Permasalahan limbah plastik dan kebutuhan pemanfaatan energi alternatif mendorong pengembangan mesin pirolisis mini yang mampu mengonversi limbah plastik menjadi produk bernilai guna melalui proses dekomposisi termal dalam kondisi minim oksigen. Tugas akhir ini bertujuan menganalisis pengaruh ketebalan dinding reaktor terhadap distribusi temperatur, tegangan termal lokal, dan faktor keamanan akibat tekanan internal, serta menentukan ketebalan dinding reaktor yang aman dan efisien untuk kondisi operasi maksimum 350 °C. Perancangan dilakukan menggunakan pendekatan Capstone Design yang meliputi identifikasi kebutuhan pengguna, penyusunan House of Quality, penetapan kebutuhan teknis desain, pengembangan dan seleksi konsep, perhitungan teknik dasar, serta analisis termal struktural pada komponen kritis. Reaktor dipilih sebagai komponen kritis karena menerima beban panas langsung dan tekanan internal selama proses pirolisis. Simulasi termal-struktural dilakukan untuk mengetahui distribusi temperatur, mengidentifikasi daerah kritis, dan mengevaluasi tegangan termal lokal pada variasi ketebalan dinding 3 mm, 5 mm, dan 7 mm. Hasil simulasi menunjukkan bahwa tegangan termal maksimum meningkat dari 101,99 MPa pada ketebalan 3 mm menjadi 107,39 MPa pada ketebalan 7 mm. Seluruh nilai tegangan termal tersebut masih berada di bawah tegangan luluh baja karbon rendah pada temperatur operasi 350 °C, yaitu 178 MPa. Faktor keamanan utama dihitung berdasarkan tegangan akibat tekanan internal menggunakan pendekatan bejana tekan silinder. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa faktor keamanan meningkat seiring bertambahnya ketebalan dinding, yaitu sebesar 92,05 pada ketebalan 3 mm, 153,41 pada ketebalan 5 mm, dan 214,78 pada ketebalan 7 mm. Berdasarkan hasil tersebut, ketebalan dinding reaktor 3 mm ditetapkan sebagai desain final karena telah memenuhi kriteria keamanan terhadap tekanan internal, memiliki tegangan termal lokal di bawah tegangan luluh material, serta lebih efisien dari sisi massa, penggunaan material, serta biaya fabrikasi.