, MT)
NIP : 108.8909.0124
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
(Ir. Daryono, MT)
NIP : 108.8909.0124
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
JL. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127
Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR
Nama
: AGUS PANCA MARDIKA
Nim
: 07510018
Bidang Keahlian
: Konversi Energi
No. ST. Pemb. TA
: E.2/123/FT/UMM/III/2014
Judul
Pembimbing I
No.
: PERANCANGAN MESIN PENCACAH
SAMPAH ORGANIK SKALA RUMAH
TANGGA 3 LITER/PROSES
: Ir. Mulyono, MT
Paraf
Catatan Asistensi
Dosen Pembimbing I
1
Persetujuan Judul dan Konsutasi Bab I
2
ACC Bab I
3
Konsultasi Bab II
4
ACC Bab II
5
Konsultasi Bab III
6
ACC Bab III
7
Konsultasi Bab IV
8
ACC Bab IV
9
Konsultasi Bab V dan Seminar Hasil
10
ACC Bab V dan Seminar Hasil
Malang, ……………….2014
Dosen Pembimbing I
Ir. Mulyono, MT
NIP : 108.9109.0248
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
JL. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127
Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR
Nama
: AGUS PANCA MARDIKA
Nim
: 07510018
Bidang Keahlian
: Konversi Energi
No. ST. Pemb. TA
: E.2/123/FT/UMM/III/2014
Judul
: PERANCANGAN MESIN PENCACAH
SAMPAH ORGANIK SKALA RUMAH
TANGGA 3 LITER/PROSES
Pembimbing II
: Ir. Daryono, MT
Paraf
No.
Catatan Asistensi
Dosen Pembimbing II
1
Persetujuan Judul dan Konsutasi Bab I
2
ACC Bab I
3
Konsultasi Bab II
4
ACC Bab II
5
Konsultasi Bab III
6
ACC Bab III
7
Konsultasi Bab IV
8
ACC Bab IV
9
Konsultasi Bab V dan Seminar Hasil
10
ACC Bab V dan Seminar Hasil
Malang, …………... 2014
Dosen Pembimbing II
Ir. Daryono, MT
NIP : 108.8909.0124
LEMBAR SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah :
Nama
: AGUS PANCA MARDIKA
Nim
: 07510018
Tempat/Tanggal Lahir : Malang, 17 Agustus 1989
Jurusan
: Teknik Mesin
Fakultas
: Teknik
Instansi
: Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “PERANCANGAN MESIN
PENCACAH SAMPAH ORGANIK SKALA RUMAH TANGGA 3
LITER/PROSES ” yang diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang , sejauh yang
saya ketahuibukan merupakan duplikasi (“PLAGIASI”)
dari skripsi yang sudah
diplubikasikan dan / pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan
Universitas Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali bagian yang
sumber informasnya saya kutipan dan daftar pustaka sebagaimana mestinya.
Demikian surat pernytaan ini saya buat dengan sebenarnya untuk digunakan
sebagai mestinya.
Malang,…………………. 2014
Yang Menyatakan,
AGUS PANCA MARDIKA
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada kehadirat Allah SWT
yang mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahNya
laporan
tugas
akhir
dengan
judul
“PERANCANGAN
MESIN
PENCACAH SAMPAH ORGANIK SKALA RUMAH TANGGA 3
LITER/PROSES” ini akhirnya dapat terselesaikan.
Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan
yang dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan
tersebut terasa ringan dan dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya
ungkapkan terima kasih atas jasa baik yang selama ini telah diterima, baik
nasehat, petunjuk, ide, saran, serta bimbingan berupa apapun sehingga
penyusun dapat menyelesaikan sekripsi ini. Ungkapan terimaksih tersebut
disampaikan kepada :
1. Kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materiil maupun non
materiil, mendo’akan, mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak akan
terlupakan.
2. Bapak Ir. Mulyono, MT. Selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan serta arahan secara intensif selama penyusunan
sekripsi ini dilakukan.
3. Ibu Ir. Daryono, MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan
masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga terselesaikannya
skripsi ini.
4. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa
bimbingan teoritis seara langsung maupun tidak langsung.
5. Sahabat – sahabat memberi semangat Selly Riansyah,ST,
Rakhmad
Dermawan, ST, Moh. Ma’ruf Mudofir, ST, Dedi Setiawan, ST, Indra
Wahyu Kurniawan, ST, Moh Saefudin, ST, Koko Tri Wahyudi,ST yang
memberi bantuan proses penyususan tugas akhir ini.
6. Teman-teman sebimbingan, rekan-rekan laboraturium di lingkungan Teknik
Mesin, serta teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2010 A,B, C dan D.
7. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terimakasih banyak atas bantuan
kalian semuannya.
Dalam penyusunan sekripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang
tidak terbahas. Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat
membangun akan sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait.
Semoga ALLAH SWT memberikan sifat rahim Nya kepada semua pihak
yang tersebut diatas dan penyusun berharap semoga sekripsi ini bermanfaat
bagi penyusun dan pembaca.
Malang, ………………. 2014
AGUS PANCA MARDIKA
DAFTAR ISI
COVER ..............................................................................................................i
POSTER .............................................................................................................ii
LEMBARAN PENGESAHAN SKRIPSI ........................................................iii
LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR ..................................................iv
LEMBARAN PERYATAAN ...........................................................................vi
ABSTRAK .........................................................................................................vii
KATA PENGANTAR .......................................................................................ix
DAFTAR ISI ......................................................................................................xi
DAFTAR GAMBAR .........................................................................................xiv
DAFTAR TABEL .............................................................................................xv
BAB I ..................................................................................................................1
PENDAHULUAN ..............................................................................................1
1.1. Latar Belakang .......................................................................................1
1.2. Rumusan Masalah ..................................................................................3
1.3. Tujuan Perancangan ...............................................................................4
1.4. Batasan Masalah.....................................................................................4
1.5 . Manfaat ..................................................................................................4
BAB II ................................................................................................................5
TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................................5
2.1. Sampah Rumah Tangga ........................................................................5
2.2. Samapah Organik ..................................................................................5
2.2.1 Jenis Sampah Organik Yang Bisa Diolah menjadi Kompos .......6
2.2.2 Sampah Organik Yang Tidak Bisa Diolah ..................................6
2.3. Ukuran Bahan Kompos ........................................................................7
2.4. Mesin Pencacah .....................................................................................8
2.5. Sistem Pencacah/Pemotong ..................................................................9
2.5.1. Daya Mesin dan Tenaga penggerak ............................................10
2.5.2. Poros (Shaft) ...............................................................................11
2.5.3. Transmisi Sabuk (V-Belt) ...........................................................13
2.5.4. Rangka ........................................................................................16
2.5.5.Casing ..........................................................................................16
BAB III ...............................................................................................................18
METODELOGI PERANCANGAN ...............................................................18
3.1. Studi literatur.........................................................................................18
3.2. Pengumpulan Data ................................................................................18
3.3. Mengukur Gaya Potong Sampah Organik ............................................19
3.4. Menghitung Kecepatan Potong .............................................................20
3.5. Menghitung Daya Rencana ...................................................................20
3.6. Perancangan Poros Mesin .....................................................................20
3.7. Pemilihan V-Belt...................................................................................23
3.8. Perhitungan Motor Penggerak ..............................................................24
3.9. Perancangan Cssing ..............................................................................24
3.10. Perancangan Rangka ...........................................................................24
BAB IV ...............................................................................................................25
PERHITUNGAN DAN PERANCANGAN .....................................................25
4.1. Analisa Gaya Potong Sampah Organik .................................................25
4.2. Perhitungan Perencanaan Kapasitas Mesin ...........................................26
4.2.1. Gaya Mata Pisau .........................................................................27
4.3. Perancangan Sistem Transmisi (Puly n Sabuk – V) .............................28
4.3.1. Perhitungan Sabuk Transmisi yang Pertama ..............................30
4.3.2. Diameter Pully Yang Digerakka .................................................30
4.3.3. Panjang Keliling Sabuk – V (L)..................................................30
4.4. Perencanaan Poros ................................................................................32
4.4.1. Pemilihan Bahan Poros ...............................................................32
4.4.2. Perhitungan Gaya – Gaya yang Terjadi pada Poros ...................34
4.5. Menghitung Daya Motor Penggerak .....................................................37
4.6. Perancangan Casing ..............................................................................38
4.7. Perancangan Rangka .............................................................................38
BAB V.................................................................................................................38
KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................................40
5.1. Kesimpulan ...........................................................................................40
5.2. Saran ......................................................................................................40
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................41
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 : Beberapa Contoh Sampah Organik berasal dari Rumah Tangga ...5
Gambar 2.2 : Rata- Rata Ukuran Pupuk Kompos ................................................. 7
Gambar 2.3 : Mesin Pencacah Bahan Kompos Skala Besar ................................. 9
Gambar 2.4 : Penampung Sabuk V- Belt .............................................................. 13
Gambar 3.1 : Contoh hasil pencacahan Sampah Organik .................................... 18
Gambar
3.2
:
Analisa
Gaya
Potong
Smapah
Organik
Menggunakan
NeracaTeakan. ....................................................................................................... 19
Gambar 3.3 : Model Pisau Pencacah .................................................................... 21
Gambar 3.4 : Diagrama Alir Perancangan Poros .................................................. 22
Gambar 3.5 : Diagram Alir Untuk Memilih Sabuk V ........................................... 23
Gambar 4.1 : Analisa Gaya Potong Sampah Organik Basah Mengguanakan
Neraca Tekan ........................................................................................................ 25
Gambar 4.2 : Gaya Yang Bekerja Pada Pisau ....................................................... 27
Gambar 4.3 : Transmisi Mesin Pencacah Sampah Organik .................................. 28
Gambar 4.4 : Diagram Alir Perencanaan Sabuk – V ........................................... 29
Gambar 4.5 : Sudut Kontak Pada Sabuk ............................................................... 32
Gambar 4.6 : Diagram Alir Proses perancangan Poros......................................... 33
Gambar 4.7 : Pembebanan dan Gaya Reaksi Pada Poros .................................... 34
Gambar 4.8 : Torsi Yang Terjadi ......................................................................... 37
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 : Faktor Koreksi Transmisi Sabuk – V Dapat Dilihat Pada Tabel. 1.
Sularso (1991, 163) .............................................................................................. 14
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 1983. Hijauan Makanan Ternak Potong, Kerja dan Perah.
Yogyakarta: Kanisius.
Anonim, 1992. Laporan Lima Tahunan Puslitbang Peternakan. Jawa
Barat: Puslitbang Peternakan Jawa Barat.
Boediono. 1993. Ekonomi Mikro. Yogyakarta: BPFE. UGM
Daryanto. 2000. Fisika Teknik. Jakarta: PT Rineka Cipta.
Direktorat Jenderal Peternakan dan Kesehatan Hewan. 2008. Road Map
Perbibitan
Ternak.
Diakses
tanggal
18
Oktober
2010.
http://www.ditjennak.go.id/
Harsokusoemo, Darmawan. (1999). Pengantar Perancangan Teknik.
Jakarta:Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi.
M.Z., Emrizal. 2006. Membaca dan Memahami Gambar Teknik Mesin.
Bogor:
YudhistiraMott, Robert L. 2009. Elemen-Elemen Mesin dalam
Perancangan Mekanis
Perancangan Elemen Mesin Terpadu) 1. Yogyakarta: Penerbit Andi.Mott,
Robert L. 2009. Elemen-Elemen Mesin dalam Perancangan
Mekanis(Perancangan Elemen Mesin Terpadu) 2. Yogyakarta: Penerbit
Andi.Niemann, G. 1999. Elemen Mesin jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Santoso, Urip. 2010. Dasasila Peternakan dalam Pembangunan
Peternakan di Indonesia. Diakses tanggal 18 Oktober 2010.
www.uripsantoso.wordpress.com.
Sato, G. Takesi. 2000. Menggambar Mesin Menurut Standar Iso. Jakarta:
Pradnya Paramita.
Sugeng, Bambang Y. 1993. Sapi Potong. Jakarta: Penebar Swadaya.
Sukamta. 1994. Rancang Bangun Alat Pencacah Hijauan Pakan Ternak,
Jurusan Mekanisasi Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, UGM.
Yogyakarta.
Sularso, Kiyokatsu Suga. (2002). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan
Elemen Mesin. Jakarta: Pradnya Paramita.