TUGAS AKHIR
PERANCANGAN TABUNG PENGOLAH LIMBAH PLASTIK MENJADI BAHAN BAKAR TERBARUKAN (PIROLISIS) KAPASITAS 50 KG / BATCH
DI SUSUN OLEH : MUHAMMAD NOORDIANSYAH
: 201210120312207
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2014
i
ii
iii
iv
v
ABSTRAK
Pirolisis adalah alat pengolahan limbah sampah plastik menjadi bahan bakar terbarukan, dengan menggunakan bahan dari limbah sampah plastik jenis PET (Polypropylene Terephtalate ), HDPE ( High Density Polyethylene), PVC (Vinyl polypronil chloride), LDPE
(Low Density Polyethylene), PP (Polypropylene), PS
(Polystyrene).
Dengan adanya inovasi alat destilasi ini dapat digarapkan mampu mencukupi kebutuhan energi sehari-hari, dan mengurangi limbah plastik yang saat ini semakin tak terbendung.
Kata kunci : Pirolisis, Energi Terbarukan.
ABSTRACT
Pyrolysis is a tool of waste processing plastic waste into renewable fuel, using material from the type of PET waste plastic waste ( polypropylene Terephtalate ), HDPE ( High Density Polyethylene ), PVC ( Vinyl polypronil chloride ), LDPE ( Low Density Polyethylene ), PP ( Polypropylene ), PS ( Polystyrene ). With the innovation of distillation equipment can digarapkan able to meet their daily energy needs , and reduce plastic waste that is now unstoppable.
Keywords : Pyrolysis , Renewable Energy.
vi
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL LEMBAR PENESAHAN LEMBAR ASISTENSI LEMBAR PERNYATAAN ABSTRAK DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR KATA PENGANTAR BAB I PENDAHULUAN ........................................................................... 1 1.1. Latar Belakang ............................................................................ 1 1.2. Rumusan Masalah ....................................................................... 2 1.3. Tujuan ......................................................................................... 3 1.4. Manfaat ....................................................................................... 3 1.5. Batasan Masalah ......................................................................... 3 BAB II TINJUAN PUSTAKA ................................................................... 4 2.1. Pengertian Sampah ..................................................................... 4 2.1.1. Bagian – Bagian Sampah .................................................... 4 2.1.2. Komposisi Fisik Sampah .................................................... 8 2.1.3. Faktor –Faktor yang Mempengaruhi Produksi Sampah ..... 8 2.1.4. Masalah – Masalah dari Sampah ........................................ 9 2.1.5. Dampak – Dampak Sampah................................................ 10 2.2. Definisi Plastik............................................................................ 14
vii
2.3. Sampah Plastik............................................................................ 15 2.4. Jenis – Jenis Plastik .................................................................... 16 2.5. Pengelolaan Sampah ................................................................... 19 2.5.1. Pembakaran Sampah Menggunakan Incinerator ................ 21 2.5.2. Metode Gasifikasi ............................................................... 28 2.5.3. Metode Pirolisis .................................................................. 30 2.5.4. Macam – Macam Proses Pirolisis ....................................... 31 2.6. Pemeriksaan Perancangan .......................................................... 33 2.6.1. Ukuran Luas Tabung Pirolisis ............................................ 35 2.6.2. Ukuran Volume Tabung Pirolisis ....................................... 35 2.6.3. Syarat Agar Tabung Pirolisis Tidak Putus Akibat Tekanan Kerja ..................................................................... 35 2.6.4. Syarat Agar Tabung Pirolisis Tidak Belah Akibat Tekanan Kerja ..................................................................... 36 2.6.5. Syarat Agar Tabung Pirolisis Tidak Pecah Akibat Tekanan Kerja ..................................................................... 36 2.6.6. Perhitungan Perpindahan Panas Pada Tabung Pirolisis ...... 37 2.6.7. Perhitungan Kekuatan Sambungan Las .............................. 38 BAB III KONSEP DESAIN ....................................................................... 39 3.1. Diagram Alir Perancangan ......................................................... 39 3.2. Konsep Desain Tabung Pirolisis................................................. 40 3.2.1. Daftar Persyaratan ............................................................... 40 3.2.2. Konsep Produk .................................................................... 41 3.2.2.1. Tabung Pirolisis ...................................................... 42
viii
3.2.2.2. Rangka .................................................................... 42 3.2.2.3. Dimensi dan Berat .................................................. 42 BAB IV ANALISA DATA......................................................................... 43 4.1. Data Teknis ................................................................................. 43 4.1.1. Detail Tabung Pirolisis ....................................................... 43 4.1.2. Perhitungan Kekuatan Bahan Pada Tabung Pirolisis.......... 46 4.1.3. Perhitungan Perpindahan Panas Pada Tabung Pirolisis ...... 47 4.2. Perhitungan Kekuatan Sambungan Las ...................................... 51 BAB V PENUTUP ...................................................................................... 52 5.1. Kesimpulan ................................................................................. 52 5.2. Saran ........................................................................................... 52 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 53
ix
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Spesifikasi Bahan JIS ................................................................. 34 Tabel 3.1. Persyaratan Perancangan Tabung Pirolisis ................................ 41 Tabel 4.1. Ketentuan Massa Jenis ............................................................... 45 Tabel 4.2. Sifat – Sifat Udara Pada Tekanan Atmosfir ............................... 48
x
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Pembakaran Incinerator.......................................................... 22 Gambar 2.2. Asap yang Dihasilkan dari Pembakaran Incinerator .............. 27 Gambar 2.3. Sketsa Tabung Pirolisis .......................................................... 34
xi
KATA PENGANTAR
Maha Pemurah Allah SWT, atas segala taufik dan hidayah – Nya yang selalu diberikannya kepada kita tanpa pernah terputus. Salawat dan salam kita panjatkan kepada Junjungan Nabi Besar Muhammad SAW sebagai Nabi dan Rasul akhir zaman. Dalam penulisan skripsi ini penulis memberikan judul “ Perancangan Tabung Pengolah Limbah Plastik Menjadi Bahan Bakar Terbarukan (Pirolisis) Kapasitas 50 kg/batch ” skripsi ini dibuat dengan tujuan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Muhammadiyah Malang. Tugas akhir ini tidak akan tersusun tanpa adanya bantuan dan dukungan dari berbagai pihak baik dalam segi material maupun spiritual dan karenanya penyusun mengucapkan terima kasih : 1. Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karuniaNya sehingga penulis bisa menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Ayah & Ibu tercinta, kakak & adik dirumah, beserta seluruh keluarga dan orang-orang yang penulis sayangi yang selalu memberikan motivasi bagi penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini, yang selalu memberikan doa dan restu bagi penulis juga dukungan baik moril maupun materil. 3. Bpk. Muhadjir Effendi,.M.AP. selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Malang.
xii
4. Bpk.
Ir.Sudarman,.M.T
selaku
Dekan
Fakultas
Teknik
Universitas
Muhammadiyah Malang. 5. Bpk. Ir.Daryono,.M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang. 6. Bpk. Ir.Eko Hariyadi,.M.T selaku dosen pembimbing I yang telah banyak memberikan bimbingan dan pengarahan dengan sabar dan bijaksana serta memberikan dorongan dari awal hingga akhir penulisan Tugas Akhir ini. 7. Bpk. Ir.Herry Suprianto,.M.T selaku dosen pembimbing II yang juga telah banyak membantu dengan memberikan semangat dan motivasi, serta bimbingan dan pengarahan dengan sabar dan bijaksana serta memberikan dorongan dari awal hingga akhir penulisan Tugas Akhir ini. 8. Bapak dan Ibu Dosen khususnya jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan dan juga wawasan yang luas pada saat perkuliahan. 9. Para Staf dan juga teknisi jurusan Teknik Mesin yang sudah banyak membantu dan dengan sabar memberikan petunjuk dan arahan di dalam penyelesaian rangkaian kegiatan pada Tugas Akhir ini. 10. Para Staf dan teman – teman Part Time di Biro Kemahasiswaan yang telah memberikan support, semangat dan dukungan dalam menyelesaikan seluruh kegiatan selama Tugas Akhir ini. 11. Rekan-rekan mahasiswa transfer POLIBAN angkatan 2012 yang selama ini telah dengan setia menemani, memberikan support, semangat dan dukungan yang saya rasakan sungguh luar biasa di dalam menyelesaikan seluruh kegiatan selama Tugas Akhir ini.
xiii
12. Dan juga tidak lupa kepada teman-teman mahasiswa reguler Universitas Muhammadiyah Malang, khususnya jurusan Teknik Mesin yang telah dengan sangat terbuka, baik dan ramah dalam menerima kehadiran kami selama ini. Baik pada saat mengikuti kegiatan perkuliahan di kelas, maupun dalam pergaulan sehari-hari. Harapan penulis semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat baik diri pribadi ataupun orang lain dan semoga kebaikan rekan – rekan semuanya mendapatkan ganjaran dari Allah SWT dengan pahala yang berlipat ganda. Amin.
Malang, 28 Oktober 2014
Muhammad Noordiansyah
xiv
DAFTAR PUSTAKA Gita Nurul Puspita, Jala Sampah 2004, Science in Our World Our Life, 2009. Suwardiyono, Puji Santoso, M.Awwaluddin, Perancangan Tangki Simulasi Reaktor Untuk Untai Uji Sistem Kendali Reaktor Riset, Volume 06, No.01 Juni 2012. Ayu Retno, Perpindahan Panas Heat Transfer, Academia.edu (diakses 8 oktober 2014) Unit
Pengolahan
Sampah
Plastik
Menjadi
Minyak
Bumi
widikrisna.wordpress.com/ (1 maret 2014) Kadir. Kajian Pemanfaatan
Sampah Plastik Sebagai Sumber Bahan
Bakar Cair. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Haluoleo, Kendari. Riadi Selamet. Ecogreen alat pengolah sampah pelastik jadi BBM , alat pengolah sampah pelastik menjadi BBM (minyak tanah,solar dan bensin). Adityo Suryo Aji Wibowo, Studi Sifat Minyak Pirolisis, 2011 Gere dan Tiumoshenko, Mekanika bahan jilid 1 R. S Khurmi, Strength Of Material, A, Text Book Perrys Chemical-Engineers handbook 1999
xv
