DESAIN MESIN PENGGILING DAN PEMERAS JAHE KAPASITAS 120 KG/JAM.

1

RANCANG BANGUN MESIN PENGGILING DAN PEMERAS

JAHE KAPASITAS 120 KG / JAM

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Ahlimadya

Program Studi Teknik Mesin – D3

Oleh

M. AZHAR EFFENDI

5123220017

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2016

ABSTRAK

M.Azhar Effendi :Desain Mesin Penggiling dan Pemeras Jahe Kapasitas 120 kg/jam. Tugas Akhir. Fakultas Teknik. Universitas Negeri Medan. 2016

Desain mesin penggiling dan pemeras jahe dengan kapasitas 120 kg/jam ini bertujuan untuk membantu masyarakat khususnya masyarakat yang mencari nafkah sebagai petani jahe hingga sampai sebagai produksi pengolah jahe untuk makanan maupun minuan yang berkhasiat. Maka dari itu, dengan adanya mesin ini sekiranya dapat mengurangi pekerjaaan manual yang membutuhkan waktu yang cukup lama. Desain mesin penggiling dan pemeras jahe dengan kapasitas 120 kg/jam ini dirancang dengan mata-mata pisau yang steril dan anti korosif yang terbuat dari baja anti karat, dengan penggunaa motor listrik sebagai penggerak mesin dan transmisi menggunakan puli, sabuk-V serta roda gigi untuk memproses jahe menjadi air jahe. Hasilnya pekerjaan manusia menjadi lebih cepat dan terasa ringan.

ABSTRACT

M.Azhar Effendi :The Design of Grinding Machine and Ginger Bleeder withCapacityof 120kg/hour. Final Project.Faculty of Engineering, State University of Medan. 2016.

The design of grinding machine and ginger bleeder with capacity of 120 kg/hour, in the aim to help farmer especially the ginger farmer on their production and processing the ginger liquids for nutritious food. Therefore, it is helpfull to design the grinding machine and ginger bleeder with capacity of 120 kg/hour. This machine can reduce the manual work that required before.The design of grinding machine and ginger bleeder with capacity of 120 kg/hour was designed with corrosive sterile eye blade of stainless steel, using the electric motor for the driving engine and transmission pulley where V-belts and gears is processing the gingers to be liquid form. As the result process should be easier and faster.

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa untuk memenuhi tugas mata kuliah Tugas Akhir pada Fakultas Teknik di Universitas Negeri Medan. Dalam penulisan tugas akhir ini, dengan judul

“Desain Mesin Penggiling dan Pemeras Jahe Kapasitas 120 kg / jam”, penulis

mengalami banyak hambatan yang disebabkan oleh minimnya pengetahuan penulis dalam pengumpulan data dan dana yang kurang mencukupi selama menyusun tugas akhir ini. Namun atas bantuan dari berbagai pihak akhirnya penulisan tugas akhir ini dapat diselesaikan meski jauh dari kesempurnaan.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada :

1. Ibu Dra. Hj. Ronelli, M.Pd, sebagai Dekan Fakultas Teknik.

2. Bapak Prof. Dr. Sumarno, M.Pd, sebagai Wakil Dekan Bidang Akademik Teknik Mesin.

3. Bapak Drs. Hidir Efendi, M.Pd, sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin. 4. Bapak Drs. Robet Silaban M.Pd, sebagai Ketua Prodi Teknik Mesin D3. 5. Bapak Drs. Selamat Riadi, MT, sebagai Sekretaris Jurusan Teknik Mesin. 6. Bapak Drs. Hidir Efendi, M.Pd, sebagai sebagai Dosen Pembimbing

Tugas Akhir yang telah banyak memberikan masukan, motivasi, dan petunjuk-petunjuk dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

7. Teristimewa kepada Orangtua saya yang selalu menjadi penyemangat dan do’anya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

8. Semua teman-teman saya yang selalu ikut serta dalam penyelesaian rancangan ini, khususnya kepada teman sekelas Teknik Mesin D3 2012. Akhir kata kiranya penulis mengucapkan terimakasih. Penulis juga berharap tugas akhir ini bermanfaat dalam memperkarya khasanah ilmu pendidikan.

Medan, Januari 2016 Penulis

M.Azhar Effendi

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PENGESAHAN ... i

ABSTRAK ... ii

ABSTRACT ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Rumusan Masalah ... 4

C. Batasan Masalah ... 5

D. Tujuan ... 5

E. Manfaat ... 6

BAB II LANDASAN TEORI ... 8

A. Karakteristik Jahe ... 8

B. Gambaran Umum Konstruksi Mesin ... 12

C. Rumusan Teori ... 15

1. Puli ... 18

2. Sabuk ... 19

4. Bantalan ... 25

5. Baut dan Mur ... 27

BAB III METODE PENELITIAN ... 29

A. Spesifikasi Perencanaan ... 30

B. Perencanaan Kapasitas Mesin ... 31

C. Bagian-Bagian Utama Mesin ... 31

D. Pemilihan Motor Listrik ... 32

E. Pemilihan Sabuk dan Puli ... 41

F. Poros ... 43

G. Beban Terhadap Rangka ... 49

H. Sistem Transmisi ... 55

I. Bantalan ... 56

J. Baut dan Mur ... 65

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 66

A. Komponen Mesin ... 66

B. Rangka ... 67

C. Motor Daya Penggerak ... 67

D. Ukuran Poros Penggiling ... 68

E. Ukuran Poros Pemeras ... 68

F. Roda Gigi Lurus ... 69

G. Roda Gigi Payung Besar ... 69

H. Roda Gigi Payung Kecil ... 70

J. Bantalan Duduk dan Gelinding ... 71

K. Puli Besar ... 71

L. Puli Kecil ... 72

M.Reducer ... 72

N. Biaya Selama Proses Pembuatan ... 73

O. Pembuatan & Perakitan Mesin ... 74

P. Pengujian Mesin ... 78

BAB V PENUTUP ... 80

A. Kesimpulan ... 80

B. Saran ... 80

DAFTAR PUSTAKA ... 82 LAMPIRAN

ix

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Perkembangan Luas Panen Jahe, 2000-2011 ... 1

Gambar 2 Perkembangan Produksi Jahe, 2000-2011 ... 2

Gambar 3. Provinsi Sentra Produksi Jahe, 2011 ... 3

Gambar 4. Jahe Merah ... 9

Gambar 5. Jahe Badak atau Jahe Gajah ... 9

Gambar 6. Jahe Kuning ... 10

Gambar 7. Mesin Tradisional dan Mesin Modern ... 10

Gambar 8. Mesin Penggiling dan Pemeras Jahe Kapasitas 120 kg/jam ... 11

Gambar 9. Gambar Mesin ... 13

Gambar 10. Puli ... 18

Gambar 11. Ukuran Penampang Sabuk-V ... 19

Gambar 12. Gaya Gesek Pada Sabuk ... 20

Gambar 13. Jenis – Jenis Roda Gigi ... 22

Gambar 14. Bantalan Gelinding ... 26

Gambar 15. Baut dan Mur ... 28

Gambar 16. Diagram Alir Metode Penelitian ... 30

Gambar 17. Konstruksi Mesin ... 31

Gambar 18. Gaya Gaya Pada Poros Pemeras... 37

Gambar 19. Kontruksi Poros Pemeras ... 39

Gambar 20. Momen Poros Penggiling ... 44

x

Gambar 22. Corong Masuk ... 51

Gambar 23. Poros Penggiling dan Pemeras ... 53

Gambar 24. Ukuran Rangka Mesin ... 67

Gambar 25. Motor AC Satu Fasa ... 68

Gambar 26. Ukuran Poros Penggiling ... 68

Gambar 27. Ukuran Poros Pemeras ... 69

Gambar 28. Ukuran Roda Gigi Lurus ... 69

Gambar 29. Ukuran Roda Gigi Payung ... 70

Gambar 30. Ukuran Roda Gigi Payung Kecil ... 70

Gambar 31. Ukuran Corong Masuk Jahe ... 71

Gambar 32. Ukuran Bantalan ... 71

Gambar 33. Ukuran Puli Besar ... 72

Gambar 34. Ukuran Puli Kecil ... 72

Gambar 35. Reducer... 73

Gambar 36. Pembuatan Rangka Mesin ... 74

Gambar 37. Proses Pembubutan Poros ... 74

Gambar 38. Pembuatan dan Pencocokan Ukuran Corong ... 75

Gambar 39. Pengeboran Lubang Baut ... 75

Gambar 40. Pemasangan Rumah Poros Penggiling ... 76

Gambar 41. Pemilihan Sabuk-V ... 76

Gambar 42. Uji Tes Pertama ... 77

Gambar 43. Hasil Pengujian ... 77

xi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Harga Km dan Kt ... 17

Tabel 2. Ukuran Spesifikasi Bantalan ... 57

Tabel 3. Faktor-Faktor V, X, Y, dan X0, Y0... 61

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Faktor Koreksi Daya ... 83

Lampiran 2. Faktor Koreksi K_θ ... 83

Lampiran 3. Daerah Penyetelan Jarak Sumbu Poros ... 84

Lampiran 4. Ukuran Panjang Sabuk-V Standart ... 85

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Indonesia adalah salah satu penghasil jahe (zinggiber officinale rosc) terbesar di dunia. Peluang pengembangan jahe sebagai salah satu bahan baku pembuatan jamu menjadi sangat terbuka. Berdasarkan Angka Tetap (ATAP) 2011 dari Direktorat Jendral Hortikultura, perkembangan luas panen jahe dan di Indonesia selama periode 2000-2011 cenderung fluktuatif. Tahun 2000 luas panen jahe di Indonesia sebesar 7.614 ha dan turun menjadi 5.491 ha pada tahun 2011 dengan rata-rata pertumbuhan sebesar 1,38% per tahun. Sedangkan luas panen jahe di Jawa dan Luar Jawa pada tahun 2011 masing-masing sebesar 3.747 ha dan 1.744 ha.

Perkembangan produksi jahe di Indonesia selama periode 2000-2011 cenderung fluktuatif seperti sebelumnya yang berbanding lurus dengan luas panen jahe yang mengalami penurunan lahan juga. Produksi jahe di Indonesia pada tahun 2000 sebesar 115.092 ton dan turun menjadi 94.743 ton pada tahun 2011 dengan rata-rata pertumbuhan 0,31% per tahun. Tahun 2011 produksi jahe di Jawa sebesar 58.083 dengan rata-rata pertumbuhan -2,32% per tahun. Sedangkan produksi jahe di Luar Jawa tahun 2011 sebesar 36.661 ton dengan rata-rata pertumbuhan 28,92 per tahun atau 24.248 ton.

Gambar 2. Perkembangan Produksi Jahe, 2000-2011

Berdasarkan data produksi jahe tahun 2011, sebanyak 21,78% jahe di Indonesia berasal dari Provinsi Jawa Tengah kemudian Jawa Barat (20,82%), Jawa Timur (15,37%), Kalimantan Selatan (5,55%), Sumatera Utara (5,32%), Lampung

(4,92%), Bengkulu (3,34%) dan sisanya sebesar 22,90% merupakan kontribusi dari provinsi lainnya.

Gambar 3. Provinsi Sentra Produksi Jahe, 2011

Dari hasil produksi jahe pada tahun 2011, untuk Luar Jawa sebesar 36.661 ton, yang mana dari keseluruhan itu produksinya 5,32% berada di Provinsi Sumatera Utara. Berarti 1.950,365 ton Provinsi Sumatera Utara memproduksi jahe setiap tahunnya.

Jumlah jahe yang melimpah ini justru menimbulkan permasalahan tersendiri yaitu , turunya nilai ekonomi jahe. Selain itu teknologi pasca panen yang tidak tepat menyebabkan jumlah jahe yang membusuk juga besar karena tidak termanfaatkan secara optimal. Kegunaan beberapa pengolahan jahe digunakan untuk antara lain adalah sebagai obat sakit kepala, masuk anggin, mencegah mabuk kendaraan, obat batuk, rematik, untuk mengantisipasi jamur pada kaki, terkilir dan sebagainya .

Banyaknya kegunaan jamu jahe yang sangat baik merupakan peluang yang sangat baik untuk dikembangkan di daerah-daerah yang ada di indonesia .

Dalam pengembangan budidaya jahe banyak petani jahe yang selama ini mengelola tanamannya dengan menggunakan modal sendiri tentu tidak dapat melaksanakan semua anjuran teknis yang diberikan baik mengenai budidaya tanaman maupun pengolahan pasca panen, begitu pula lahan yang dapat diusahakannya sangat terbatas.

Dari pertimbangan diatas maka penulis tertarik untuk merancang sebuah alat penggiling dan pemeras jahe kapasitas 120 kg/jam dengan pengurangan biaya pembuatan dan lebih praktis dan efisien dari sebelumnya yang bertujuan untuk mempermudah pekerjaan dan mempercepat proses pengambilan sari atau air jahe guna pembuatan jamu maupun obat-obatan yang berhubungan dengan ekstrak dari jahe.

B. Rumusan Masalah

Dalam pembahasan berdasarkan latar belakang diatas maka dapat dijabarkan beberapa masalah sebagai berikut :

1. Bagaimana konstruksi mesin penggiling dan pemeras jahe dengan kapasitas 120 kg/jam yang akan didesain ?

2. Bagaimana spesifikasi dalam sistem penggerak dan transmisi dalam perancangan mesin penggilling dan pemeras jahe dengan kapasitas 120 kg/jam ?

C. Batasan Masalah

Berdasarkan rumusan masalah yang telah tertera di atas maka penulis

membatasi pembahasan hanya pada :

1. Perancangan konstruksi mesin penggiling dan pemeras jahe dengan kapasitas 120 kg/jam.

2. Perancangan spesifikasi sistem penggerak dan sistem transmisi pada mesin penggiling dan pemeras jahe dengan kapasitas 120 kg/jam.

D. Tujuan

1. Tujuan Umum

Adapun tujuan umum dari perancangan mesin penggiling dan pemeras jahe kapasitas 120 kg/jam adalah untuk merancang konstruksi mesin, sistem penggerak, sistem transmisi, dan menunjukkan perbandingan hasil pemerasan mesin sebelumnya dengan mesin yang akan didesain.

2. Tujuan Khusus

Adapun tujuan khusus dari mesin penggiling dan pemeras jahe kapasitas 120 kg/jam yaitu:

a. Merencanakan konstruksi yang aman dan nyaman pada mesin penggiling dan pemeras jahe dengan kapasitas 120 kg/jam.

b. Merencanakan spesifikasi sistem penggerak dan transmisi yang tepatuntuk mesin penggiling dan pemeras jahe dengan kapasitas 120 kg/jam.

c. Merencanakan sistem penggilingan dan pemerasan yang efektif pada mesin penggiling dan pemeras jahe kapasitas 120 kg/jam.

E. Manfaat

Manfaat dari merancang mesin penggiling dan pemeras jahe kapasitas 120 kg/jam yaitu :

1. Memberi manfaat pada masyarakat yang menekuni bidang pertanian jahe serta pengolahannyaguna untuk peningkatan produksi dengan menggunakan mesin yang efektif dan efisien.

2. Mahasiswa dapat merumuskan masalah di bidang teknik mesin serta memberikan solusi atas masalah tersebut.

3. Sebagai sarana meningkatkan kualitas sumber daya manusia bagi lulusan Universitas Negeri Medan khususnya untuk Program Studi D3 Teknik Mesin. 4. Untuk menambah perbendaharaan mesin-mesin di Universitas Negeri Medan

5. Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Diploma III Teknik Mesin di Universitas Negeri Medan.

80

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil perencanaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa:

1. Konstruksi mesin penggiling dan pemeras jahe dalam pembuatan dan perakitannya dikategorikan aman sesuai dengan perencanaan, walaupun getaran yang dihasilkan saat menghidupkan mesin sangat terasa.

2. Sistem penggerak dan sistem transmisi yang digunakan pada mesin penggiling dan pemeras jahe kapasitas 120 kg/jam aman dan layak digunakan.

B. Saran

Setelah melihat kontruksi mesin yang di rancang , penulis menyarankan beberapa hal tindakan perbaikan untuk meningkatkan efisiensi mesin, yaitu :

1. Putaran rotor penggiling dan rol pemeras masih memiliki beberapa kekurangan, dikarenakan ampas-mpas jahe yng diperlukan menghalangi proses penggilingan dan pemerasan. Sebaiknya ada cara mengeluarkan ampas-ampas jahe dengan cara yang lebih modern guna peningkatan mesin ke depannya.

2. Penggunaan material yang sesuai dengan perancangan atau syarat kekuatan bahan yang diizinkan dan tahan terhadap korosi menjadi nilai

81

plus bagi mesin, dikarenakan kategori mesin yng masuk ke dalam produksi makanan dan minuman.

3. Design pada rol pemeras kurang efektif karena buah jahe yang sudah di giling dan masuk pada pemerasan tidak sepenuhnya terperas, sehingga sari jahe yang dikeluarkan tidak sesuai yang di harapkan.

82

DAFTAR PUSTAKA

Sularso dan Suga, K. (2013). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. Jilid 11, Jakarta: Pradnya Paramita.

G, Niemann. (1996). Elemen Mesin. (Anton Budiman: terjemahan), Jakarta: Erlangga.

Kannaiah, P. (2003). Machine Design. New Delhi : Scitech

Bee, P.Ferdinand dan Johnston E.Jr. (1991). Statika. Jakarta : Erlangga

Hollger, Siegbert. (2000). Matematika Teknik untuk Kejuruan Logam. Jakarta : Katalis

Gere & Tomoshenko, Hans J. Wospakrik. (1996).Mekanika Bahan. Jilid 1 Edisi Kelima, Jakarta : Erlangga

79

79 Lampiran. Ukuran Panjang Sabuk-V Standart

82

DAFTAR PUSTAKA

Sularso dan Suga, K. (2013). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. Jilid 11, Jakarta: Pradnya Paramita.

G, Niemann. (1996). Elemen Mesin. (Anton Budiman: terjemahan), Jakarta: Erlangga.

Kannaiah, P. (2003). Machine Design. New Delhi : Scitech

Bee, P.Ferdinand dan Johnston E.Jr. (1991). Statika. Jakarta : Erlangga

Hollger, Siegbert. (2000). Matematika Teknik untuk Kejuruan Logam. Jakarta : Katalis

Gere & Tomoshenko, Hans J. Wospakrik. (1996).Mekanika Bahan. Jilid 1 Edisi Kelima, Jakarta : Erlangga

79 Lampiran. Ukuran Panjang Sabuk-V Standart

82

DAFTAR PUSTAKA

Sularso dan Suga, K. (2013). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. Jilid 11, Jakarta: Pradnya Paramita.

G, Niemann. (1996). Elemen Mesin. (Anton Budiman: terjemahan), Jakarta: Erlangga.

Kannaiah, P. (2003). Machine Design. New Delhi : Scitech

Bee, P.Ferdinand dan Johnston E.Jr. (1991). Statika. Jakarta : Erlangga

Hollger, Siegbert. (2000). Matematika Teknik untuk Kejuruan Logam. Jakarta : Katalis

Gere & Tomoshenko, Hans J. Wospakrik. (1996).Mekanika Bahan. Jilid 1 Edisi Kelima, Jakarta : Erlangga