MESIN DAUR ULANG BOTOL PLASTIK MENJADI PELLET
MESIN DAUR ULANG BOTOL PLASTIK MENJADI PELLET
Ahmad Kholil, Catur Setyawan dan Wanda
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta e-mail : [email protected], [email protected]
ABSTRAK
Pengembangan mesin ini bertujuan untuk memberikan kemudahan kepada usaha kecil atau perorangan tentang bagaimana mengelola botol plastik yang praktis, mudah pengoperasiannya dan murah harganya. Mesin ini tidak memerlukan tempat yang luas, cukup praktis dan hanya memerlukan tenaga listrik rumahan yaitu 220 V. Prinsip kerja mesin ini pada dasarnya terdiri dari 3 tahapan utama yaitu penggilingan/pencacahan, pemanasan/peleburan, dan pencetakan. Botol atau gelas plastik dimasukan ke mesin akan dicacah oleh pisau-pisau yang berputar, setelah itu hasil pemotongan masuk ke silinder
pemanas dan akan dipanaskan oleh heater/pemanas sampai suhu 180 0 C, pada temperatur 180 0 C hasil cacahan botol plastik meleleh pada kondisi material dapat mengalir (temperatur flow). Penampang bawah silinder pemanas di buat lubang dengan diameter 2 mm dan jarak antar lubang 10 mm, dengan adanya lubang ini material plastik akan menetes dan jatuh pada plat yang sudah disediakan. Hasil tetesan material ini mengering dalam waktu 5 detik, tetesan inilah yang disebut dengan pellet plastik atau bahan baku untuk membuat produk baru.
Kata kunci : mesin, daur ulang, plastik, pellet
1. PENDAHULUAN
Racun-racun dari partikel plastik yang masuk ke dalam tanah akan membunuh hewan-hewan
Kemasan minuman saat ini sudah banyak pengurai di dalam tanah seperti cacing. memanfaatkan plastik diantaranya minuman teh,
Plastik yang tidak dapat terurai meskipun minuman bersoda, susu, air mineral, sirup, jus buah,
termakan oleh binatang maupun tanaman akan dan lain-lain. Banyak perusahaan minuman yang
menjadi racun berantai sesuai urutan rantai tadinya menggunakan kemasan botol gelas beralih
makanan.
menggunakan kemasan botol plastik. Beberapa
Kantong plastik akan mengganggu jalur air alasan perusahaan lebih memilih kemasan botol
yang teresap ke dalam tanah. plastik adalah lebih ringan, murah, transparan, kuat,
Menurunkan kesuburan tanah karena plastik termoplastis, dan permeabilitasnya (kemampuan
juga menghalangi sirkulasi udara di dalam dapat ditembus oleh partikel) rendah terhadap uap
tanah dan ruang gerak makhluk bawah tanah air, CO2, dan O2. yang mampu meyuburkan tanah.
Pembuangan sampah plastik sembarangan di Kemasan botol plastik ini terbuat dari sungai-sungai akan mengakibatkan bahan polietilen, Kemasan botol plastik minuman penyumbatan aliran sungai yang menyebabkan kebanyakan berjenis PET (Polyethilena terephlate)
banjir.
yang dibuat melalui reaksi polimeriasasi kondensasi
antara senyawa ethylenglykol dan dimethyl Untuk menanggulangi sampah botol terephlate .
plastik beberapa cara dilakukan diantaranya dengan Plastik merupakan senyawa kimia polimer
membakar, mengurangi pemakaian (reduce), dan yang sulit diurai dalam waktu singkat oleh bakteri,
mendaur ulangnya (Recycle). Membakar yaitu butuh waktu lama dan bahkan dapat mencapai
menghanguskan sampah botol plastik, pembakaran beratus-ratus tahun untuk mengurai plastik secara
ini dicampur dengan sampah-sampah lain dan alami. Hal ini mengakibatkan tumpukan sampah
dimasukan di incinerator (tungku pembakaran) plastik semakin banyak, kenyataan saat ini sampah
yang dapat menghasilkan energi (listrik). Tetapi plastik yang terurai tidak sebanding dengan yang
proses pembakaran yang kurang sempurna dan diproduksi oleh penggunaan harian sehingga
tidak mengurai partikel-partikel plastik dengan mengakibatkan polusi akibat sampah plastik,
sempurna maka akan menjadi dioksin di udara. Bila diantaranya :
dioksin ini dihirup oleh manusia akan menyebabkan berbagai penyakit di antaranya kanker, gangguan
− Tercemarnya tanah, air tanah, dan makhluk sistem syaraf, hepatitis, pembengkakan hati, dan bawah tanah.
gejala depresi. Mengurangi pemakaian (reduce) merupakan upaya-upaya yang dilakukan untuk menekan penggunaan plastik yang tidak ramah
Seminar Nasional Mesin Dan Teknologi Kejuruan (SNMTK), 5 Juni 2013 101
MAN-11 lingkungan. Mendaur ulang (recycle) adalah
2. PROSES PEMBUATAN MESIN
pemrosesan kembali bahan yang pernah dipakai untuk mendapatkan produk baru, proses daur ulang
Pembuatan mesin ini disesuaikan dengan sampah botol plastik ini sangat efektif untuk
desain yang sudah direncanakan. Dimulai cari menangani masalah sampah akibat botol plastik dan
pembacaan gambar 2 dimensi,pemilihan bahan, bisa menghasilkan.
pengerjaan dengan mesin produksi seperti mesin bubut,mesin CNC, mesin bor, pengelasan, perakitan
Daur ulang sampah botol plastik saat ini
dan pengecatan.
dilakukan oleh industri kecil dan industri besar,
daur ulang hasil industri kecil berupa kerajinan tangan (lampu hias, tas dari botol plastik, tempat
pulpen, pot bunga, dll) dan hanya berupa pengumpulan dan pemisahan belum sampai pada
daur ulang, daur ulang hasil industri besar berupa bahan baku plastik untuk pembentukan botol plastik
baru dengan mencampur zat-zat tertentu agar memiliki kualitas sesuai yang diinginkan dan
berupa benda-benda yang tidak berkaitan dengan makanan dan minuman (ember, gayung, jeligen
minyak, tempat sampah, pot bunga, dll).
Secara umum terdapat empat persyaratan
agar suatu sampah botol plastik dapat diproses
menghasilkan produk baru, antara lain harus dalam
bentuk tertentu sesuai kebutuhan (biji, pellet,
serbuk, pecahan), sampah plastik harus homogen,
Gambar 1. Desain mesin daur ulang botol
tidak terkontaminasi, serta diupayakan tidak
plastik menjadi pellet
teroksidasi. Tahapan pembuatan mesin ini mengikuti
Untuk membantu pemerintah menangani langkah kangkah pembuatan seperti pada diagram sampah botol plastik dan menambah usaha untuk
alir. Diagram alir proses pembuatan mesin daur industri kecil yang dapat menghasilkan dari sampah
ulang botol plastik menjadi pellet dapat dilihat di botol plastik perlu dibuat mesin daur ulang botol
bawah ini.
plastik dengan desain yang ringkas dan harga yang
relatif murah. Pembuatan dalam hal ini membuat
mesin daur ulang botol plastik menjadi pellet.
Gambar 2. Diagram alir pembuatan Mesin daur ulang botol plastik menjdi pellet.
Seminar Nasional Mesin Dan Teknologi Kejuruan (SNMTK), 5 Juni 2013 102
MAN-11
Bahan yang digunakan pada bagaian-
3. PENGUJIAN MESIN
bagian mesin adalah :
a. Pisau, menggunakan bahan Stell S45C. Bahan Pengujian mesin daur ulang botol plastik ini dipilih karena mampu mencacah plastik
menjadi pellet dilakukan di Bengkel Permesinan dengan baik. Proses pembuatan menggunakan
Universitas Negeri Jakarta. Berikut ini merupakan mesin bubut dan mesin CNC wire cut.
prosedur pengujian yang dilakukan :
b. Poros, menggunakan bahan Stell S45C. Bahan − Rangka mesin diberi beban ± 80 kg tidak ini dipilih karena memiliki kemampuan untuk
mengalami kebengkokan atau patah. menahan dengan baik. Proses pembuatan
− Mengatur kemiringan mata pisau pencacah menggunakan mesin bubut dan mesin bor.
botol plastik.
c. Base Blade, menggunakan bahan Stell S45C. − Mengukur hasil pemotongan sampah botol Bahan ini dipilih karena memiliki kemampuan
plastik jenis PET, hasil ukuran panjang 5- mencacah dengan baik. Proses pembuatan
10 mm dan lebar 3 mm. menggunakan mesin CNC wire cut.
− Mengukur banyaknya hasil produksi dari
d. Rangka/Frame, menggunakan bahan profil pemotongan sampah botol plastik jenis kotak ukuran 25X25 dengan ketebalan 2mm.
PET per jam.
Proses pembuatan menggunakan mesin
gergaji,mesin bor dan proses pengelasan.
a. Uji Kerja Mesin
e. Hooper dan corong, menggunakan bahan mild Hasil pengujian mesin daur ulang botol steel dengan ketebalan 2 mm, proses
plastik dengan penggerak utama menggunakan pembuatannya menggunakan mesin searing dan
motor listrik dapat dikatakan berfungsi sebagai proses pengelasan.
mana mestinya dalam memotong botol plastik.
f. Pemanas/Heather, menggunakan pemanas Hasil uji coba mesin daur ulang botol plastik berbentuk silinder untuk mendapatkan
menjadi pellet ini adalah :
pemerataan pemanasan. Dengan daya kapasitas − Mesin pencacah, mampu mencacah botol pemanas max. 350 watt.
plastik sebanyak 100g dalam waktu 5
g. Panel control, menggunakan rangkaian menit atau 20 g/menit dengan hasil elektronik untuk mengatur arus ke elemen
potongan panjang 5-10 mm dan lebar 3 pemanas. panel kontrol ini dilengkapi layar
mm.
digital untuk mengetahui besarnya suhu yang − Heater/Pemanas, mampu melelehkan dan akan digunakan dan mengetahui suhu yang
mencetak hasil cacahan botol plastik sebenarnya.
menjadi pellet sebanyak 100g dalam waktu
1 jam atau100g/jam
b. Kekuatan Kinerja Mesin
Kekuatan dari mesin pencacah botol plastik dengan kapasitas kecepatan putaran mesin sebesar 467 rpm dan daya ½ HP (Horse Power)
dengan kapasitas hasil produksi pemotongan setelah hasil uji coba menghasilkan potongan
sebesar ± 2 kg/jam. Hasil pemotongan botol plastik setelah hasil uji coba berukuran 3mm x 5mm,
sehingga dengan hasil potongan yang kecil tersebut dapat dengan cepat untuk dilakukan proses
pelelehan. Proses pelelehan hasil cacahan sampai menjadi pellet membutuhkan waktu 1 jam untuk
mencetak pellet sebanyak 100g, dengan ukuran pellet ø 3-5 mm. Hasil pengujian mesin ini dengan
penggerak utama menggunakan motor listrik dapat dikatakan berfungsi sebagai mana mestinya dalam
memotong, memanaskan serta mencetak pellet dari botol plastik.
Kekuatan dari kinerja mesin ini dengan asumsi pemakaian maksimal produksi selama 4
Gambar 4. Prototype mesin
jam/hari, sehingga daya tahan dari mesin ini dapat bertahan dengan jangka waktu pemakaian yang
Seminar Nasional Mesin Dan Teknologi Kejuruan (SNMTK), 5 Juni 2013 103
MAN-11 lama. Pemilihan dari masing-masing komponen o sampai 180
C hingga meleleh, dan akan juga ditentukan dengan perhitungan yang akan
menetes melalui lubang yang sudah dibuat. menentukan komponen yang tepat guna untuk
Hasil tetesan inilah yang disebut dengan memenuhi faktor keamanan dan efektivitas pada
pellet plastik.
komponen mesin daur ulang botol plastik menjadi pellet itu sendiri.
c. Hasil pengujian mesin daur ulang botol
Tabel 1
plastik ini mampu memproduksi/
Hasil Kinerja Mesin
menghasilkan cacahan plastik kapasitas ½ Kg/jam dan pellet plastik dengan kapasitas 100 g/jam dengan motor listrik dengan daya ½ Hp, putaran 1400 rpm direduksi menjadi 467 rpm, tegangan yang digunakan 220 Volt, dan pemanas dengan daya 300 watt sehingga tegangan listrik rumahan dapat menggunakan alat ini.
d. Spesifikasi mesin daur ulang botol plastik menjadi pellet ini memiliki dimensi
panjang 400 mm, lebar 130 mm, dan tinggi 570 mm, memiliki pencacah atau penghancur plastik dengan 13 pisau pencacah yang tebalnya 3mm dan sudut masing-masing penempatan pisau diatur
45 0 agar menghasilkan cacahan yang halus, mesin ini juga memiliki pemanas dengan daya 300 watt untuk memanaskan sampai
180 o
C, dan memiliki termometer kontrol yang berfungsi menstabilkan panas pada
saat melelehkan hasil cacahan botol plastik .
5. REFERENSI
Gambar 5. Grafik ketebalan botol plastik Vs
1. Arvid R. Eida,et.al, Introduction to
putaran pisau pencacah
Engineering Design , Singapore: Mc Grsw-hil, (1998).
4. KESIMPULAN
2. Budinski, Kenneth G. and Michael K. Budinski, Enginering Materials , New Jersey : Inc. Berdasarkan proses pembuatan mesin dan
Upper Saddle River, (2010). hasil pengujian yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
3. Joshep E. Shigley dan Larry D. Mitchel, Perencanaan Teknik Mesin , Terjemahan :
a. Dilihat dari proses pembuatan mesin daur Gandhi Harahap, Jakarta : Erlangga, (1984). ulang botol plastik menjadi pellet ini dinilai cukup sederhana dalam
4. Rosnani Ginting, Perancangan Produk, pembuatannya, sehingga masyarakat dapat
Yogyakarta:Graha Ilmu, (2010). dengan mudah menggunakannya. Mesin
ini sangat sederhana sehingga mudah
5. Sularso dan Kiyokatsu Saga, Dasar dalam perawatannya. Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin Jakarta : PT. Pradnya Paramita, (1997).
b. Proses kerja mesin ini adalah sebelum
botol plastik di masukan ke mesin, terlebih dahulu botol plastk dipotong menjadi 3
6. Surdia, Tata dan Shinroku Saito, Pengetahuan bagian, setelah itu masuk ke dalam Hopper
Bahan Teknik , Jakarta : PT. Pradnya Paramita, dan akan dicacah oleh pisau, hasil cacahan
melewati corong akan dan ditampung oleh silinder pemanas, hasil cacahan dipanaskan
Seminar Nasional Mesin Dan Teknologi Kejuruan (SNMTK), 5 Juni 2013 104
MAN-12