Hands-out Mata Kuliah

Daur Ulang Bahan

Dr. Eko Marsyahyo, ST., MSc

Prodi Teknik Mesin S-1 Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Nasional Malang Maret 2010

1

DAUR ULANG BAHAN3 sks

Hands-out

Dr. Eko Marsyahyo, ST., MSc

Prodi Teknik Mesin S-1Fakultas Teknologi IndustriITN MalangMaret 2010

Daftar IsiBAGIAN I. PENDAHULUAN DUB1. Sinopsis Mata kuliah DUB2. Latar Belakang DUB3. Isu Global:3R: Reduce, Reuse dan Recycle4. Tugas MK DUB 1BAGIAN II. KONSEP DAN CONTOH PENERAPAN 3R1. Definisi 3R2. Contoh Penerapan 3R: Industri Otomotif HONDA dan BMW3. Tugas MK DUB 2BAGIAN III. MENGENAL PROFIL ECO-PROPERTIES BAHAN-BAHAN TEKNIK1. Isu utama penggunaan bahan teknik.2. Profil eco-properties bahan teknik3. Contoh bahan: logam dan non-logam.BAGIAN IV. PENGETAHUAN PRAKTIS 3R BAHAN PLASTIK/POLIMER1. Permasalahan 3R pada bahan plastik2. Kode identifikasi bahan plastik3. Cara mengenal identifikasi bahan plastikBAGIAN V.PENGENALAN PENGELOLAAN SAMPAH PADAT (SOLID WASTE MANAGEMENT)1. Definisi Sampah Padat2. Jenis Sampah Padat3. Cara Penanganan Sampah Padat4. Daur Ulang Sampah Padat5. Tugas MK DUB 3 Tematik

Dr. eMars 2010

2

BAGIAN I. PENDAHULUAN DUB

1. Sinopsis Mata kuliah DUB2. Latar Belakang DUB3. Isu Global: 3R4. Tugas MK DUB 1

Sinopsis mata kuliah Daur UlangBahan (DUB), 3 sksMK Daur Ulang Bahan merupakan mata kuliah yang penting

bagi mahasiswa di jurusan Teknik Mesin S-1 agar memperolehwawasan luas yang berkaitan dengan isu-isu lingkungan global pemanfaatan bahan-bahan teknik untuk produk yang aman danramah lingkungan.

Isi pokok dari mata kuliah ini adalah tentang bahan-bahan teknikyang berdampak pada lingkungan mulai dari identifikasi produk, penggunaanya dan siklus hidup/masa pakai produk serta eco-properties bahan. Serta pengenalan pengelolaan sampah padat.

Tujuan pokok dari mata kuliah ini adalah memahami setiappermasalahan tentang bahan-bahan teknik dan proses daurulangnya serta menanamkan konsep eco-materials atau material yang ramah lingkungan terutama bahan-bahan teknik yang telahdimanfaatkan oleh masyarakat melalui penerapan konsep 3R: reduce, reuse dan recycle.

Target utama yang akan dicapai adalah mahasiswa mampumengetahui bahan-bahan yang ramah dan tidak ramah lingkungandan memahami bagaimana cara menyikapinya yang berdampakpada kegiatan pemilihan bahan, desain produk dan siklushidup/masa pakai produk dan konsep 3R di lingkunganya.

Dr. eMars 2010

3

Jadwal acara pengajaran/tatapmuka di kelas

1. Sinopsis Mata kuliah DUB2. Latar Belakang DUB3. Isu Global:3R: Reduce, Reuse dan Recycle4. Tugas MK DUB 15. Definisi 3R6. Contoh Penerapan 3R: Industri Otomotif HONDA dan BMW7. Tugas MK DUB 28. Isu utama penggunaan bahan teknik.9. Profil eco-properties bahan teknik

UTS1. Contoh bahan: logam dan non-logam.2. Permasalahan 3R pada bahan plastik3. Kode identifikasi bahan plastik4. Cara mengenal identifikasi bahan plastik5. Definisi Sampah Padat6. Jenis Sampah Padat7. Cara Penanganan Sampah Padat8. Daur Ulang Sampah Padat9. Tugas MK DUB 3 Tematik

UAS

Sistem penilaian hasil PBM

Penilaian hasil ujianUTS 40%UAS 60%

Syarat kelulusan, batas minimal nilai CKehadiran minimal 90%SEMUA tugas DUB dikerjakan dan dikumpulkan tepatwaktu (ada 3 paket tugas MK DUB)

Ingin diskusi di luar acara tatap muka di kelas? Via email: ramiejoss@yahoo.co.idAtau join facebook add: eko marsyahyo, atau hp. 08123315824.

Dr. eMars 2010

4

Sumber pustaka

1. Textbook: Ashby, M.F., 2009, Materials and the environment: eco inform materials choice, Elsevier, Canada.

2. Brosur: Hidayat, M.W, 2009, Plastic Identification Code, PT.Autocomp Systems Indonesia, Tangerang.

3. Websites:1. www.world.honda.com/environment2. www.bmwgroup.com/responsibility3. www.epa.gov4. www.somersetwaste.gov.uk

Latar Belakang: semua peradabanmanusia tergantung pada Bahan

a. Peradaban awal kuno/ancient b. Peradaban sekarang/modern

Masa peradaban manusia dikelompokkanberdasarkan nama ‘bahan’ : jaman batu, jaman tembaga, jaman kuningan dan jaman besi. ‘Bahan’ tidak hanya digunakantetapi secara progresif sudah menjadi ketergantungan di setiap segi kehidupanumat manusia.

Dr. eMars 2010

5

Jaman material

Saat ini, abad 21, material yang mendominasi perkembanganperadaban manusia (baca: ditemuidan digunakan setiap hari) adalah polimer (plastik dan komposit).

Dampakpenggunaanmaterial bagilingkungan

Saat ini, di seluruh dunia,timbul permasalahan yangserius berkaitan dengan

meningkatnya penggunaanbahan-bahan yang sulit didaur ulangDan menjadi ‘sampah’ bagilingkungan.

Maka sudah seharusnya persepsidan kebijakan penggunaan bahansecepatnya dirubah. Inilah tujuan darimk DAUR ULANG BAHAN.

Dr. eMars 2010

6

Populasi manusia bertambah

Bertambahnya populasi manusia, bertambah pula jumlah material yang digunakan untuk produkyang dikonsumsinya.

Melalui mk DAUR ULANG BAHAN, perlu dipahami dankomitmen bagi para mahasiswacalon insinyur/ilmuwan/praktisiuntuk mewujudkan3R: reuse, recycle, reduce

Jumlah produksi 23 jenis bahansetiap tahun di seluruh dunia

Dr. eMars 2010

7

Dampak pada peningkatankonsumsi energi setiap tahun diseluruh dunia

Pemanfaatan energi yang dipakaiutk industri (baca: dihabiskan)

Pemakaian bahan berdampak padapemakaian energi minyak bumi.Mulai dari penambangan bahan baku, proses pembuatan, proses manufakturdan produksi, proses pemakaian sertaproses akhir masa pakai perludipertimbangkan silkus pakai bahan-bahantersebut.

Dr. eMars 2010

8

Siklus-masa pakai bahan (life-cycle)

Semua bahan yang dikonsumsi memiliki siklus pakai (life-cycle), yakni dimulai darihasil tambang, pengolahan menjadi produk-produk yang bermanfaat hingga masapemakaian akhir produk tersebut dan masa pembuangan (disposal). Apakah siklustersebut berhenti di sini?

Penggambaran siklus pakai bahan: asalbahan-jadi produk-pemakaian-habis masapakai- disposal (dibuang)

Disposal

Mining Material processing

Product manufacture

Distribution

Product take-back

Material de-manufacture

Energy recovery with incineration

Use +

Service

Product demanufacture

Environment: air, sea, land 1234

Clean fuel production via pyrolysis

2 = Remanufacture of reusable compon3 = Reprocessing of recycled material4 = Monomer / raw material regeneratio

1 = Direct recycling / reuse

Manufacture

Demanufacture

Dr. eMars 2010

9

Siklus-hidup dan daur ulang bahan

Isu global: daur ulang bahan

Isu eco-materials, biomaterials, Degradable materialsIsu eco-green, green-materials, EcofriendlymaterialsZero waste atau re-use

Mk. Daur Ulang Bahan akan menjawab isu-isu tersebut, dimulai dari pemilihan bahandan konsep 3R (Reduce, ReUse danRecycle)

Dr. eMars 2010

10

Manfaat daur ulang bahan

Recycling reduces the need to consume natural resources and so helps to protect natural wildlife habitats for the future. This also reduces the need for mining, logging and refining raw materials, all of which create substantial air and water pollution.

Recycling saves energy, as using recycled materials to manufacture new products uses far less energy than producing from raw materials. These energy savings are far greater than the energy used in collecting and transporting materials for recycling.

Recycling reduces the amount of rubbish sent to landfill sites, which produce a quarter of the UK’s emissions of methane, a powerful greenhouse gas contributing to climate change. Methane is a greenhouse gas 23 times more potent than carbon dioxide.

Tugas MK DUB 1Membuat daftar bahan-bahan teknik, produk yang dihasilkan dari bahantersebut serta tindakan setelah habis pakai produk-produk tersebut.

Bahan teknik yang dipilih adalah mencakup logam dan non-logam.

Buat daftar minimal 50 bahan dan produknya yang dilengkapi gambarproduk. Gunakan website seperti google atau yahoo untuk mendapatkan data yang dicari. Sebutkan sumber pengambilan gambar (misalnya: www.recycle.net/judul...). Susun menggunakan tabel seperti berikut.

GambarProduk

Sumberweb

NamaProduk

Nama BahanNo.

Dr. eMars 2010

11

BAGIAN II. KONSEP DAN CONTOH PENERAPAN 3R

1. Definisi 3R2. Contoh Penerapan 3R: Industri

Otomotif HONDA3. Tugas MK DUB 2

Definisi 3R

Men

gura

ngi

Mem

akai

ulan

g

Men

daur

ulan

g

Dr. eMars 2010

12

Definisi 3R

Contoh 3R: Komitmen HONDA nomer 1(dari 5).

Dr. eMars 2010

13

HONDA 3R

HONDA: Daur ulang bahanseat cover

Dr. eMars 2010

14

Bioplastik: Bahan ramah lingkungan

5 Kebijakan HONDA

Dr. eMars 2010

15

Aktifitas DUB HONDA

Aktifitas tahap awal: dismantling/dipretelidan dikumpulkan per kelompok bahan(BMW)

Dr. eMars 2010

16Dr. eMars 2010

17

Data hasil 3R di BMW

Dr. eMars 2010

18

Komponen DUB HONDA

Reuse komponen

Dr. eMars 2010

19

Reuse-recycle oil filter danbahan resin utk bumper

Reduksi pengunaan bahanyang berbahaya

Dr. eMars 2010

20Dr. eMars 2010

21

Pembuangan bahanberbahaya

Dr. eMars 2010

22

Produk otomotif ramahlingkungan: keberhasilan HONDA

Tugas MK DUB 2Membuat daftar bahan-bahan teknik yang dipakai untuk produk ataukomponen otomotif (lihat contoh HONDA).Buat daftar minimal 10 komponen otomotif yang dilengkapi gambar.

Gunakan website seperti google atau yahoo untuk mendapatkan data yang dicari. Sebutkan sumber pengambilan gambar (misalnya: www.recycle.net/judul...). Susun menggunakan tabel seperti berikut.

GambarProduk

Identifikasi3R

NamaProduk

Nama BahanNo.

Dr. eMars 2010

23

BAGIAN III. MENGENAL PROFIL ECO-PROPERTIES BAHAN-BAHAN TEKNIK

1. Isu utama penggunaan bahan teknik.2. Profil eco-properties bahan teknik3. Contoh bahan: logam dan non-logam.

Isu utama penggunaan bahan-bahan teknik

1. Highly engineered tailored materials cause problems for recyclingMay imply that alloy compositions would have to be frozen

2. Iron and steel face a challenge in all applications that use energy during their life cycle (such as cars and trucks) because of weight

Thin-wall castings and high strength steels are being researched worldwide.3. Three largest contributors to pollution in metal manufacturing:

machining (the use of lubricants), casting (air pollution from binders) surface conditioning (cleaning, painting and plating).

4. Polymers face fundamental conflict between performance (e.g., low weight and low cost) and the ability to either incorporate recycled content and/or recycle the engineered material.

Chance for successful plastics recycling increases as the waste stream quality and quantity increase and as the cost of the virgin material increases .Some recycling infrastructures are set up to capture particular target materials because they are either valuable or troublesome (e.g., PVC can produce HCl during incineration)

Dr. eMars 2010

24

Kondisi eco-properties di lingkungan: alami/natural dan buatan/industri

Kondisi alami siklus karbon yang terjadi secara seimbangdari sumber-sumber alam yg dibutuhkan oleh lingkungan.

Kondisi buatan/industri yg merusaklingkungan

Dr. eMars 2010

25Dr. eMars 2010

26

Mesin penghancur utk daur ulang bahan

3 jenis mesin penghancur utk daur ulang bahan padat:1. Mesin mekanis shredder atau crusher /penghancur2. Mesin termal incenerator/pembakaran3. Mesin kimia reaktor pelarut/pemisah

Plastic Recycle-MesinExtruder

Machine Motor, 15HP VS, 20HP VS Mesin Motor, VS 15HP, 20HP

VS

Motor of Granule Cutting Machine, 3HP, 5HP, 7.5HP. Motor dari

granula Cutting Machine, 3HP, 5HP, 7.5HP.

Heater:8KW, 10KW, 15KW Pemanas: 8KW, 10KW, 15KW

Cooling Tank:3M Cooling Tank: 3M

Weight of the Machine:3200KG, 4600KG, 4800KG Berat Mesin:

3200KG, 4600KG, 4800KG

Profilbahan

Persentase bahan-bahan yang dikandung oleh bumi

Dr. eMars 2010

27

Data Eco-properties bahan1. Produksi bahan

2. Pelepasan CO2

3. Penggunaan air

4. Energi yg dibutuhkan utk proses bahan

Dr. eMars 2010

28

5.Daur ulang dan siklus akhir produk

6. Sifat mekanis dan eco-properties

Dr. eMars 2010

29Dr. eMars 2010

30

Contoh eco-properties : perbandingan jenis botoldari bahan yang berbeda

Contoh eco-properties : perbandinganjenis kendaraan dari bahan bakar yang berbeda

Dr. eMars 2010

31Dr. eMars 2010

32Dr. eMars 2010

33

Besicor

Dr. eMars 2010

34

ABS

Nilon

Dr. eMars 2010

35

PP

PE

Dr. eMars 2010

36

PC

PET

Dr. eMars 2010

37

PVC

PS

Dr. eMars 2010

38

Epoksi

Phenolics

Dr. eMars 2010

39

Karet alam

Karet butyl

Dr. eMars 2010

40

PLA plastik biodegradable

PHB plastik bio

Dr. eMars 2010

41

Keramik/Bata

Semen/concrete

Dr. eMars 2010

42

Alumina

Kaca Gelas

Dr. eMars 2010

43

Kaca borosilikat/pyrex

Komposit serat karbon

Dr. eMars 2010

44

Kertas karton

Kayu lunak

Dr. eMars 2010

45

Kayu keras

Kayu lapis/plywood

Dr. eMars 2010

46

Komposit serat gelas

Contoh komplek eco-properties suatu produk

Hair dryer

Dr. eMars 2010

47

Daftar komponen dan cara pemrosesan hair-dryer

Energi yg dikonsumsi utkmembuat hair-dryer

Dr. eMars 2010

48

Ketel listrik pemasak air

BAGIAN IV. PENGETAHUAN PRAKTIS 3R BAHAN PLASTIK/POLIMER

1. Permasalahan 3R pada bahan plastik2. Kode identifikasi bahan plastik3. Cara mengenal identifikasi bahan

plastik

Dr. eMars 2010

49Dr. eMars 2010

50

Siklus pakaiPVC

Dr. eMars 2010

51

Kode identifikasi bahan plastik

Dr. eMars 2010

52

Cara identifikasi bahan plastik

Dr. eMars 2010

53Dr. eMars 2010

54Dr. eMars 2010

55Dr. eMars 2010

56

Tingkatkeamananbahanplastik

Dr. eMars 2010

57

BAGIAN V.PENGENALAN PENGELOLAAN SAMPAH PADAT (SOLID WASTE MANAGEMENT)

1. Definisi Sampah Padat2. Jenis Sampah Padat3. Cara Penanganan Sampah Padat4. Daur Ulang Sampah Padat

Definisi dan Sumber SP

Dr. eMars 2010

58

Jenis kelompok SP

Contoh SP

Dr. eMars 2010

59

6 Cara Penanganan SP

Pemanfaatan Daur Ulang SP

Dr. eMars 2010

60

Daur ulang SP RumahTangga: Membuat Kompos

Penutup MK DUB

"Make Money, Not Waste!"Mari menghasilkan uang dari daur ulang bahan:

sortir, kumpulkan, gunakan ulang, JUAL!

Pilih dan gunakan bahan-bahan ramah lingkunganyg mudah didaur ulang.

Dr. eMars 2010