Pengembangan Insinerator Sampah Skala Kecil dengan Mekanisme Blower dan Sistem Kontrol Otomatis Berbasis Arduino Uno
DOI:
https://doi.org/10.31004/joecy.v4i1.9096Keywords:
Arduino Uno, automatic control system, incinerator, solid waste management, waste reductionAbstract
Peningkatan volume limbah padat domestik dan non-organik telah menjadi tantangan lingkungan yang serius yang memerlukan solusi pengelolaan yang efektif, efisien, dan berkelanjutan. Metode pengelolaan limbah konvensional seringkali tidak memadai dan menimbulkan risiko terhadap kualitas lingkungan dan kesehatan masyarakat.
Tujuan penelitian ini adalah untuk merancang, memproduksi, dan mengevaluasi kinerja incinerator berkapasitas 20 kg untuk aplikasi pengelolaan limbah skala kecil. Incinerator ini dikembangkan sebagai solusi alternatif untuk mengurangi volume limbah melalui proses pembakaran terkendali sambil menjaga keamanan operasional dan efisiensi energi.
Bahan dan Metode. Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan (Research and Development/R&D) yang dipadukan dengan penelitian eksperimental menggunakan pendekatan mixed methods. Pendekatan kuantitatif digunakan untuk menganalisis kinerja mesin insinerator berdasarkan parameter suhu ruang bakar, durasi pembakaran, dan reduksi massa sampah. Pendekatan kualitatif digunakan untuk mendeskripsikan proses perancangan dan fabrikasi prototipe, karakteristik pembakaran, serta kendala teknis selama pengujian. Pengujian eksperimental dilakukan dengan parameter terkontrol, meliputi variasi jenis sampah dan pengaturan kecepatan blower berbasis Arduino Uno.
Hasil. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa incinerator mampu mencapai suhu pembakaran di atas 700°C dalam waktu operasional yang singkat. Sistem ini berhasil mengurangi volume limbah lebih dari 90% dengan sisa abu minimal. Penerapan sistem kontrol otomatis meningkatkan efisiensi energi, meningkatkan keamanan operasional, dan meminimalkan risiko kesalahan operasional.
Kesimpulan. Incinator yang dikembangkan menunjukkan kinerja yang andal, konstruksi yang sederhana, dan produksi yang efisien secara biaya. Oleh karena itu, incinerator ini memiliki potensi yang besar untuk diterapkan sebagai solusi pengelolaan limbah yang ramah lingkungan dan praktis bagi rumah tangga, sekolah, dan industri skala kecil.
References
Abdullah, F., dan R. Hidayat. 2021. “Sistem Kontrol Cerdas untuk Mesin Incinerator Skala Kecil Menggunakan Arduino Mega.” Jurnal Teknologi Lingkungan 22(3):280–88.
Ali, M., dan S. Khan. 2020. “Real-time Monitoring and Control System for Small Chemical Reactors Using ATmega328P Microcontroller.” International Journal of Advanced Computer Science and Applications 11(7):300–307. doi:10.14569/ijacsa.2020.0110738.
Alyaseri, Isam. 2021. “Estimating Environmental Damages Due to Solid Wastes’ Open Burning Using Endpoint Approach in Life Cycle Assessment.” IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 1090(1):012088. doi:10.1088/1757-899X/1090/1/012088.
Bruno Eduardo Piske, Fernanda Lopes, Jonathan Utzig, dan Vinicyus Rodolfo Wiggers. 2023. “Small-scale Waste Heat Recovery through incineration – a brief review.” RE&PQJ 21(2). doi:10.24084/repqj21.255.
Butt, Osama Majeed, Muhammad Shakeel Ahmad, Hang Seng Che, dan Nasrudin Abd Rahim. 2021. “Design of a small scale fluidized-bed incinerator for MSW with ability to utilize HHO as auxiliary fuel.” IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 1127(1):012040. doi:10.1088/1757-899X/1127/1/012040.
Chen, L., Q. Wang, dan Y. Zhang. 2022. “A High-Precision Arduino-Based Temperature Control System for Industrial Heating Furnaces.” IEEE Transactions on Industrial Electronics 69(5):4500–4509. doi:10.1109/TIE.2021.3132111.
Creswell, John W., dan Vicki L. Plano Clark. 2021. “Designing and Conducting Mixed methods Research.” https://us.sagepub.com/en-us/nam/designing-and-conducting-mixed-methods-research/book241842.
Daffi, R. E., A. N. Chaimang, dan M. I. Alfa. 2020. “Environmental Impact of Open Burning of Municipal Solid Wastes Dumps in Parts of Jos Metropolis, Nigeria.” Journal of Engineering Research and Reports 30–43. doi:10.9734/jerr/2020/v12i317083.
Fialko, N. M., R. O. Navrodska, S. І. Shevchuk, G. О. Gnedash, dan O. V. Martiuk. 2024. “Improving The Plants Efficiency of Thermal Incineration Household Waste by Recovering Waste Heat.” Thermophysics and Thermal Power Engineering 46(2):92–99. doi:10.31472/ttpe.2.2024.10.
Khuriati, Ainie. 2022. “FOPDT Model Based on Experimental Data from Municipal Solid Waste Incineration Process Temperature Control in Fixed Bed.” Journal of Physics and Its Applications 4(2):33–36. doi:10.14710/jpa.v4i2.12442.
Kim, J., dan S. Lee. 2020. “Fabrication and Thermal Stability Analysis of a Portable Incinerator with Innovative Refractory Materials.” Journal of Environmental Engineering 146(8):04020078.
Mahajan, Rinnie. 2023. “Environment and Health Impact of Solid waste management in Developing Countries: A Review.” Current World Environment 18(1):18–29. doi:10.12944/CWE.18.1.3.
Mokhtar, Nur Hazwan, Nortazi Sanusi, Nur Fatihah Azmi, dan Mizah Ramli. 2025. “Comparative Study of Airflow Efficiency in Rectangular and Cylindrical Small-Scale Incinerator Designs.” Journal of Advances in Fluid, Heat, and Materials Engineering 2(1):48–56. doi:10.37934/afhme.2.1.4856a.
Nzihou, Jean Fidele, Ousmane Zoundi, Salou Hamidou, Bila Gerard Segda, dan Frederic Ouattara. 2024. “Monitoring Temperature and Humidity in Biomass Gasification Using Arduino Technology.” Current Journal of Applied Science and Technology 43(3):62–75. doi:10.9734/cjast/2024/v43i34361.
Oh, Alex J., Colby J. Stoddard, Craig Queenan, dan Seongshik Oh. 2025. “Efficient and Affordable Thermoelectric Measurement Setup Using Arduino and LabVIEW for Education and Research.” American Journal of Physics 93(12):991–99. doi:10.1119/5.0289649.
Pramono, B., dan K. Wijaya. 2023. “Fabrikasi dan Pengujian Mesin Incinerator Otomatis Kapasitas 5 kg Berbasis Arduino Uno untuk Minimasi Emisi CO.” Jurnal Rekayasa Sipil dan Lingkungan 7(1):45–52.
Rahman, M. S., M. A. Hossain, dan M. R. Islam. 2021. “Design and Performance Evaluation of a Small Scale Double Chamber Incinerator for Household Waste Management.” Waste Management 120:150–58.
Ramadan, A. H., dan E. Sembiring. 2023. “Potential of Plastic Waste Leakage to Environment in Indonesian Final Disposal.” IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 1257(1):012001. doi:10.1088/1755-1315/1257/1/012001.
Sarbatly, Rosalam, dan Jamilah Sariau. 2021. “Assessment and a Case Study of Small-Scale Incinerators for Municipal and Agriculture Waste Disposal in Rural Regions.” Hlm. 61–76 dalam Waste Management, Processing and Valorisation, disunting oleh A. Z. Yaser, H. A. Tajarudin, dan A. Embrandiri. Singapore: Springer Singapore.
Singh, A., dan R. Gupta. 2019. “Design and Performance Analysis of a Modular Incinerator for Rural Applications.” Hlm. 235–42 dalam Proceedings of the International Symposium on Waste Management.
SIPSN. 2025. “SIPSN - Sistem Informasi Pengelolaan Sampah Nasional.” https://portal-sipsn.kemenlh.go.id/.
Sofi’i, Yepy, Sudarman Sudarman, Roro Hendaryati, Suwarsono Suwarsono, Andinusa Rahmandhika, Rizki Hidayatulloh, Muhammad Budiman, Galuh As’adi, Ramdhan Zaroby, dan Willy Nugroho. 2024. “Small-Scale Thermoelectric Incinerator Prototype for Sustainable Waste Management and Power Generation.” Engineering and Technology Journal 0(0):1–15. doi:10.30684/etj.2024.146331.1678.
Suryanto, D., A. Nugroho, dan B. Santoso. 2022. “Pengaruh Variasi Kecepatan Blower Terhadap Laju Pembakaran pada Incinerator Sampah Organik Terkontrol Arduino Uno.” Hlm. 180–87 dalam Prosiding Seminar Nasional Teknik Mesin.
Trinh, Van Tuyen, Huu Tap Van, Quang Huy Pham, Minh Viet Trinh, dan Ha Manh Bui. 2020. “Treatment of Medical Solid Waste Using an Air Flow Controlled Incinerator.” Polish Journal of Chemical Technology 22(1):29–34. doi:10.2478/pjct-2020-0005.
Valea, Arnaud R. A. A., Hamidou Compaoré, Ousmane Zoundi, dan Jean Fidèle Nzihou. 2024. “Experimentation of Grate Combustion of Municipal Solid Waste in Ouagadougou: Influence of Primary and Secondary Air Flow on Thermal Potential.” Asian Journal of Physical and Chemical Sciences 12(4):1–11. doi:10.9734/ajopacs/2024/v12i4231.
Wulandari, S., dan A. Prasetyo. 2021. “Pengembangan Sistem Kontrol Otomatis Pengering Biomassa Berbasis Arduino Uno.” Jurnal Teknik Mesin Indonesia 16(2):112–20.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Tika Kristianti, Gurruh Dwi Septano, Sayid Bahri Sriwijaya, Julianto Julianto, Riyan Dwi Saputro
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
