PERENCANAAN ALAT PENGEPRES SAMPAH PLASTIK WAWAN TRISNADI PUTRA Email :
[email protected] Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Ponorogo Abstrak Pemanfaatan plastik bekas dalam kehidupan kita tiap tahunnya akan terus menumpuk sehingga lama kelamaan sampah plastik akan menjadi ancaman mengingat karakteristik dari plastik yang susah terurai , Alat ini merupakan solusi untuk dapat meredam banjirnya sampah plastik yang ada khususnya di wilayah ponorogo yang belum tercukupi berkisar 2 – 15 % yang di daur ulang menjadi bahan kreatifitas dan sisanya di kirim ke pabrik dalam kondisi yang utuh sehingga tempat yang di gunakan semakin besar, Setelah di lakukan 3 kali pengepresan dengan 3 jenis plastik yang berbeda maka di temukan berat plastik mengalami penyusutan sebanyak 0,5 Kg dengan waktu yang berbeda antara 60 – 90 menit, Pada suhu 180-300 ᵒC, kapasitas maksimal sebesar 10 Kg dengan 3 kali penambahan, peningkatan temperatur leleh di peroleh dari jenis Other 205ᵒC ,PP 269ᵒC, PET 276ᵒC dengan kalor jenis leleh yakni PET (Polyethylene Terephthalate) 0,83 Kcal/KgᵒC , PP ((polypropylene) 1,08 Kcal/KgᵒC dan Campuran (Other) 1,47 Kcal/KgᵒC. Kata Kunci : Plastik, Kapasitas,Temperatur, Bata Plastik. PENDAHULUAN Bahan
Amerika Serikat, mencatat ada sekitar 500 bakar
energi
sangat
miliar sampai 1 triliun tas plastik digunakan
berperan dalam kehidupan sehari-hari bagi
di seluruh dunia setiap tahunnya. Itu berarti,
masyarakat,
sudah
sampah plastik jumlahnya terhitung cukup
sering kita dengar, hal ini disebabkan karena
banyak, limbah baik plastic dan sampah
kita masih bergantung pada energi yang
organik
dihasilkan oleh bahan bakar minyak negara.
terutama di negara-negara berkembang,
Diperkirakan badan survei minyak dan gas
karena kedua hal ini menyangkut keindahan
bumi
dan keutuhan lingkungan. Di kota-kota besar
kelangkaan
Indonesia,
kita
energi
akan
mengalami
juga
menjadi
seperti
2018. Sungguh terdapat kesalahan apabila
menjadi program kerja para pemimpin. D
negara yang kaya akan hasil alam seperti
itambah
Indonesia mengalami krisis energi. Hal ini
pembuangan sampah di bantaran sungai
merupakan suatu bukti bahwa dalam hal
yang memperkeruh sungai dan membuat
bahan bakar minyak, Indonesia merupakan
daerah
negara
sehingga seringkali air sungai meluap dan
rendah
tingkat
produktivitasnya. Plastik
masalah
fenomena
kelangkaan bahan bakar minyak di tahun
yang
Jakarta,
satu
dengan
aliran
limbah
sengketa
sungai
justru
tempat
menjadi
dangkal
menyebabkan banjir merupakan
suatu
jenis
Sampai
saat
ini
kebanyakan
bahan yang tidak dapat terurai dalam waktu
masyarakat indonesia masih menganggap
yang singkat. Sampah plastik membutuhkan
bahwa
waktu 200 sampai 1.000 tahun untuk dapat
masalah pemerintah. Padahal banyaknya
terurai. Data dari Environment Protection
timbulan sampah sampah merupakan hasil
Body, sebuah lembaga lingkungan hidup di
dari aktifitas masyarakat itu sendiri. Diantara
timbunan
sampah
merupakan
Multitek Indonesia Vol. 7, No. 1 Juni 2013
64
jenis limbah dan sampah, limbah plastik
digunakan untuk mengganti kata panas.
merupakan
dan
Satuan kalor setara dengan satuan energi,
menjadi salah satu limbah yang sulit terurai
yaitu Joule yang dinotasikan J. Satuan ini
secara alami. Untuk menguraikan sampah
ditetapkan oleh James Presscott Joule
plastik itu sendiri membutuhkan kurang lebih
setelah
80 tahun agar dapat terdegradasi secara
menggunakan
sempurna.
kalorimeter. Selain dinyatakan dalam joule,
limbah
yang
terbesar
Proses daur ulang menjadi sangat
ia
melakukan alat
yang
penelitian kini
disebut
kalor juga dapat dinyatakan dalam satuan
populer saat ini. Namun hanya daur ulang
lain
tertentu yang selama ini dijalankan seperti
perbandingan 1 Joule = 0,24 kalori
memberi hiasan dan kreasi terhadap botol
Dari hasil percobaan yang sering dilakukan
plastik bekas.
banyak
besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu
alternatif proses daur ulang yang lebih
benda (zat) bergantung pada 3 faktor yakni :
menjanjikan dan berprospek ke depan,
Massa
Salah
satunya mengkonversi
Perubahan suhu.
plastik
menjadi
Padahal
ada
zat,
kalori,
Jenis
zat
dengan
(kalor
nilai
jenis),
Temperatur atau Suhu merupakan
dilakukan karena pada dasarnya plastik
istilah untuk menyatakan derajat panas
yang mudah di bentuk pada temperature
dinginnya
suatu
benda,
rendah, sehingga tinggal dikembalikan ke
pengukur
yang
di
bentuk semula. Keuntungan sampah plastik
thermometer, Sedangkan kalor atau panas
adalah tidak menyerap air sehingga kadar
merupakan salah satu bentuk energi yang
air sangat rendah dibandingkan sampah
dapat dipindahkan karena perbedaan suhu.
kertas, sisa makanan, dan biomassa. Selain
Bila suatu benda dikenai atau diberi kalor
itu plastik
atau panas maka benda akan mengalami
juga mempunyai
Itu
disebut
bisa
cukup
bahan padat,
sampah
yang
nilai
kalor
tinggi, setara dengan bahan bakar
fosil seperti bensin dan solar
gunakan
alat
adalah
beberapa hal, diantaranya: kenaikan
Berbagai macam penelitian yang
dengan
suhu,
perubahan
panjang,
perubahan wujud .
telah dikemukakan belum adanya sampah
Rumus kalor Jenis:
plastik yang bisa dijadikan acuan untuk
Q = m x c x ∆t ..................... (Holman J.P
menjadikan hasil sampah tersebut di jadikan
87)
sesuatu yang bernilai Jual lebih, Dengan
Karena gas yang di gunakan merupakan
adanya bahan ini bisa di jadikan bahan
gas elpiji ukuran 3 Kg maka di ambil
untuk pembuatan Meja dan Bata.
standart yang di keluarkan oleh pertamina sebesar = 11920 Kcal/Kg ᵒC
DASAR TEORI
Dimana :
Bentuk energi yang berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu
Q = Kalor yang diterima suatu zat (Joule)
rendah dalam hal ini disebut Kalor. Karena
m = Massa zat ( Kilogram)
kalor sangat identik dengan panas, dalam
C = Kalor jenis (Joule/kilogram°C)
kehidupan
65
sehari-hari
kalor
sering
∆t = Perubahan suhu (°C) → (t2 - t1)
Perencanaan Alat Pengepres Sampah Plastik……...(Wawan Trisnadi Putra)
Qout = ∆gas x Kalor Jenis Gas Elpiji (C) H =
......................... (Holman J.P,
QOut
= Kalor yang diterima suatu zat (Joule,
90)
Kilojoule, Kalori, Kilokalori)
H=
∆gas = Pemakaian gas (Jam, detik) ∆t
H=mxc
= Lama Waktu Penggunaan gas ( Jam,
Dari Bentuk Alat penelitian kapasitas
detik)
maksimal dibuat menjadi : H = sisi x sisi x sisi =
( bentuk kubus )
Volume Awal = π .
. t (rumus dasar
matematika)
Dimana : Q = Kalor yang diterima suatu zat (Joule) H = Kapasitas kalor (Joule/°C) m = Massa zat (Gram, Kilogram) C = Kalor jenis (Joule/kilogram°C) ∆t = Perubahan suhu (°C) → (t2 - t1)
Volume Akhir = Panjang x lebar x tinggi ( hasil produk dalam bentuk Kubus) Dimana : r = Jari-jari plastik yang di press ( Meter, Cm ) t = Tinggi bahan baku (Meter, Cm) U= Kalor uap zat (Joule/kilogram,
∆gas =
..............( Kreith,
Kilojoule/kilogram, Joule/gram
Frank. 87) Sehingga : Tabel Persentase Sampah dari tahun ke tahun
Sumber : Deputi Bidang Analisa sistem, 2002 ; Penelitian Komposisi Sampah BPPT Jakarta
Multitek Indonesia Vol. 7, No. 1 Juni 2013
66
Kajian dan Hasil Perencanaa Sebelumnya Achmad Marzoeki, ST (Suara
veteran perang Vietnam tidak ditemukan kasus kanker.
Muhammadiyah, No. 24 Th. Ke-80, 16 – 31
Sahwan F.L.dkk 2005 :
Desember 1995) Bahan berbahaya lain
Pengolahan Limbah Plastik di Indonesia
yang dihasilkan dari pembakaran plastik
Jurnal
PVC adalah dioksin yang bisa merusak
BPPT.6.(1):311-318.
kesehatan dan diduga bisa menyebabkan
manfaat dari kegiatan daur ulang sampah
penyakit kanker. Dioksin yang masuk ke
plastik setidaknya mempunyai dua nilai
dalam
positif
tubuh,
rendah,
sekalipun
bisa
dengan
menimbulkan
dosis
gangguan
system reproduksi, system kekebalan dan
Teknik
yaitu
Limbah
Lingkungan
.P3TL-
Menulis
tentang
mengurangi
plastik
Sistem
di
pencemaran
lingkungan
dan
menciptakan Lapangan kerja yang positif . Imam
gangguan hormonal. Dioksin dalam tubuh
Mujiarto
:
Sifat
dan
ternak disimpan dalam lemak, sehingga jika
Karakteristik Material Plastik dan Bahan
manusia
Aditif , Jurnal Traksi Vol.3 No.2 Desember
menkonsumsi
daging
ternak,
terutama lemaknya akan terkontaminasi
2005.
dioksin. Dalam
penelitian menggunakan
secara garis besar dikelompokan menjadi 2
binatang percobaan, terbukti dioksin bisa
bagian utama yaitu jenis material plastik
menyebabkan penyakit kanker. Belum bisa
thermoplast/ plastik yang dapat di daur
dipastikan
ulang dan
menyebabkan
apakah penyakit
dioksin kanker
juga pada
Menulis
tentang
plastik
plastik thermoset / tidak dapat
didaur ulang.
manusia. Karena penelitian terhadap para
Gambar Pandangan Atas Alat Pengepres
67
material
Perencanaan Alat Pengepres Sampah Plastik……...(Wawan Trisnadi Putra)
Gambar Rangka Bagian Dalam
Gambar Alat Pengepres
METODOLOGI PENELITIAN Pada sebuah
penelitian
Segala permasalahan yang sudah ada ini
rancangan
teridentifikasi
mengatasi
melangkah ke tahap selanjutnya.
alat
yang
mampu
permasalahan
yang
ditimbulkan
di
jadikan
acuan
guna
pada
Desain alat pengolahan sampah
lingkungan masyarakat. Dimana selama ini
ini dapat di gunakan oleh siapa aja yang
sampah plastik yang terkumpul hanya di jual
menggunakan alat ini dan bisa di pindah-
ataupun menumpuk di tempat pembuang
pindahkan.
sampah.
Pengumpulan Sebagai
penelitian
ini
langkah dimulai
awal
dengan
dari teknik
data
dalam
penelitian yang dilakukan berbagai macam cara, yaitu:
wawancara dan survey ke lokasi penelitian
Wawancara (interview) teknik pengumpulan
guna menggali segala permasalahan yang
data
muncul di masyarakat. Teknik wawancara
wawancara langsung dengan yang terkait di
dilakukan pada dinas kebersihan sehingga
dinas kebersihan, mulai dari unsur pimpinan
segala
hingga masyarakat di ponorogo. Metode ini
permasalahan
bisa
terungkap.
yang
dilakukan
peneliti
dengan
Multitek Indonesia Vol. 7, No. 1 Juni 2013
68
dilakukan dengan mengadakan tatap muka
sempurna yang di tandakan keluarnya plastik
secara langsung pada pihak yang terkait
pada lapisan penutup atas dengan suhu antara
yaitu
secara
180ᵒC sampai 300ᵒC setelah itu matikan kompor
yang
dan dinginkan beberapa saat untuk mengeluarkan
orang-orang
langsung
dengan
diamati
dan
yang
terkait
permasalahan
dianggap
mengetahui
plastik yang telah jadi .
permasalahan; Observasi ( Observation) teknik
yang
dipergunakan
pengumpulan
data
dalam
Tabel
Komposisi
Leleh
Proses
Termoplastik
berdasarkan
pengamatan langsung terhadap objek yang hendak diteliti. Metode ini sangat menjamin kepastian kebenarannya. Observasi yang dilakukan
peneliti
observasi
ke
lokasi
penelitian yaitu di Desa Cekok Kecamatan Babadan
Ponorogo;
dan
Dokumentasi
(documentation) cara pengumpulan data Sumber : Imam Mujiarto: Jurnal Traksi
dengan cara mendokumentasikan apa yang peneliti ketahui baik itu dari hasil wawancara
Vol.3 No.2 Desember 2005
maupun dari hasil observasi. Untuk
mencapai
tujuan
maka
digunakan model penelitian eksperimental
HASIL DAN PEMBAHASAN Kapasitas Mesin Press Dengan mengetahui ukuran dan
yang akan dilakukan awal di laboratorium Fakultas
Teknik
Muhammadiyah
Mesin
Universitas
Ponorogo
sebelum
lakukan di lapangan. Prosedur
di
proses
pengepresan : Menyiapkan bahan –bahan
volume
menghitung kapasitas hasil pengepresan dengan
pemanas,
dan
dan
gas
sebagai
memastikan
selang
ketiga
sisi
dari
Volume = 35 x 35 x 35= 42875 cm Jadi
dirajang/ di remukkan terlebih dahulu ; kompor
mengalikan
tabungnya;
plastik yang sudah dibersihkan dengan
Menyiapkan
pengepresan maka kita dapat
dalam
satu
kali
3
proses
pengepresan Kapasitas Mesin =
x =
terpasang dengan benar agar gas tidak bocor;
Plastik
yang
sudah
= 10 kg/jam
dibersihkan
kemudian dimasukan kedalam mesin press sesuai
dengan
banyaknya
dengan
menimbangnya
Kompor
dinyalakan
percobaan
terlebih
dengan
dahulu;
nyala
api
Proses Pemanasan menggunakan kompor gas LPG yang, dimana kalor jenis dari gas LPG
ialah
:11920
Kcal/Kg°C,
atau
=
maksimal dan stabil; Setelah itu tekan penutup
49897,12 Kj/Kg°C (1 Kcal/Kg°C = 4,186
mesin press dengan memutar ulirnya secara
Kj/Kg°C) sumber:www.pertamina.com
perlahan
lahan
dan
terakhir
putar
tuas
berdasarkan ruangan plastik yang telah berubah bentuknya
69
sampai
plastik
meleleh
dengan
Perencanaan Alat Pengepres Sampah Plastik……...(Wawan Trisnadi Putra)
Kapasitas tabung LPG ialah 300 gr
Volume Akhir
=pxlxt
= 5 Jam Pemakaian, Jadi untuk 1 Jam pemakaian gas (∆gas) membutuhkan :
= 35
∆gas =
x 35 x 4
∆gas = ∆gas = 600 gr/jam
=
= 0,60 Kg/jam
4900 cm3
Jadi untuk pemakaian kompor gas selama
1
proses
Perbedaan Volume= 364828,75
pengepresan
– 4900 = 359928,75 cm3
membutuhkan 0,60 Kg gas LPG, maka untuk mencari panas yang dikeluarkan dari kompor ialah :
Jenis PET :
Q Out = ∆gas .Kalorjenis gas LPG (c)
Volume Awal = π x r2 x t
Q Out = 0, 60 Kg .49897,12Kj/Kg
= 3,14 x 32,52 x
Q Out = 29938,272 Kj/Kg
90
QOu = 29938272 Joule/Kg
= 298496,25 cm3 Tabel Penyusutan berat sampah plastik
Volume Akhir = p x l x t
hasil pengepresan No.
= 35 x 35 x 4,5
Jenis
Berat
Berat
Plastik
Awal
Akhir
(Kg)
(Kg)
Ket
= 5512,2 cm3 Perbedaan Volume = 298496,25 = 292984,05 cm3
– 5512,2 1
PP
4,5
4
Berat menyusut 0,5 kg
2
PET
5
4,5
Berat menyusut 0,5 kg
3
Other
4
3,5
Jenis OTHER : Volume Awal = π x r2 x t
Berat menyusut 0,5 kg
= 3,14 x 32,52 x 70 = 232163,75 cm3 Perhitungan
Volume
Sampah
hasil
Volume Akhir = p x l x t
Pengepresan :
= 35 x 35 x 3,8
Jenis PP :
= 4655 cm3
2
Volume Awal = π x r x t = 3,14 x 32,52 x 110 =
Perbedaan Volume = 232163,75 – 4655 = 227508,75 cm3
364828,75
cm3
Multitek Indonesia Vol. 7, No. 1 Juni 2013
70
Tabel
Volume
penyusutan
sampah
2
PET
0,83
3
OTHER
1,47
plastik
No
Jenis
Volume
Volume
Plastik
Awal
Akhir
(cm3)
(cm3)
Keterangan (Volume)
Tabel
hasil
menunjukkan
hasil
massa dari hasil pengepresan dengan tiga
1
PP
364.828,75
4900
menyusut 98,6 %
kali Pengepresan di dapatkan penyusutan
2
PET
298.496,25
5512,2
menyusut 98,1 %
yang terjadi sebanyak 0,5 gram atau ½ Kg .
3
Other
232.163,75
4655
menyusut 97,9 %
Pada
Tabel
4.4
Menunjukkan
Pengujian yang di lakukan terhadap hasil Tabel Temperatur Untuk Jenis Plastik
Pengepresan dengan memotong bagian terkecil untuk mengetahui kekuatan dari
NO
1
Jenis
Temperat
Temperatu
Peningkatan
bahan tersebut yang dilakukan dengan
Sampah
ur awal
r Leleh
Temperatur
meletakkan Beban di atas benda kerja .
Plastik
(ᵒC)
(ᵒC)
(ᵒC)
PP
32,4
269
236
Sedangkan Untuk Tabel 4.5 dari Penyusutan yang terjadi di sebabkan karena panas dan lelehan dari plastik yang keluar
2
PET
30
276
246
3
OTHER
30,8
225
174,2
Tabel
Kalor
Jenis
Leleh
melalui celah sempit.
Hasil
Pengepresan
NO
1
Jenis Sampah
Kalor Jenis Leleh
Plastik
(Kkal/KgᵒC)
PP
1,08
Gambar Alat hasil Perancangan
71
Perencanaan Alat Pengepres Sampah Plastik……...(Wawan Trisnadi Putra)
Plastik Hasil Pengepresan KESIMPULAN DAN SARAN
rusak Sedangakan untuk saran dari penulis yakni :
Hasil Perencanaan Sampah Pres
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut
ini dapat di tarik Kesimpulan kesimpulan
untuk
yakni
Pendinginan.
perolehan
Pemanasan
tertinggi
Mengetahui
Temperatur
terdapat pada plastik jenis PET sebesar 276
2. Dapat dilakukan penelitian lebih lanjut
ᵒ C dan Kekuatan tertinggi pada hasil
dengan menggunakan Jenis Plastik
Pengujian tarik pada PET dengan nilai pada
yang berbeda atau selain dari 3 macam
saat
tersebut.
patah
sebesar
24,5
Kg
dengan
Perincian sebagai berikut : 1. Temperatur titik leleh pada proses
3. Untuk mencapai hasil yang maksimal tempatkan alat pada ruangan yang
pengepressan sampah plastik jenis PP
tertutup agar panas dapat fokus untuk
(Polypropylene) adalah 269 ᵒC
mengisi ruangan dalam alat tersebut
2. Temperatur titik leleh pada proses pengepressan sampah plastik jenis PET
tanpa terpengaruh angin dari luar 4. Mesin
press
sampah
plastik
(Polyethylene Terephthalate)adalah
sebaiknya
276ᵒC
ukurannya sehingga masalah sampah
3. Temperatur titik leleh pada proses pengepressan sampah plastik jenis OTHER adalah 205 oC 4. Temperatur titik leleh pada proses
diperbesar
ini
dimensi
plastik di lingkungan kita khususnya di daerah Ponorogo dapat teratasi 5. Mesin
press
sampah
plastik
ini
sebaiknya digerakkan dengan mesin
pengepressan sampah plastik jenis
sehingga
mempermudah
HDPE adalah 225 oC.
mempercepat
proses
dan
pengerjaan
pengolahan sampah plastik Dari Hasil Pengujian di peroleh bahwa dengan menggunakan Mesin Press plastik ini dapat temukan pemanfaatan Sampah Plastik yang bisa di gunakan sebagai
6. Bagian kebocoran
mesin
yang
mengalami
sebaiknya
dirapatkan
sehingga kalor yang terbuang menjadi kecil
pengganti Bata atau kayu / Papan yang tentunya lebih tahan terhadap karat dan
Multitek Indonesia Vol. 7, No. 1 Juni 2013
72
Daftar Pustaka Achmad
Marzoeki,
ST
(Suara
Muhammadiyah, No. 24 Th. Ke-80, 16 – 31 Desember 1995) Edi Mulyadi Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan Vol.1 No. 1 tahun 2009 Degradasi Sampah Kota (Rubbish) Dengan Proses Pirolisis. Sahwan F.L. dkk 2005 : Sistem Pengolahan Limbah
Jurnal
Teknik
Lingkungan.
P3TL-BPPT.6.(1):311-318 Imam Mujiarto : Sifat dan Karakteristik Material Plastik dan Bahan Aditif , Jurnal Traksi Vol.3 No.2 Desember 2005 Deputi Bidang Analisa sistem, 2002 ; Penelitian Komposisi Sampah BPPT Jakarta Holman, J.P. 1991. Perpindahan Kalor, Edisi
Kelima.
Jakarta:
Penerbit
Erlangga. Kreith,
Frank.
1997.
Prinsip-Prinsip
Pepindahan Kalor, Edisi Ketiga. Jakarta: Penerbit Erlangga. www.pertamina.com; karakteristik dan kalor jenis gas elpiji http://pranaindonesia.wordpress.com/menca ri luasan kubus/ Diakses pada tanggal 20 Oktober 2014
73
Perencanaan Alat Pengepres Sampah Plastik……...(Wawan Trisnadi Putra)
