1. Latar Belakang Masalah Penggunana plastik pada peradaban manusia yang amat modern ini sangatlah meningkat, dikarenakan plastik ini sangatlah ekonomis dan banyak manfaat untuk pengunaannya, selain itu sifat plastik yang ringan, praktis dan dapat menggantikan fungsi dari barang – barang lain. Sifat plastik yang praktis dan ekonomis menyebabkan plastik sebagai barang sekali pakai, sehingga semakin banyaknya pengguna perlengkapan dari bahan plastik tersebut, menyebabkan semakin banyaknya pula sampah dari plastik ini. Hal inilah yang menyebabkan jumlah sampah plastik meningkat terus menerus dan menyebabkan masalah lingkungan yang amat serius.

Sampah dari plastik merupakan masalah yang amat serius bagi lingkungan, dikarenakan plastik merupakan bahan yang sulit terurai oleh bakteri. Dan memerlukan waktu puluhan atau bahkan ratusan tahun untuk terurainya sampah plastik secara alami. Untuk itu diperlukan upaya memanfaatkan sampah plastik sebagai bahan daur ulang agar berkurangnya jumlah sampah yang telah ada.

Daur ulang adalah salah satu strategi pengelolaan sampah non organik yang secara garis besar meliputi kegiatan pengumpulan sampah, penyortiran, pembersihan, dan pemrosesan material baru untuk proses produksi. Dengan daur ulang, sampah yang tadinya tak berguna disulap menjadi produk baru yang bernilai guna sama maupun produk baru yang punya fungsi berbeda.

Dalam upaya memanfaatkan sampah plastik sebagai bahan daur ulang, maka diperlukan penciptaan sebuah alat atau mesin yang dapat dioprasikan sebagai alat untuk pencacah plastik.

Hasil dari cacahan plastik dari sampah plastik yang berupa biji plastik (flakes, keping-keping plastik yang lebih kecil, sehingga lebih mudah diolah lagi) akan berguna sebagai bahan baku untuk pengelolaan daur ulang plastik. Permintaan bahan baku ini amatlah besar terutama pada pabrik pembuatan plastik sendiri.

Gambar 1. contoh dari hasil cacahan plastik

Manfaat pendaur ulang sampah plastik ini amatlah banyak diantaranya menyebabkan berkurangnya sampah plastik pada lingkungan dan sampah yang telah didaur ulang mempunyai harga jual. Oleh karena itu penulis mencoba merencanakan dan membuat alat atau mesin yang dapat mencacah plastik dengan proses pencacahan yang sederhana.

Perumusan Masalah

Permasalahan yang dirumuskan dalam pengajuan untuk perancangan ini adalah bagaimana usulan perancangan “Mesin Pencacah Sampah Plastik” yang ergonomis bagi para pengolah limbah khususnya plastik dalam pengepakan dan pengiriman sampah plastik untuk proses selanjutnya yaitu daur ulang.

Batasan Masalah

Agra pemecahan masalah yang dilakukan tidak menyimpang dari luang lingkup yang ditentukan, maka akan dilakukan pembatasan sebagai berikut:

1. Alat pencacah sampah plastik yang dirancang hanya untuk pemotong plastik dengan diameter 12 cm untuk wadah multifungsi berbentuk tabung, dan ukuran 12 cm x 12 cm untuk wadah multifungsi berbentuk kubus.

2. Hasil usulan perancangan alat pencacah plastik dievaluasi menggunakan metode uji coba.3. Data pengukuran yang diambil hanya sebatas pada pengukuran data statis.4. Metode yang digunakan untuk merancang alat pencacah plastik adalah metode rasional

yang didukung analisis statis.

Tujuan pembuatan mesin pencacah plastik

Dilihat dari latarbelakang yang ada, maka tujuan dari pembuatan alat atau mesin pencacah plastik ini yaitu :

1. Sebagai mesin yang dapat mengelola sampah plastik sebagai bahan daur ulang.2. Dapat mengurangi sampah plastik dari lingkungan dan sampah plastik dapat berguna

kembali.3. Memanfaatkan sumber sampah ini sebagai bahan untuk menjadikan sebuah produk yang

layak dipakai.4. Mendapatkan desain yang sesuai untuk digunakan dan lebih efisien.

Luaran yang diharapkan

Perencanaan dan pembuatan alat atau mesin pencacah plastik ini diharapkan dapat mengurai sampah plastik dan sampah plastik agar dapat didaur ulang kembali, sehingga dapat mengurangi dampak pencemaran lingkuangan.

Kegunaan alat atau mesin pencacah plastik

1. Aspek lingkunganBerkurangnya limbah atau sampah plastik yang sulit terurai oleh alam, sehingga dapat mengurai dampak pencemaran lingkungan dalam segi tanah, dan kebersihan air.

2. Aspek ekonomi Dari hasil pencacahan plastik yang berupa biji plastik, dapat dijual sebagai bahan baku kepada pabrik pembuatan produk-produk plastik.

Analisa sampah plastik

Sampah plastik, plastik yang seperti apa yang dapat diperoses menjadi bijih plastik dengan mesin pencacah ini. Terdapat bermacam macam jenis plastik didunia ini. Jenis jenis plastik tersebut digolongkan dalam beberapa kelompok berkode. Untuk plastik kemasan produk pangan, terdapat tujuh kelompok dengan kode angka 1 hingga 7 diikutisingkatan nama bahan. Angka tersebut biasa ditulis ditengah gambar segitiga (simbol daur ulang).

Jenis plastik yang dapat dicacah dengan mesin ini adalah jenis plastik yang berkarakter cenderung keras dan tebal ( bukan tipis seperti tas plastik atau tas kresek) contoh adalah botol minuman, kursi plastik dan sebagainya. Biasanya berkode PETE ( poly Ethlene Theraphalate) HDPE ( High Density Polyethylene) PVC ( Poly Vinyl Chlorida) PP (Poly Propylene) dan PS ( pli styrene)

PETE umumnya dipakai pada botol minuman atau bahan konsumsi cair lainnya, HDPE pada botol deterjen, PVC pada pipa dan furnitur, sedangkan PP pada tutup botol minuman, sedotan dan beberapa jenis mainan. Dan PS sering dipakai untuk pembuat kotak makan, kotak pembungkus daging, cangkir, dan peralatan dapur lainnya.

1. PET atau PolyEthylene Terephthalate adalah Jenis Plastik yang hanya bisa sekali pakai, seperti biasa Botolair Mineral dan hampir semua Botol minuman lainnya. Jika pemakaiannya dilakukan secara berulang, terutama menampung air panas, lapisan polimer botol meleleh mengeluarkan zat karsinogenik dan dapat menyebabkan Kanker.

2. HDPE atau High Density PolyEthylene merupakan Jenis Plastik yang Aman jika dibandingkan dengan Jenis Plastik PET karena memiliki sifat tahan terhadap suhu tinggi. Sering dipakai untuk Botol susu yang berwarna putih susu, Tupperware, Botol Galon air minum, dan lain-lain. Meski demikian, jenis plastik disarankan untuk tidak dipakai berulang.

3. PVC atau PolyVinyl Chloride merupakan Jenis Plastikyang sulit didaur ulang, seperti botol-botol Plastik dan Plastik Pembungkus. Jangan gunakan Plastik jenis ini untuk membungkus makanan karena jenis plastik ini memiliki kandungan PVC atau DEHA yang berbahaya untuk Ginjal dan Hati.

4. LDPE atau Low Density PolyEthylene merupakan Jenis Plastik yang bisa didaur Ulang, baik dipakai untuk tempat minuman maupun makanan.

5. PP atau PolyPropylene juga baik digunakan untuk tempat minuman maupun makanan. Jenis Plastiksemacam ini lebih kuat dan ringan dengan daya tembus uap yang rendah dan biasanya digunakan untuk botol minum bayi.

6. PS atau PolyStyrene merupakan Jenis Plastik yang digunakan untuk tempat minum atau makanan sekali pakai. Mengandung bahan bahan Styrine yang berbahaya untuk kesehatan otak, mengganggu hormon estrogen pada wanita yang berakibat pada masalah reproduksi dan sistem saraf.

Gambar 2. Contoh beberapa jenis plastik

Kriteria Perancangan

Merancang adalah aplikasi kreativitas untuk merumuskan dan memberikan solusi atas suatu

permasalahan, atau memberikan solusi yang sudah dipecahkan dengan cara yang berbeda. Kriteria

perancangan mesin pencacah plastik sebagai berikut:

Konstruksi mesin yang akan dibuat bentuk dan kapasitasnya dirancang dengan mengacu berdasarkan banyaknya limbah plastik yang tersedia. Karena mempertimbangkan efektivitas, efisiensi, praktis, serta ekonomis.

Mudah dalam pengoperasian dan perawatannya

Pemilihan Alternatif

Alternatif Produk yang dihasilkan

Didalam pengolahan limbah plastik sebenarnya terdapat beberapa proses dengan hasil yang

berupa serpihan (flakes) setelah proses pencacahan, pellet/bijih plastik, serta hasil akhir berupa

produk daur ulang seperti toples, wadah, dan perabotan plastik lainnya sesuai yang diinginkan.

Serpihan (flakes)

Dengan memasukkan limbah plastik kedalam mesin penggiling, maka limbah tersebut

akan keluar berupa Serpihan plastik. Besarnya Serpihan tersebut tergantung dari pisau

pencacahnya. Dengan kapasitas limbah yang terbatas maka hasil akhir berupa serpihan

lebih efektif, efisien, praktis, serta ekonomis mengingat biaya investasi yang lebih

rendah. Hasil dari serpihan ini memiliki daya jual Rp ----- per Kg.

Bijih Plastik / Pellet

Serpihan plastik yang terbentuk, selanjutnya akan melalui proses pemanasan hingga

berupa gel (solid-liquid). Selanjutnya gel tersebut dibentuk menjadi long product yang

langsung masuk ke cairan pendingin. Setelah melalui cairan pendingin gel tersebut

menjadi padat yang kemudian masuk pada proses pemotongan long product tersebut

hingga bentuknya berupa bijih atau umumnya disebut pellet. Proses hingga

menghasilkan pellet ini membutuhkan biaya investasi yang cukup besar dibandingkan

dengan serpihan plastik. Hal ini dikarenakan biaya perawatan serta instalasinya yang

cukup kompleks. Hasil berupa pellet ini memiliki daya jual Rp ----- per Kg.

Produk Daur Ulang

Plastik yang sudah meleleh diinjeksikan oleh sekrup injeksi (yang juga berfungsi sebagai

plunger) melalui nozzle ke dalam cetakan yang didinginkan oleh air. Produk yang sudah

dingin dan mengeras dikeluarkan dari cetakan oleh pendorong hidraulik yang tertanam

dalam rumah cetakan selanjutnya diambil oleh manusia atau menggunakan robot. Pada

saat proses pendinginan produk secara bersamaan di dalam barrel terjadi proses

pelelehan plastik sehingga begitu produk dikeluarkan dari cetakan dan cetakan

menutup, plastik leleh bisa langsung diinjeksikan. Proses yang demikian merupakan

proses yang panjang serta menuntut peralatan yang canggih yang dapat beroperasi

dengan baik. Proses hingga menghasilkan produk daur ulang membutuhkan biaya yang

jauh lebih besar dibandingkan dengan hasil berupa serpihan plastik dan pellet. Hal ini

dikarenakan biaya pembuatan alat serta instrumentasi yang jauh lebih kompleks.

Penentuan Produk yang Dihasilkan

Dalam proses perancangan ini, maka alternatif produk yang dihasilkan dipilih adalah produk akhir

berupa serpihan plastik karena efektivitas, efisien, praktis, serta ekonomis mengingat biaya investasi

yang cukup rendah. Sedangkan produk yang dihasilkan juga memiliki nilai ekonomis yang cukup

besar bila diperbandingkan dengan biaya proses.

Alternatif Alat Pencacah yang Akan Dirancang

Mesin pencacah plastik sebenarnya dapat dirancang dalam berbagai bentuk dan model,

asalkan semua bentuk, model dan prinsip kerjanya sesuai dengan tujuan yang hendak dicapai, yaitu

menghasilkan suatu produk dan memuat kepentingan serta pemanfaatannya.

Di bawah ini diperlihatkan tiga alternatif mesin pencacah plastik yang akan dirancang, yaitu :

Alternatif 1

Alat ini merupakan mesin penghancur plastik yang berfungsi untuk menghancurkan

plastik (pencacah plastik), pada mesin ini motor listrik ditempatkan dibawah dan saringan masuk

diletakan diatas. Mesin panghancur plastik ini memiliki saringan pengeluaran sebagai tempat

keluarnya plastik-plastik yang sudah dihancurkan (dicacah). Poros digerakkan oleh motor listrik yang

dihubungkan dengan puli, sedangkan puli digerakan oleh motor listrik melalui V-belt.

Gambar 4. Alternatif 1

Alternatif 2

Alat yang ke dua sama dengan alat yang pertama dimana alat ini berfungsi hanya untuk

menghancurkan plastik, alat ini juga mudah dioperasikan, bedanya dengan mesin sebelumnya, alat

ini menggerakan pisaunya menggunakan bahan bakar yang digerakan dengan menggunakan motor

bakar meneruskan putaran melalui V-belt untuk memutarkan poros, pada mesin ini saluran

masuknya ditempatkan diatas bagian samping, dan alat ini tidak bisa diatur dalam mengatur

pisaunya itu sendiri, pada mesin penghancur plastik ini tidak memiliki penutup corong, sehingga

pengeluaran plastik-plastik yang sudah dihancurkan (dicacah) tersebut akan berserakan di

lingkungan alat.

Gambar 5. Alternatif 2

Alternatif 3

Alat yang ke tiga ini sama dengan alat yang pertama dan kedua dimana alat ini berfungsi untuk

menghancurkan plastik (pencacah) dan alat ini juga mudah dioperasikan, bedanya dengan mesin

pertama, alat ini memiliki tombol untuk mengoperasikan mesin itu sendiri dan cara memasukan

bahan plastiknya itu sendiri masih manual, tetapi alat ini sulit apabila akan memasukan bahan plastik

kedalam mesin tersebut di karenakan tinggi dan mesti menggunakan tangga untuk memasukan

bahan plastik tersebut, tetapi hasil plastikya tidak akan berserakan dilingkungan alat.

Gambar 6. Alternatif 3.

Penentuan Perancangan

Dalam proses perancangan ini, maka alternatif mesin yang dipilih adalah alternatif 1, karena

dalam perancangan mesin tersebut lebih efektif dengan menggunakan daya motor listrik dan

dimana alat ini juga mudah diatur dalam penyetelan pisau dan mesin ini memiliki corong

pengeluaran sebagai tempat keluarnya hasil pencacahan plastik dan tempat masuknya bahan plastik

dengan adanya penutup agar hasilnya tidak berserakan dimana-mana, sehingga memungkinkan

pemilik mudah dalam pengoperasian dan perawatannya

Gambar 7. Alternatif yang dipilih

Langkah diagram alir perancangan :

Tidak

Ya

Start

Analisa

Studi Letiratu

r

Data Lapangan

Perencanaan dan Perhitungan

Peraktian

Uji Coba

Hasilnya Baik?

Pembuatan Laporan

Selesai