BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September 2016 s.d. Maret 2017 di
Bank Sampah Tasikmalaya, Desa Cikunir Kecamatan Singaparna, Kabupaten Tasikmalaya.
3.2
Alat dan Bahan Penelitian Alat yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari alat uji, alat ukur, dan
alat pendukung seperti yang disajikan pada Tabel 9. Tabel 1. Alat yang digunakan Untuk Penelitian No Jenis Alat Alat Jumlah Fungsi 1 Alat Uji Mesin Pencacah 1 Sampah Plastik Mesin yang digunakan untuk mencacah sampah plastik 2
Alat Ukur
Timbangan Sentisimal
1
Meteran
1
Timbangan digital
1
Penggaris
1
Jangka sorong
1
38
Untuk menimbang plastik dan bagian mesin Untuk mengukur dimensi mesin Untuk mengukur sampel cacahan plastik Untuk mengukur dimensi cacahan plastik Untuk mengukur dimensi cacahan plastik
Spesifikasi Dimensi: 1040 mm x 570 mm x 1610 mm Motor Penggerak: 14 HP MerkSW. Ketelitian 50 Kg Merk Tobo 7,5 m PS-532. Ketelitian 0,01g Merk Kenko 30 cm
Ketelitian 0,05 mm
39
Tabel 9. Lanjutan No Jenis Alat Alat 2 Alat Ukur Stopwatch
Tachometer Prony brake Soundlevel meter
Vibration meter
Gelas Ukur
3
Alat Software Pendukung autocad Kalkulator
Laptop
Jumlah Fungsi 1 Untuk mengukur waktu 1 Untuk mengukur RPM 1 Untuk mengukur daya 1 Untuk mengukur kebisingan mesin 1 Untuk mengukur getaran mesin 1 Untuk mengukur konsumsi bahan bakar 1 Untuk mengGambar mesin 1 Untuk menghitung data 1 Untuk pengolahan data hasil penelitian
Spesifikasi Ketelitian 0,01 detik Lutron DT2236
Lutron SL4010
Lutron VB8200 Kapasitas 1L
Autocad 2013
Casio tipe fx82ES Intel Core i3380M RAM 2 GB HDD 500GB
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sampah plastik air mineral gelas 3 kali pengulangan dengan masing-masing pengulangan sebanyak 10 kg dengan dilakukan secara kontinu.
3.3
Metode Penelitian Metode penelitian yang digunakan adalah metode penelitian analisis
deskriptif, yaitu melakukan pengukuran, pengamatan dan perhitungan terhadap mesin pencacah sampah plastik kemudian menganalisis dari data tersebut sehingga memperoleh data kelayakan mesin dengan membandingkan data hasil perhitungan dengan ukuran aktualnya dan juga menganalisis kinerja mesin pencacah sampah plastik tersebut.
40
3.4
Tahap Penelitian Adapun tahapan penelitian dibagi menjadi dua bagian yaitu analisis teknik
dan uji kinerja.
3.4.1 Analisis Teknik Analisis teknik yang akan dilakukan berupa analisis kebutuhan daya, poros, spi, bantalan, unit transmisi, kekuatan rangka dan kekuatan las. Berikut ini mesin pencacah plastik yang disajikan pada Gambar 10.
Gambar 1.Mesin Pencacah Plastik Adapun diagram alir analisis teknik pada mesin pencacah plastik seperti dijelaskan pada Gambar 11.
41
Mulai
Mengukur komponen dari mesin pencacah sampah plastik
Melakukan analisis teknik meliputi: 1. Kebutuhan daya penggerak 2. Diameter poros 3. Analisis bantalan 4. Kaasitas teoritis pencacahan 5. Analisis kekuatan las
6. Analisis sabuk dan puli 7. Analisis rangka 8. Analis spi
Kelayakan Mesin Pencacah Sampah Plastik
Tidak
Ya Hasil dan modifikasi rekomendasi komponen mesin pencacah sampah plastik
Selesai
Gambar 2. Diagram Alir Proses Analisis Teknis Adapun rincian dari diagram alur analisis teknik adalah sebagai berikut: 1) Analisis kualitas cacahan plastik untuk pembuatan plastik kembali adalah panjang cacahan plastik yang diharapkan supaya dapat lebih mudah diterima dipasaran. 2) Mengukur dimensi konstruksi dan bagian mesin pencacah plastik meliputi hopper, silinder pencacah, komponen transmisi dan rangka. 3) Melakukan analisis teknik meliputi: a) Perhitungan daya pencacahan teoritis a. Variabel yang di ukur, yaitu: Putaran puli, berat silinder pencacah, jari-jari silinder pencacah b. Parameter yang dihitung, yaitu:
42
Daya penggerak mesin dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 1,momen puntir menggunakan Persamaan 2, gaya tangensial dengan menggunakan Persamaan 3. b) Perhitungan Poros a. Variabel yang di ukur, yaitu: Kecepatan puli silinder pencacah, putaran motor penggerak, panjang poros, dan diameter poros. b. Parameter yang dihitung, yaitu: Diameter poros dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 18, momen torsi dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 19, dan putaran kritis dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 20. c) Perhitungan Bantalan a. Variabel yang di ukur, yaitu: Putaran poros b. Parameter yang dihitung, yaitu: Nilai beban radial mesin menggunakan Persamaan 27, kecepatan bantalan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 29, umur bantalan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 30. d) Perhitungan Sabuk Dan Puli (Unit Transmisi) a. Variabel yang di ukur, yaitu: Kecepatan putar motor penggerak, diameter motor penggerak, diameter puli, jarak antar poros. b. Parameter yang dihitung, yaitu: Panjang sabuk dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 8, kecepatan linier dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 12, dan jumlah sabuk dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 14. e) Perhitungan Rangka a. Variabel yang di ukur, yaitu: Beban yang di topang rangka dan kolom rangka. b. Parameter yang dihitung, yaitu:
43
Lendutan yang diizinkan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan
33. Beban
kritis
yang diizinkan dapat
dihitung
menggunakan Persamaan 35. f) Perhitungan Kekuatan Las a. Variabel yang di ukur, yaitu: Tebal dan panjang bidang las. b. Parameter yang dihitung, yaitu: Kekuatan las dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 36. g) Kapasitas Pencacahan Teoritis a. Variabel yang di ukur, yaitu: Kecepatan putaran poros, diameter silinder, dan diameter poros. b. Parameter yang dihitung, yaitu: Kapasitas teoritis dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 37.Panjang potongan teoritis dapat dihitung menggunakan Persamaan 38. h) Membandingkan hasil analisis dengan spesifikasi pada mesin.
3.4.2 Uji Kinerja Adapun tahapan uji kinerja pada penelitian ini secara sistematik dapat dilihat pada Gambar 12. Adapun rincian dari diagram alir uji kinerja (Gambar 12) adalah sebagai berikut: 1) Kapasitas Aktual Pencacahan a. Variabel yang di ukur, yaitu: Berat sampah plastik yang keluar dari hasil pencacahan. b. Parameter yang dihitung, yaitu: Kapasitas pencacahan aktual dapat dihitung menggunakan Persamaan 40. 2) Efisiensi Pencacahan a. Variabel yang di ukur, yaitu: Kapasitas pencacahan aktual dan kapasitas pencacah teoritis. b. Parameter yang dihitung, yaitu: Efisiensi mesin dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 41.
44
Mulai
Persiapan mesin pencacah plastik dan pengecekan alat yang digunakan pada saat pengukuran
Penimbangan massa sampah plastik
Pengukuran: 1. Kecepatan putar tanpa beban (sebelum pencacahan) 2. Tingkat kebisingan mesin tanpa beban (sebelum pencacahan) 3. Tingkat getaran mesin tanpa beban (sebelum pencacahan) 4. Daya mesin tanpa beban (sebelum pencacahan)
1. Mengukur berat sampel sampah plastik sebelum dan sesudah pencacahan 2. Mengukur kecepatan sampah plastik sebelum dan sesudah pencacahan 3. Mengukur tingkat kebisingan pada saat ada beban 4. Mengukur tingkat getaran mesin pada saat ada beban 5. Mengukur daya mesin pada saat ada beban 6. Melakukan pengulangan sebanyak tiga kali Pengolahan data: 1. Kapasitas aktual 2. Kebutuhan daya 3. Rendemen
4. Energi spesifik 5. Efisiensi mesin
Analisis panjang hasil pencacahan
Selesai
Gambar 3. Diagram Alir Proses Uji Kinerja 3) Energi Spesifik Pencacahan a. Variabel yang di ukur, yaitu: Kebutuhan daya aktual dan kapasitas aktual. b. Parameter yang dihitung, yaitu: Energi spesifik pencacahan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 44. 4) Rendemen Pencacahan a. Variabel yang di ukur, yaitu: Massa sampah plastik yang masuk dan massa sampah plastik yang tercacah. b. Parameter yang dihitung, yaitu:
45
Rendemen pencacahan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 45. Adapun skema pengujian mesin pencacah plastik yang akan dilakukan pada saat penelitian disajikan oleh Gambar 13.
Gambar 4. Skematik Pengujian Mesin Pencacah Sampah Plastik Pengujian mesin pencacah sampah plastik ini dilakukan sebanyak tiga kali pengulangan dengan masing-masing pengulangan menggunakan bahan sampah plastik sebanyak 10 kg. Pengujian dilakukan saat tidak ada beban dan saat ada beban. Parameter yang diuji menggunakan alat yaitu kebisingan, getaran, kecepatan
dan
daya
mesin.
Pengukuran
kebisingan
dilakukan
menggunakan soundlevel meter. Alat soundlevel meter disimpan
dengan 1 meter
didepan mesin dikarenakan operator yang menggunakan mesin paling dekat berada pada 1 meter ke mesin. Nilai kebisingan yang didapatkan dari alat soundlevel meter diambil 10 data dalam satu kali pengulangan. Pengujian getaran mesin dilakukan dengan menggunakan vibration meter yang disimpan pada getaran paling tinggi yaitu pada rangka mesin. Nilai getaran mesin yang didapatkan dari alat vibration meter diambil 10 data dalam satu kali pengulangan. Sedangkan untuk pengukuran kecepatan menggunakan tachometer dilakukan pada puli mesin dan juga pada pronybrake saat dilakukan pengukuran
46
daya. Kecepatan motor penggerak diatur sesuai dengan kecepatan yang biasa digunakan oleh operator. Pengujian daya mesin dilakukan dengan menggunakan alat pronybrake. Sebelum dilakukan pengujian diperlukan pembuatan hopel yang berfungsi untuk menyambungkan puli motor penggerak dengan pronybrake. Setelah dilakukan pemasangan hopel untuk menyambungkan motor penggerak dengan pronybrake maka kabel pada pronybrake disambungkan pada power supply yang telah dinyalakan. Power supply berfungsi sebagai penyuplai tegangan listrik langsung pada komponen-komponen yang berada pada komputer. Selanjutnya kabel pada pronybrake disambungkan pada arduino yang sudah diprogram pada laptop. Saat mesin dinyalakan pada waktu rem diputar sampai mesin hampir pada kondisi mati maka akan muncul nilai massa pada aplikasi arduino. Sehingga dari nilai massa tersebut akan didapat nilai torsi yang selanjutnya akan mendapatkan nilai daya mesin pencacah sampah plastik. 3.5
Pengamatan Ergonomi Pengukuran dalam pengujian ergonomi dilakukan dengan mengamati atau
menghitung nilai dari kebisingan dan getaran yang dihasilkan dari mesin pencacah plastik. 3.5.1 Tingkat Kebisingan Pengukuran tingkat kebisingan dilakukan pada dua kondisi pengamatan, yaitu saat mesin pencacah dinyalakan dan pada saat memasukkan sampah plastik pada hopper. Perhitungan lama waktu kerja perhari akibat pengaruh kebisingan menggunakan Persamaan 47. 3.5.2 Tingkat Getaran Pengukuran getaran yang dihasilkan mesin dilakukan pada rangka dan dinding ruang pencacahan, hasil rata-rata dari kedua tempat pengukuran kemudian dibandingkan dengan standar, dimana yang di pakai adalah ISO 10816-1 pada Tabel 7 yaitu pedoman untuk besarnya getaran mesin-mesin dengan daya kecil, terutama untuk motor listrik kurang dari 15 kW.
