RANCANG BANGUN DAN UNJUK KERJA MESIN PENGUPAS KULIT BIJI KOPI BASAH SISTEM ROL KARET YANG PRODUKTIF DAN ERGONOMIK

ABSTRACT

DESIGN AND PERFORMANCE OF SKIN PEELER MACHINE WET COFFEE BEANS RUBBER ROLLER SYSTEM PRODUCTIVELY AND

ERGONOMICLY By

Danan Purna Jaya

One of the sub-process of coffee production is wet coffee processing. It is done to reduce the longer of drying time. So, it can minimize the growth of okhratoksin mushroom which can reduce the quality of coffee beans.

There are some steps in doing this research, as follow; the first, choosing peeler knife by using weighted rating method the second, using ergonomic and anthropometry value to to find out dimension of the machine and choosing machine component. The third, attempting the machine performance. The fourth, calculating the breakeven point.

The results showed that the specification machine with the length of wall is 420mm, the width of leg machines is 610 mm, the width of the machine is 490mm, high machine is 1200 mm which is adjusted by measurement of Indonesian people anthropometric. Engine capacity with 600 kg / hour by moving the machine is an electric motor 1 phase and with rotation 1400 rpm. Transmission system used V-belt with diameter 32 mm could connect reduction gear and transmitted sprocket to the cylinder axis cylinder axis peeler paring. Cylindrical roller paring used natural rubber (natural rubber, NR) with cylinder angle 450 and knife distance 7mm . Construction pattern of 70mmx70mmx7mm corner profile and casing used 7mm thickness plat with AISI steel 1045 and 1015. Breakeven value of Rp. 17.288 with production volume is 432kg.

Keywords: Coffee, Ergonomic, Anthropometry, Natural Rubber, Steel AISI 1045 and 1015, Electrical motors

ABSTRAK

RANCANG BANGUN DAN UNJUK KERJA MESIN PENGUPAS KULIT BIJI KOPI BASAH SISTEM ROL KARET YANG PRODUKTIF DAN

ERGONOMIK

Oleh

Danan Purna Jaya

Salah satu sub proses produksi kopi adalah pengolahan kopi basah, yang dilakukan dengan tujuan untuk mengurangi waktu pengeringan yang terlalu lama, sehingga pertumbuhan jamur okhratoksin yang dapat merusak mutu biji kopi dapat diminimalkan.

Tahapan dalam penelitian ini adalah pemilihan pisau pengupas dengan metode weighted rating method. Rancang bangun mesin yang mana dilakukan dengan nilai ergonomic dan antropometry manusia yang bertujuan untuk mendapatkan dimensi mesin serta pemilihan komponen mesin. Selanjutnya dilakukan unjuk kerja mesin serta perhitungan titik impas (breakeven point).

Hasil penelitian menunjukkan spesifikasi mesin dengan panjang dinding 420mm, lebar kaki mesin 610mm, lebar mesin 490mm, tinggi mesin 1200mm yang disesuaikan dengan ukuran antropometry orang Indonesia. Kapasitas mesin 600kg/jam dengan penggerak mesin adalah motor listrik 1 phase dan putaran 1400 rpm. Sistem transmisi menggunakan V-belt yang dihubungkan ke gigi reduksi kemudian ditransmisikan ke sproket yang dihubungkan ke poros silinder pengupas dengan poros silinder pengupas berdiameter 32mm. Silinder pengupas memakai rol karet (natural rubber, NR) dengan sudut silinder 450 dan jarak pisau 7mm . Kontruksi rangka dari profil siku 70mmx70mmx7mm dan casing menggunakan pelat dengan tebal 7mm dengan baja AISI 1045 dan 1015. Titik impas nilai Rp.17.288 dengan volume produksi 432kg.

Kata kunci _{: Kopi, Ergonomic, Antropometry, Natural rubber, Baja AISI 1045 dan 1015,}

RANCANG BANGUN DAN UNJUK KERJA MESIN

PENGUPAS KULIT BIJI KOPI BASAH SISTEM ROL KARET

YANG PRODUKTIF DAN ERGONOMIK

Oleh:

DANAN PURNA JAYA

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar

Sarjana Teknik

Pada

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2013

RANCANG BANGUN DAN UNJUK KERJA

MESIN

PENGUPAS

KULIT

BIJI

KOPI

BASAH

SISTEM

ROL

KARET

YANG

PRODUKTIF DAN ERGONOMIK

Judul Skripsi :

Nama Mahasiswa : DANAN PURNA JAYA Nomor Pokok Mahasiswa : 0615021054

Jurusan : Teknik Mesin Fakultas : Teknik

MENYETUJUI

1.

Komisi Pembimbing

Dr.Eng.Suryadiwansa Harun,S.T.,M.T. Ir. Arinal Hamni, M.T.

NIP. 197005012000031001 NIP. 196428121996032001

2.

Ketua Jurusan Teknik Mesin

Harmen Burhanuddin, S.T.,M.T. NIP. 19690620 200003 1001

MENGESAHKAN

1.

Tim Penguji

Ketua Penguji : Dr.Eng.Suryadiwansa Harun,S.T.,M.T ………

Anggota Penguji :Ir. Arinal Hamni, M.T ………..………..

Penguji Utama : Dr.Yanuar Burhanuddin ………..………

2.

Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung

Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A. NIP. 196505101993032008

PERNYATAAN PENULIS

SKRIPSI INI DIBUAT OLEH PENULIS DAN BUKAN HASIL PLAGIAT SEBAGAIMANA DIATUR DALAM PASAL 44 PERATURAN AKADEMIK UNIVERSITAS LAMPUNG DENGAN SURAT KEPUTUSAN REKTOR No. 159/H26/PP/2008.

YANG MEMBUAT PERNYATAAN

DANAN PURNA JAYA 0615021054

MOTTO

„‟…Alloh Akan Meninggikan Orang-Orang Yang Beriman Diantaramu dan Orang-Orang Yang Diberi Ilmu Pengetahuan Beberapa Derajat…”

(QS Al-Mujadilah : 11)

“…Sesungguhnya Allah Tidak Akan Merubah Keadaan Suatu Kaum Sehingga Mereka Merubah Keadaan Yang Ada Pada Diri Mereka Sendiri…”

(QS Ar-Ra‟d: 11)

“ Sesungguhnya Setelah Kesulitan Itu Ada Kemudahan. Maka Apabila Kamu Telah Selesai (dari suatu urusan), Kerjakanlah Dengan Sungguh-Sungguh (urusan) Yang Lain dan Hanya Kepada Tuhanmulah Hendaknya Kamu

Berharap‟‟

(QS : Al Insyiqaaq : 6 - 8)

“Pendidikan Bukan Segala-Galanya, Tetapi Segala-Galanya Dimulai Dari Pendidikan”

“ Semua Impian Dapat Menjadi Kenyataan Andaikan Kita Memiliki Keberanian Untuk Mewujudkannya”.

“YAKINLAH” Semua Usaha Yang Pernah Kita Lakukan Tidak Akan Pernah Sia-Sia.

„'IKHTIARlah Kepada Allah Bila Kita Telah Berusaha Keras‟‟ (Penulis)

“...Tiada Kesuksesan Yang Akan Kita Dapatkan Kecuali Terdapat Orang Tua Dibelakang Kita Karena Ridho Alloh Adalah Ridho Orang Tua “ I LOVE U ‟‟

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Pringsewu pada tanggal 02 Maret 1988 sebagai anak 3 dari 4 bersaudara, dari pasangan Bapak Muhammad Sidarta S.pd dan Ibu Maini Badri.

Penulis mengawali Pendidikan di Sekolah Dasar (SD) Negeri 1 Pagelaran Pringsewu pada tahun 2000, SLTP Negeri 1 Pagelaran Pringsewu pada tahun 2003, SMA Negeri 1 Pagelaran Pringsewu pada tahun 2006. Sejak tahun 2006 penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB).

Selama menjadi mahasiswa, penulis menjadi Pengurus Himpunan Mahasiswa Teknik Mesin (HIMATEM) untuk periode 2008-2009 sebagai anggota otomotif (HIMATEM), UKMF FOSSI FT (Unit Kegiatan Mahasiswa Fakultas Forum Studi Silaturahmi Islam) sebagai anggota, Kemudian pada bidang akademik, penulis melaksanakan Kerja Praktek (KP) di PT. TENARIS di Cilegon Banten pada tahun 2010. Penulis juga menjadi asisten dosen pada praktikum proses produksi pada tahun 2011. Sejak bulan April 2011 penulis mulai melakukan penelitian “Rancang Bangun

viii

Mesin Cetak Genteng Pringsewu Yang Ergonomik Dan Produktif” dibawah bimbingan Bapak Dr.Eng.Suryadiwansa Harun,S.T.,M.T dan Ibu Ir. Arinal Hamni. Namun pada bulan September 2012 penulis melakukan penelitian yang kedua yaitu

“Rancang Bangun Dan Unjuk Kerja Mesin Pengupas Kulit Biji Kopi Basah Yang Produktif Dan Ergonomik Dengan Sistem Rol Karet” dibawah bimbingan Bapak Dr.Eng.Suryadiwansa Harun,S.T.,M.T selaku pembimbing utama dan Ibu Ir. Arinal Hamni, M.T sebagai pembimbing pendamping. Penelitian kedua inilah yang membawa penulis untuk menuju gelar sarjana.

Dengan kerendahan hati dan

harapan menggapai ridho Illahi Robbi

ku persembahkan karya kecil ini untuk :

Keluargaku Tercinta

Bapak, Mamak dan Ibuku

Atas segala kesabaran cinta dan kasih sayang

serta pengorbanan yang tak terbalaskan

semoga ALLAh SWT senantiasa melimpahkan

rahmat, kasih dan karunianya

Kakak dan Adikku

Atas dukungan dan do’a yang kalian panjatkan

Dan

Almamater tercinta

SANWACANA

Assalamu’alaikum Wr.Wb.

Alhamdulillaahirabbil’aalamiin, segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang senantiasa mencurahkan nikmat, rahmat, dan hidayah-Nya. Salawat serta salam senantiasa penulis panjatkan kepada junjungan Nabi Besar Muhammad SAW, beserta keluarga dan para sahabatnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.

Skripsi dengan judul “ Rancang Bangun Dan Unjuk Kerja Mesin Pengupas Kulit Biji Kopi Basah Yang Produktif Dan Ergonomik Dengan Sistem Rol Karet”.

Selama penyusunan skripsi ini, penulis telah mendapatkan banyak motivasi dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih kepada:

1. Bapak dan Ibu tercinta yang luar biasa yang selalu memberikan kasih sayang, cinta dan kasihmu serta mendoakan atas harapan akan kesuksesan penulis hingga dapat menyelesaikan studi. Kalian adalah teladanku,

xii

semangatku, dan harapanku. Terima kasih untuk semua kerja keras dan kesabarannya.

2. Kepada kakak ku Puspita Rini .S.si dan Dwy Pangestuti . S.pd serta adikku Inten Cahyani Pratiwi. S.ag. Atas nasehat, dukungan, motivasi, pengertian, do’a dan kasih sayangnya (wish we all the best).

3. Ibu Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung.

4. Bapak Harmen Burhanuddin, S.T., M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung.

5. Bapak Harmen Burhanuddin, S.T., M.T selaku Pembimbing Akademik yang telah memberikan pengarahan kepada penulis.

6. Bapak Dr.Eng.Suryadiwansa Harun,S.T.,M.T, selaku dosen pembimbing utama tugas akhir, terima kasih atas semua arahan, bimbingan dan ilmu yang diberikan selama penyelesaian tugas akhir penulis.

7. Ibu Ir. Arinal Hamni, M.T, selaku dosen pembimbing pendamping tugas akhir, terima kasih atas semua arahan, bimbingan dan ilmu yang diberikan selama penyelesaian tugas akhir penulis.

8. Bapak Dr.Yanuar Burhanuddin, selaku dosen pembahas dalam seminar tugas akhir dan penguji dalam sidang sarjana, terima kasih atas semua saran-saran, bimbingan dan juga atas segala nasehat serta motivasinya terhadap penulis.

9. Untuk yang selalu mendampingiku dan membuatku tersenyum saat suka maupun duka, kekasihku tercinta Anggun Wulandari Amd, Keb.

xiii

10.Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah banyak memberikan ilmunya kepada penulis dan staf administrasi yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan studi di Jurusan Teknik Mesin. 11.Teman-teman seperjuangan mesin nol nam (Monam) yang telah

memberikan dukungannya. Semoga persaudaraan kita tetap terjaga dengan slogan “Solidarity Forever”.

Dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu, terimakasih penulis ucapkan atas bantuan yang diberikan sehingga terselesaikannya skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin

Wassalamu’alaikum Wr.Wb.

Bandar Lampung, 11 Mei 2013 Penulis

DAFTAR ISI

Abstrak ... i

Halaman Judul ... iii

Halaman Persetujuan ... iv

Halaman Pengesahan ... v

Pernyataan Penulis ... vi

Riwayat Hidup ... vii

Halaman Moto ... ix

Halaman Persembahan ... x

Sanwacana ... xi

Daftar Isi ... xiv

Daftar Tabel ... xix

Daftar Gambar ... xx

Daftar Lampiran ... xxi

BAB 1 PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1

B. Tujuan Penelitian ... 3

C. Batasan Masalah ... 4

xv

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Perancangan Ergonomi ... 6

1. Ergonomi ... 6

2. Cara Penerapan Ergonomi Ditempat Kerja ... 7

3. Konsumsi Energi ... 9

B. Material ... 10

1. Sifat-sifat material ... 10

2. Baja ... 14

C. Identifikasi Analisis Teknik ... 18

1. Poros ... 18

2. Bantalan ... 18

3. Rol Karet ... 19

4. Gigi Reduksi ... 21

5. Motor Listrik ... 22

6. Pulley ... 22

7. V-Belt ... 23

8. Sproket ... 24

D. Analisis Ekonomi ... 24

1. Biaya ... 25

2. Titik Impas ... 26

BAB III METODE PENELITIAN A. Konsep Rancangan ... 28

xvi

1. Pemilihan Pisau Pengupas ... 28

2. Ergonomi ... 28

3. Mekanisme Pengupasan ... 30

B. Rancangan Pisau ... 30

1. Pemilihan Material Komponen Poros... 30

2. Pemilihan Penggerak Mesin ... 32

a. Massa ... 32

b. Gaya Normal ... 32

c. Gaya Gesek Statis ... 32

d. Torsi ... 33

e. Daya Motor ... 33

3. Perhitungan Dimensi Dan Kekuatan Poros Serta Pengujian Kekuatan Poros ... 33

a. Daya Rencana ... 34

b. Momen Rencana ... 34

c. Tegangan Lentur Yang Diizinkan ... 34

d. Diameter poros untuk beban puntir dan lentur ... 34

e. Pemeriksaan sudut puntir ... 35

f. Perhitungan Defleksi Maksimum ... 35

g. Cara Pengujian Dengan Solidwork Simulation ... 35

C. Pemilihan Elemen Mesin ... 37

a. Analisis Sproket dan Pulley Pada Gigi Reduksi ... 37

xvii

c. Bearing dan Bantalan ... 39

d. Sproket ... 41

D. Bentuk Final Desain Dari Mesin ... 42

E. Unjuk Kerja Mesin Pengupas ... 44

1. Kualitas Pengupasan ... 44

2. Pengamatan ... 45

a. Kapasitas Mesin ... 45

b. Analisis Ekonomi ... 45

F. Diagram Alir Penelitian ... 48

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil ... 50

1) Konsep Desain ... 50

a) Pemilihan Metode Pengupasan ... 50

b)Analisis Antropometri ... 52

2) Analisa Pemilihan Komponen Mesin ... 54

a) Motor Penggerak ... 54

b)Analisa Poros ... 57

c) Pemilihan Sproket dan Pulley ... 63

d)Sabuk V-Belt ... 63

e) Bearing/Bantalan ... 64

xviii

3) Hasil Rancangan dan Manufaktur ... 69

4) Hasil Pengujian Unjuk Kerja Mesin Pengupas ... 69

5) Perhitungan Ekonomi ... 72

1. Kapasitas Mesin ... 72

2. Biaya Operasional ... 72

3. Titik Impas ... 74

B. Pembahasan ... 76

BAB V PENUTUP A. Simpulan ... 81

B. Saran ... 82

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Sifat-Sifat Mekanik Karet ... 21

2. Definisi Ukuran Antropometri Rata-Rata Orang Indonesia ... 29

3. Komposisi Kimia Dari Baja Karbon Aisi 1045 ... 31

4. Sifat-Sifat Mekanik Dari Baja Karbon Aisi 1045 ... 31

5. Weighted Rating Method ... 51

6. Ukuran Antropometri Rata-Rata Orang Indonesia ... 52

7. Dimensi Mesin Pengupas ... 54

8. Hasil Pengupasan Dari Sudut Silinder Pengupas 300 ... 71

9. Hasil Pengupasan Dari Sudut Silinder Pengupas 450 ... 71

10.Hasil Pengupasan Dari Sudut Silinder Pengupas 600 ... 71

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Rantai Produksi Kopi ... 2

2. Kurva Stress Vs Strain (Tegangan Vs Regangan) ... 11

3. Jenis Bahan-Bahan Teknik ... 15

4. Pillow block ... 19

5. Rol Karet ... 20

6. Gigi Reduksi ... 21

7. Elektro Motor 1 Phase ... 22

8. Pulley... 23

9. V-Belt... 24

10.Sproket ... 24

11.Mekanisme Pengupasan ... 30

12.Pengujian Solidwork Simulation ... 37

13.Desain Mesin ... 42

14.Diagram Alir Penelitian ... 48

15.Ukuran Antropometri ... 53

16.Nilai Stress ... 61

xxi

18.Nilai Straint ... 62

19.Hasil Rancangan ... 69

20.Hasil Biji Kopi Terkupas Dengan Baik ... 70

21.Hasil Biji Kopi Pecah ... 70

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Lebih dari 80% produksi kopi berasal dari perkebunan rakyat yang merupakan kumpulan dari kebun-kebun sempit milik petani yang menjadi salah satu pilar ekspor biji kopi Indonesia (Direktorat Perkebunan, 2000). Namun, petani ternyata belum mampu menghasilkan biji kopi dengan mutu tinggi. Hal ini tercermin dari harga biji kopi sangat rendah karena beberapa faktor penyebab yaitu minimnya sarana pengolahan, lemahnya pengawasan mutu pada proses tahapan pengolahan sehingga parameter yang terkait dengan mutu, kadar air dan cacat pada biji sering terabaikan. Di samping itu, kriteria mutu biji kopi yang meliputi aspek fisik, cita rasa dan kebersihan serta aspek keseragaman juga sangat ditentukan oleh perlakuan setiap tahapan proses produksinya (Buana dan Hermansyah, 1980).

Adapun tahapan proses pengolahan biji kopi biji kopi tersebut yaitu dengan proses pengolahan biji kopi primer dan pengolahan biji kopi sekunder. Pada pengolahan biji kopi primer biasanya dilakukan dengan cara pengolahan semi-basah (kopi arabika) dan cara pengolahan kering (kopi robusta). Pada metode semi-basah, setelah kopi dipanen oleh petani, biasanya biji kopi digelondong

2

direbus lalu dikupas kulitnya dengan alat manual dan selanjutnya dikeringkan. Untuk itu, kebiasaan merebus kopi gelondong harus dihindari karena dapat merusak kandungan zat kimia dalam kopi sehingga menurunkan mutu kopi olahan. Berbeda dengan metode pengolahan kering. Pada metode ini setelah dipanen kopi tersebut langsung dilakukan penjemuran tanpa melalui proses pengupasan kulit buah dengan sinar matahari selama 12-14 hari yang merupakan waktu yang cukup lama sehingga potensi pertumbuhan jamur termasuk jamur penghasil okhratoksin menjadi sangat besar yang dapat merusak biji kopi (Sri Mulato, 1994).

Gambar 1. Rantai produksi kopi (Sri Mulato, 1994)

Agar tidak terjadi penyimpangan mutu, maka suatu tindakan koreksi segera dilakukan. Upaya strategis untuk mengatasi masalah diatas tersebut adalah

Kopi Petani Kopi Petani Kopi Petani Gapoktan Proses Pengolahan

Kopi Primer Proses Pengolahan Kopi Sekunder

Penjemuran [Kadar air 25%] Kupas Kulit Kopi

Sortasi Pengeringan Mekanis

[Kadar air 12%]

Penyangraian Pendinginan Pengemasan Pemasaran Pembubukan Ekspor

3

dengan perbaikan proses produksi produk primer kopi dan pengembangan proses produk sekundernya (Sri Mulato, 2001). Sebagai langkah antisipatif, telah dikembangkan suatu paket teknologi yang mengintegrasikan seluruh urutan proses produk primer siap ekspor dan produk sekunder siap dipasarkan. Pada proses produk primer itu sendiri, telah dirancang suatu mesin baru yaitu mesin pengupas kulit biji kopi yang dilakukan secara mekanik dengan tujuan untuk mempercepat proses pengeringan yaitu dengan metode pisau belimbing yang berputar pada poros yang dapat menggantikan fungsi alat manual yang sudah ada sehingga akan menjamin mutu kopi dan meningkatkan kualitasnya. Sistem ini memakai prinsip kerja biji kopi ditekan dengan pelat baja yang berbentuk belimbingan. Akan tetapi, metode ini masih memiliki kekurangan yaitu biji kopi yang dihasilkan banyak yang pecah sehingga harus dilakukan redesain alat untuk mendapatkan hasil yang lebih maksimal.

Oleh karena itu, dari uraian diatas maka dibutuhkan penelitian yang dapat meningkatkan kualitas biji kopi untuk mempercepat proses pengeringan yaitu dengan cara “Rancang Bangun Dan Unjuk Kerja Mesin Pengupas Kulit Biji Kopi Basah Sistem Rol Karet Yang Produktif Dan Ergonomik”.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mengembangkan dan merancang bangun suatu model/prototype mesin pengupas kulit biji kopi secara mekanis untuk meningkatkan kapasitas dan produktivitas.

4

2. Melakukan pengujian dan evaluasi teknis untuk mengetahui unjuk kerja mesin pengupas kulit biji kopi basah.

3. Menentukan biaya operasional dan titik impas.

C. Batasan Masalah

Dari rumusan masalah yang telah ditentukan, agar penelitian berjalan sesuai dengan yang diinginkan, maka batasan masalah pada penelitian ini adalah : 1. Dimensi ukuran mesin disesuaikan dengan antropometri orang manusia. 2. Jarak antara rol dengan pisau pengupas adalah 5 mm, 7 mm dan 9 mm

sesuai dengan ukuran biji kopi rata-rata yaitu 7 mm.

3. Sistem pengupas menggunakan rol karet dengan bahan karet alam (natural rubber, NR).

D. Sistematika Penulisan Laporan

Laporan tugas akhir ini disusun menjadi lima Bab. Adapun sistematika penulisannya adalah sebagai berikut:

BAB I. PENDAHULUAN

Menjelaskan tentang latar belakang masalah, tujuan, batasan masalah dan sistematika penulisan laporan.

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

Berisi teori-teori dasar yang menunjang penelitian ini dan bersesuaian dengan materi yang diangkat pada laporan tugas akhir ini.

5

BAB III. METODE PENELITIAN

Menjelaskan mengenai metode-metode yang dilakukan dalam mengumpulkan informasi dan menjabarkan tahapan-tahapan kegiatan yang dilakukan selama penelitian berlangsung sampai pada penyusunan laporan.

BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN

Bab ini membahas tentang proses desain, manufaktur/fabrikasi dan pengujian unjuk kerja mesin pengupas kulit biji kopi basah. Selain itu, pembahasan tentang nilai keekonomian mesin juga dilakukan dalam bab ini.

BAB V. PENUTUP

Berisi mengenai kesimpulan dan saran dari hasil pembahasan.

DAFTAR PUSTAKA

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Perancangan Ergonomi 1. Ergonomi

Untuk menghindari terjadinya kecelakaan akibat kerja, manusia harus diberikan alat kerja/mesin dan atau lingkungan kerja yang berada dalam batas kemampuan, kebolehan dan keterbatasannya (Wignjosoebroto, 2000) Sehingga nantinya diharapkan akan terjadi proses kerja yang efektif, nyaman, aman, sehat dan efisien (ENASE).

Istilah ergonomi pertama kali digunakan oleh sekelompok ilmuwan Inggris di tahun 1950 yang berasal dari kata Yunani, yaitu ergos yang berarti kerja dan nomos yang berarti norma, aturan (Kroemer, 1998). Ergonomi adalah pendekatan multidisiplin ilmu pengetahuan guna mengserasikan alat, sistem kerja (meliputi organisasi dan lingkungan kerja) terhadap kemampuan kebolehan dan keterbatasan manusia sebagai pekerja, sehingga tercapai kondisi dan lingkungan kerja yang sehat, selamat (Budnick, 1993) dan manusiawi (Lauring, 1998) untuk menghasilkan produktivitas setinggi-tingginya (Kroemer, 1998).

7

Tujuan Ergonomi adalah:

1. Meningkatkan efektifitas dan efisiensi pekerjaan.

2. Mempernyaman penggunaan dan mengurangi kesalahan pekerjaan. 3. Meningkatkan produktifitas kerja.

2. Cara penerapan ergonomi ditempat kerja diantaranya adalah: a. Posisi Kerja: Posisi duduk dan posisi berdiri

1. Posisi kerja duduk yang benar adalah kaki tidak dibebani dengan berat tubuh dan posisi stabil selama bekerja.

2. Posisi kerja berdiri yang benar adalah posisi tulang belakang vertikal, dan berat badan tertumpu secara berimbang. Posisi kerja berdiri ini cocok untuk kondisi tidak memiliki ruang untuk membengkokkan lutut, pekerjaan yang membutuhkan tenaga besar (>4,5 kg), banyak memerlukan aktifitas yang berpindah tempat, banyak aktifitas membungkukkan badan, seringkali memerlukan jangkauan yang tinggi dan rendah atau jauh dari permukaan tubuh.

b. Proses Kerja (Dimensi dari tempat kerja).

Para pekerja dapat menjangkau peralatan kerja sesuai dengan posisi bekerja sesuai dengan antropometrinya (antropometri adalah ilmu yang berhubungan dengan pengukuran dimensi dan karakteristik tubuh manusia, bergantung pada umur, jenis kelamin, ras dan pekerjaan).

c. Display tempat kerja.

8

d. Ketentuan menjinjing beban, organisasi kerja dan metode mengangkat beban, adalah diuraikan sebagai berikut:

1. Menjinjing beban: beban yang diangkat tidak boleh melebihi : Laki-laki dewasa 40 kg, wanita dewasa 15-20 kg, laki-laki (16-28 tahun) 15-20 kg, wanita (16-18 tahun) 12-15 kg.

2. Organisasi kerja: Pekerjaan harus diatur dengan berbagai cara: alat bantu mekanik diperlukan kapan pun, frekuensi pergerakan diminimalisasi, jarak mengangkat beban dikurangi, dalam membawa beban diingat bidangnya tidak licin dan mengangkat tidak terlalu tinggi.

3. Metode mengangkat beban yang benar (otot lengan lebih banyak digunakan daripada otot punggung) adalah posisi kaki yang benar, punggung kuat dan kekar, posisi lengan dekat dengan tubuh, mengangkat dengan benar, menggunakan berat beban, mengangkat beban dengan cara diistirahatkan sementara diatas paha sebelum diangkat keatas.

Sampai saat ini, metode pengukuran kerja fisik dilakukan dengan menggunakan standar sebagai berikut:

a. Konsep Horse Power (foot-pounds of work per minute) oleh Taylor, tapi tidak memuaskan.

b. Tingkat konsumsi energi untuk mengukur pengeluaran energy.

c. Perubahan tingkat kerja jantung dan konsumsi oksigen (metode baru). 3. Konsumsi Energi

9

Tubuh manusia dirancang untuk dapat melakukan aktivitas pekerjaan sehari-hari, dengan bekerja berarti tubuh akan menerima beban baik fisik maupun mental dari luar tubuhnya. Dari sudut pandangn ergonomi, setiap beban kerja yang diterima oleh seseorang harus sesuai atau seimbang baik terhadap kemampuan fisik maupun keterbatasan manusia yang menerima beban tersebut. Menurut (Suma’mur 1984) bahwa kemampuan kerja seseorang akan berbeda dengan lainnya dan sangat tergantung pada tingkat ketrampilan, kesegaran jasmani, keadaan gizi, jenis kelamin, usia dan ukuran tubuh pekerja yang bersangkutan.

Kepekaan denyut nadi terhadap perubahan pembebanan yang diterima tubuh cukup tinggi. Denyut nadi akan segera berubah seirama dengan perubahan pembebanan, baik yang berasal dari pembebanan mekanik, fisik maupun kimiawi (Kurniawan, 2000). Menurut (Grandjean, 1993) bahwa konsumsi energi sendiri tidak cukup untuk mengestimasi beban kerja fisik. Beban kerja fisik tidak hanya ditentukan oleh jumlah kJ yang dikonsumsi, tetapi ditentukan oleh jumlah otot yang terlibat dan beban statis yang diterima serta tekanan panas dari lingkungan kerjanya yang dapat meningkatkan denyut nadi. Berdasarkan hal tersebut maka denyut nadi lebih mudah dan dapat untuk menghitung indek beban kerja.

Denyut nadi mempunyai hubungan linier yang tinggi dengan asupan oksigen pada waktu kerja. Salah satu cara yang sederhana untuk menghitung denyut nadi adalah dengan merasakan denyutan pada arteri

10

radialis di pergelangan tangan. Denyut nadi untuk mengestimasi indek beban kerja fisik terdiri dari beberapa jenis yang didefinisikan oleh (Grandjean, 1993) :

1. Denyut nadi istirahat adalah rerata denyut nadi sebelum pekerjaan dimulai.

2. Denyut nadi kerja adalah rerata denyut nadi selama bekerja.

3. Nadi kerja adalah selisih antara denyut nadi istirahat dan denyut nadi kerja.

B. Material

1. Sifat – Sifat Material

Dalam sebuah pemilihan material, maka diperlukan pengetahuan akan sifat dari material tersebut. Walaupun memang sudah ada standar baku yang mengatur akan kandungan bahan-bahan pembentuk yang akan membangun sifat material, namun keahlian untuk menentukan berdasarkan metode-metode pengujian material sangatlah penting bagi seorang material engineer. Kekuatan adalah kemampuan suatu material dalam menerima beban, semakin besar beban yang mampu diterima oleh material maka benda tersebut dapat dikatakan memiliki kekuatan yang tinggi. Dalam kurva stress-strain kekuatan (strength) dapat dilihat dari sumbu-y (stress), semakin tinggi nilai stress-nya maka material tersebut lebih kuat (Dieter, 1998)

11

Gambar 2. Kurva stress vs strain (http://nayhan.wordpress.com)

Kurva yang diberi label strongest (terkuat) digambarkan sebagai kurva yang memiliki nilai sb-y tertinggi. Kemudian kurva yang diberi label Toughest adalah kurva yang memiliki nilai ketangguhan tertinggi. Ketangguhan suatu material dapat dilihat dari luas daerah sibawah kurva stress-strain nya. Ada beberapa lagi sifat mekanik material diantaranya kekerasan dan getas. Kekerasan dapat diartikan ketahan suatu material terhadap deformasi lokal, misalkan ketahanan terhadap goresan. Bila suatu material digores maka yang akan menerima beban adalah bagian permukaannya saja bukan keseluruhannya, itulah mengapa goresan dikatakan hanya menghasilkan deformasi lokal. Selanjutnya sifat getas dari suatu material dapat diartikan ketidakmapuan suatu material untuk

12

berdeformasi plastis. Material yang getas berarti bila diberi suatu beban hanya akan berdeformasi elastis, dan selanjutnya akan mengalami patah. Secara garis besar material mempunyai sifat-sifat yang mencirikannya, pada bidang teknik mesin (Smallman R.E. dan R.J. Bishop,1999). Umumnya sifat tersebut dibagi menjadi tiga sifat yang akan mendasari dalam pemilihan material, sifat tersebut adalah:

a. Sifat Mekanik

Sifat mekanik material, merupakan salah satu faktor terpenting yang mendasari pemilihan bahan dalam suatu perancangan. Sifat mekanik dapat diartikan sebagai respon atau perilaku material terhadap pembebanan yang diberikan, dapat berupa gaya, torsi atau gabungan keduanya. Dalam prakteknya pembebanan pada material terbagi dua yaitu beban statik dan beban dinamik. Perbedaan antara keduanya hanya pada fungsi waktu dimana beban statik tidak dipengaruhi oleh fungsi waktu sedangkan beban dinamik dipengaruhi oleh fungsi waktu. Untuk mendapatkan sifat mekanik material, biasanya dilakukan pengujian mekanik. Pengujian mekanik pada dasarnya bersifat merusak (destructive test), dari pengujian tersebut akan dihasilkan kurva atau data yang mencirikan keadaan dari material tersebut.

Sifar-sifat mekanik material yang perlu diperhatikan:

1) Tegangan yaitu gaya diserap oleh material selama berdeformasi persatuan luas.

13

3) Modulus elastisitas yang menunjukkan ukuran kekuatan material. 4) Kekuatan yaitu besarnya tegangan untuk mendeformasi material

atau kemampuan material untuk menahan deformasi.

5) Kekuatan luluh yaitu besarnya tegangan yang dibutuhkan untuk mendeformasi plastis.

6) Kekuatan tarik adalah kekuatan maksimum yang berdasarkan pada ukuran mula.

7) Keuletan yaitu besar deformasi plastis sampai terjadi patah.

8) Ketangguhan yaitu besar energi yang diperlukan sampai terjadi perpatahan.

9) Kekerasan yaitu kemampuan material menahan deformasi plastis lokal akibat penetrasi pada permukaan.

b. Sifat Fisik

Sifat penting yang kedua dalam pemilihan material adalah sifat fisik. Sifat fisik adalah kelakuan atau sifat-sifat material yang bukan disebabkan oleh pembebanan seperti pengaruh pemanasan, pendinginan dan pengaruh arus listrik yang lebih mengarah pada struktur material. Sifat fisik material antara lain : temperatur cair, konduktivitas panas dan panas spesifik. Struktur material sangat erat hubungannya dengan sifat mekanik. Sifat mekanik dapat diatur dengan serangkaian proses perlakukan fisik. Dengan adanya perlakuan fisik akan membawa penyempurnaan dan pengembangan material bahkan penemuan material baru.

14

c. Sifat Teknologi

Selanjutnya sifat yang sangat berperan dalam pemilihan material adalah sifat teknologi yaitu kemampuan material untuk dibentuk atau diproses. Produk dengan kekuatan tinggi dapat dibuat dibuat dengan proses pembentukan, misalnya dengan pengerolan atau penempaan. Produk dengan bentuk yang rumit dapat dibuat dengan proses pengecoran. Sifat-sifat teknologi diantaranya sifat mampu las, sifat mampu cor, sifat mampu mesin dan sifat mampu bentuk. Sifat material terdiri dari sifat mekanik yang merupakan sifat material terhadap pengaruh yang berasal dari luar serta sifat-sifat fisik yang ditentukan oleh komposisi yang dikandung oleh material itu sendiri (LA Van Vlack, Sriati Djafrie, 1992).

2. Baja

Menurut komposisi kimianya baja dapat dibagi dua kelompok besar yaitu: Baja karbon dan baja paduaan. Baja karbon bukan berarti baja yang sama sekali tidak mengandung unsur lain, selain besi dan karbon. Baja karbon mengandung sejumlah unsur lain tetapi masih dalam batas–batas tertentu yang tidak berpengaruh terhadap sifatnya. Unsur–unsur ini biasanya merupakan ikatan yang berasal dari proses pembuatan besi atau baja seperti mangan. Silicon, dan beberapa unsur pengotoran seperti belerang, oksigen, nitrogen dan lain-lain yang biasanya ditekan sampai kadar yang sangat kecil. ( Surdia Tata,1989).

15

Gambar 3. Bahan-bahan teknik (http://kompetensi-pengelasan.com)

Baja karbon adalah paduan antara besi dan karbon dengan sedikit Si, Mn, P, S, dan Cu. Sifat baja karon sangat tergantung pada kadar karbon, bila kadar karbon naik maka kekuatan dan kekerasan juga akan bertambah tinggi. Karena itu baja karbon dikelompokkan berdasarkan kadar karbonnya (Wiryosumarto, 2004). American Iron And Steel Institute (AISI) memakai sistem penomoran baja dengan empat digit angka: 10xx, 10 mengindikasikan bahwa baja tersebut adalah baja karbon, dua angka terakhir mengindikasikan persentase karbon. Sebagai contoh, angka 1020 mengindikasikan bahwa baja tersebut adalah baja karbon dengan kadar karbon 0,20% (Groover, 1996).

Pengaruh utama dari kandungan karbon dalam baja adalah pada kekuatan, kekerasan dan sifat mudah dibentuk. Kandungan karbon yang besar dalam baja mengakibatkan meningkatnya kekerasan tetapi baja tersebut akan

16

rapuh dan tidak mudah dibentuk. Baja dengan kadar mangan kurang dari 0,8 % silicon kurang dari 0.5 % dan unsur lain sangat sedikit, dapat dianggap sebagai baja karbon. Mangan dan silicon ditambahkan dalam proses pembuatan baja yang berfungsi untuk mengurangi pengaruh buruk dari beberapa unsur pengotoran.

Baja karbon dapat digolongkan menjadi tiga bagian berdasarkan jumlah kandungan karbon didalam baja tersebut yaitu sebagai berikut :

a. Baja karbon rendah

Baja karbon rendah yang mengandung 0,022 – 0,3 % C yang dibagi menjadi empat bagian menurut kandungannya yaitu :

1. Baja karbon rendah mengandung 0,04 % C digunakan untuk plat-plat strip.

2. Baja karbon rendah mengandung 0,05 % C digunakan untuk badan kenderaan.

3. Baja karbon rendah mengandung 0,05 – 0,25 % C digunakan untuk konstruksi jembatan dan bangunan.

4. Baja karbon rendah mengandung 0,05 – 0,3 % digunakan untuk baut paku keling, karena kepalanya harus di bentuk.

b. Baja karbon menengah.

Baja karbon ini memiliki sifat –sifat mekanik yang lebih baik dari pada baja karbon rendah. Baja karbon menengah mengandung 0,3 – 0,6 % C dan memiliki ciri khas sebagai berikut :

17

1. Lebih kuat dan keras dari pada baja karbon rendah. 2. Tidak mudah di bentuk dengan mesin.

3. Lebih sulit di lakukan untuk pengelasan. 4. Dapat dikeraskan (quenching) dengan baik.

Baja karbon menengah ini digunakan untuk material bahan berdasarkan kandungan karbonnya yaitu :

1. Baja karbon menengah mengandung 0,35 – 0,40 % C digunakan untuk roda gigi dan poros.

2. Baja karbon menengah mengandung 0,4 % C digunakan untuk keperlukan industri kenderaan seperti baut dan mur, poros engkol dan batang torak.

3. Baja karbon menengah mengandung 0,5 % C digunakan untuk gigi. 4. Baja karbon menengah mengandung 0,5 – 0,6 % C digunakan untuk

pegas.

c. Baja karbon tinggi.

Baja karbon tinggi memeiliki kandungan antara karbon antara 0,6 – 1,7 % karbon memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

1. Kuat sekali.

2. Sangat keras dan getas/rapuh. 3. Sulit dibentuk mesin.

4. Mengandung unsur sulfur ( S ) dan posfor ( P ). 5. Dapat dilakukan proses heat treatment dengan baik.

18

C. Identifikasi Analisis Teknik Yang Digunakan Dalam Perancangan

Adapun beberapa komponen mesin pengupas kulit biji kopi basah, secara mekanis adalah sebagai berikut:

1. Poros

Poros merupakan bagian dari mesin yang penting karena hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran, oleh karenanya poros memegang peranan utama dalam transmisi. Poros dibedakan menjadi tiga berdasarkan penerusan dayanya (Sularso, 1997), yaitu:

a. Poros transmisi

Mendapatkan beban puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros melalui kopling, roda gigi, puli sabuk atau sprocket rantai dll. b. Spindel

Poros transmisi yang relative pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran yang disebut spindel. Syarat utama yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasi harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.

c. Gandar

Poros seperti yang dipasang diantara roda-roda kereta barang dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, disebut gandar. Gandar hanya memperoleh beban lentur kecuali digerakkan oleh penggerak akan mengalami beban puntir juga.

2. Bantalan

Bantalan (pillow block/bearing) merupakan elemen mesin yang mampu menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya

19

dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur (Sularso, 1997:103). Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Pemasangan bantalan poros diantara poros dan dudukan bertujuan untuk memperlancar putaran poros, mengurangi gesekan dan mengurangi panas serta menambah ketahanan poros. Syarat bantalan poros harus presisi ukuran sehingga tidak kocak dalam bekerja.

Gambar 4. Pillow block (http://www.vxb.com)

3. Rol karet

a. Karet alam (natural rubber, NR) dapat digunakan sebagai bahan baku berbagai jenis dan tipe barang jadi karet. Penggunaannya sebagai bahan baku barang jadi karet sangat disukai dikarenakan keunggulan sifat-sifatnya seperti daya pantul, elastisitas, daya lengket, dan daya cengkeram yang baik. Selain itu karet alam juga memiliki sifat mekanik yang baik antara lain memiliki tegangan putus, ketahanan sobek, dan kikis yang baik sehingga karet alam merupakan pilihan (Arizal, 1989).

Umumnya alat-alat yang dibuat dari karet alam sangat berguna bagi kehidupan sehari-hari maupun dalam usaha industri seperti mesin

20

penggerak. Barang yang dapat dibuat dari karet alam antara lain aneka ban kendaraan (dari sepeda, motor, mobil, traktor hingga pesawat terbang), sepatu karet, sabuk penggerak mesin besar dan mesin kecil, pipa karet, kabel, isolator dan bahan-bahan pembungkus logam seperti rol karet (Nazaruddin dan Paimin, 1999). Penggunaan karet alam karena dengan melihat mesin perkakas yang akan dibuat. Apabila mesin perkakas tersebut tidak melibatkan suhu yang tinggi, maka karet alam sudah cukup baik dalam penggunaan.

Gambar 5. Rol karet (http://www.trade2cn.com)

b. Karet sintetis sebagian besar dibuat dengan mengandalkan bahan baku minyak bumi. Sifat yang sekaligus kelebihan karet sintetis adalah tahan terhadap minyak, oksidasi, panas atau suhu tinggi serta kedap terhadap gas. Jenis karet sintetis diantaranya styrena butadiena rubber (SBR), butadiene rubber (BR) dan isoprena rubber (IR), isobutene isoprene rubber (IIR), nytrile butadiene rubber (NBR), cloroprene rubber (CR) dan ethylene propylene rubber (Nazaruddin, 1999). Jenis SBR merupakan karet sintetis yang paling banyak diproduksi dan digunakan. SBR merupakan kopolimer dari stiren dan butadiene

21

dengan reaksi kopolimerisasi radikal pada suhu tinggi 500C atau suhu rendah 50C (Brydson, 1981).

Tabel 1. Sifat-sifat mekanik karet

Sumber : http://www.industrikaret.com

4. Gigi reduksi

Gigi reduksi berfungsi sebagai mereduksi putaran yang akan terjadi pada silinder. Gigi reduksi ini memakai oli sebagai pelumas. Peran gigi reduksi adalah menggantikan pulley.

22

5. Motor listrik

Motor listrik adalah adalah motor berarus bolak-balik (ac) yang putaran rotornya tidak sama dengan putaran medan stator, dengan kata lain putaran rotor dengan putaran medan stator terdapat selisih putaran yang disebut slip. Pada umumnya motor induksi dikenal ada dua macam berdasarkan jumlah phase yang digunakan, yaitu: motor induksi satu phase dan motor induksi tiga phase. Sesuai dengan namanya motor induksi satu phase dirancang untuk beroperasi menggunakan suplai tegangan satu phase.

Motor listrik satu phase sering digunakan sebagai penggerak pada peralatan yang memerlukan daya rendah dan kecepatan yang relatif konstan. Hal ini disebabkan karena motor induksi satu phase memiliki beberapa kelebihan yaitu konstruksi yang cukup sederhana, kecepatan putar yang hampir konstan terhadap perubahan beban dan umumnya digunakan pada sumber satu phase yang banyak terdapat pada peralatan domestic (Zuhal, 1977).

Gambar 7. Elektro motor 1 phase (http://www.lulusoso.com)

6. Pulley

Pulley V-belt merupakan salah satu elemen mesin yang berfungsi untuk mentransmisikan daya seperti halnya sproket rantai dan roda gigi. Bentuk

23

pulley adalah bulat dengan ketebalan tertentu, di tengah-tengah pulley terdapat lubang poros. Pulley pada umumnya dibuat dari besi cor kelabu FC 20 atau FC 30, dan ada pula yang terbuat dari baja (Sularso, 1997):

Gambar 8. Pulley (http://www.four-h.purdue.com)

7. V – Belt

Jarak yang cukup jauh yang memisahkan antara dua buah poros mengakibatkan tidak memungkinkannya menggunakan transmisi langsung dengan roda gigi.. V-belt merupakan sebuah solusi yang dapat digunakan. V-belt adalah salah satu transmisi penghubung yang terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Dalam penggunaannya V-belt dibelitkan mengelilingi alur pulley yang berbentuk V pula.Bagian belt yang membelit pada akan mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar (Sularso, 1997).

V-belt memiliki keunggulan lain dimana V-belt akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah serta jika dibandingkan dengan transmisi roda gigi dan rantai, V-belt bekerja lebih halus dan tak bersuara (Sularso, 1997).

24

Gambar 9. V-belt (http://www.gasgoo.com)

8. Sproket

Sproket merupakan elemen mesin yang berfungsi untuk mentransmisikan daya dan putaran dari suatu poros ke poros yang lain dengan rasio kecepatan yang konstan dan memiliki efisiensi yang tinggi. Untuk itu dibutuhkan ketelitian yang tinggi dalam pembuatan, pemasangan dan pemeliharaan (Sularso, 1997).

Gambar 10. Sproket (http://www.conbear.com)

D. Analisis Ekonomi

Analisis ekonomi merupakan salah satu bagian dari pertimbangan dalam perencanaan sebuah produk yang berupa mesin. Pertimbangan tersebut dipengaruhi oleh biaya-biaya yang dikeluarkan selama menghasilkan produk.

25

1. Biaya

Biaya merupakan manfaat yang dikorbankan untuk memperoleh barang dan jasa. Selanjutnya dijelaskan bahwa biaya (cost) menjadi beban ketika itu telah memberi manfaat dan sekarang telah habis (Polimeni, 1991). Pada sebuah usaha manufaktur terdapat 3 elemen pokok biaya, ketiga elemen pokok itu adalah:

a. Material cost ( biaya bahan baku) Biaya bahan baku terbagi menjadi dua elemen yaitu :

1) Direct material cost yang mana merupakan biaya semua bahan secara fisik yang dapat diidentifikasi sebagai bagiandari produk jadi dan biasanya merupakan bagian terbesar dari material pembentuk harga pokok produksi.

2) Indirect material cost adalah segala biaya yang merupakan biaya-biaya yang dikeluarkan dalam rangka sebagai biaya bahan penolong dalam pembentukan produk

b. Labor cost (biaya tenaga kerja)

Biaya tenaga kerja terbagi menjadi dua elemen yaitu :

1) Direct labor cost adalah semua biaya yang menyangkut gaji dan upah dari seluruh pekerja yang secara praktis dapat diidentifikasikan dengan kegiatan dari pengolahan bahanbaku menjadi bahan produk jadi. 2) Indirect labor cost adalah semua biaya dimana biaya ini

dikeluarkan untuk upah dari para pekerja dimana pekerja itu tidak secara langsung berhubungan pada pengolahan produk secara langsung.

26

c. Indirect manufacturing expense (biaya overhead usaha)

Indirect manufacturing expense adalah semua biaya produksi selain dari ongkos atau biaya utama (direct material cost dan direct labor cost ) yang bersifat memperlancar dari proses produksi. Biaya yang termasuk dalam indirect manufacturing expense antara lain adalah biaya bahan penolong, biaya tenaga kerja tidak langsung, biaya perawatan mesin, mesin, dan peralatan-peralatan lainnya.

2. Titik Impas

Break even point adalah suatu kondisi dimana pada periode tersebut perusahaan tidak mendapatkan keuntungan dan juga tidak menderita kerugian (Sutrisno, 2000). Analisis break even point digunakan untuk menentukan hal-hal sebagai berikut:

a. Jumlah penjualan minimum yang harus dipertahankan agar perusahaan tidak mengalami kerugian. Jumlah penjualan minimum ini berarti juga jumlah produksi minimum yang harus dibuat.

b. Jumlah penjualan yang harus dicapai untuk memperoleh laba yang telah direncanakan atau dapat diartikan bahwa tingkat produksi harus ditetapkan untuk memperoleh laba tersebut.

c. Mengukur dan menjaga agar penjualan dan tingkat produksi tidak lebih kecil dari BEP.

d. Menganalisis perubahan harga jual, harga pokok dan besarnya hasil penjualan atau tingkat produksi. Sehingga analisis terhadap BEP merupakan suatu alat perencanaan penjualan dan sekaligus

27

perencanaan tingkat produksi, agar perusahaan secara minimal tidak mengalami kerugian. Selanjutnya karena harus memperoleh keuntungan berarti perusahaan harus berproduksi di atas BEP-nya.

Terdapat tiga komponen yang harus dipertimbangkan dalam analisis titik impas ini, yaitu :

a. Biaya-biaya total (total cost).

Biaya total terdiri dari biaya tetap (fixed cost) dan biaya variable (variable cost). Biaya tetap merupakan biaya yang penggunaannya tidak habis dalam satu masa produksi (Kotler dan Amstrong, 2001), atau biaya yang besar kecilnya tidak tergantung pada besar kecilnya produksi (Mubyarto, 1979)..

b. Biaya-biaya tetap (fixed cost )

Biaya tetap adalah biaya yang tidak tergantung dari sistem pemakaian alat. Biaya ini tetap dihitung sebagai pengeluaran walaupun alat tidak dipergunakan. Biaya tetap terdiri dari biaya penyusutan alat serta bunga bank.

c. Biaya-biaya variabel (variabel cost )

Biaya tidak tetap (operasi) adalah biaya yang saling berhubungan erat dengan penggunaan mesin pasca panen. Dengan kata lain biaya tidak tetap adalah biaya operasi yang dikeluarkan untuk berbagai keperluan yang diperlukan untuk menjaga kelancaran operasi alat mesin pasca panen. Biaya operasi ini terdiri dari biaya listrik, biaya tenaga dan biaya pemeliharaan dan perbaikan alat.

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Konsep Rancangan

Rancangan dari mesin pengupas biji kulit kopi ini dilakukan dengan mempertimbangkanp beberapa metode seperti berikut :

1. Pemilihan pisau pengupas kulit biji kopi

Pemilihan pisau pengupas kulit biji kopi yang terbaik adalah dilakukan dengan cara weightedrating method, yaitu :

a. Membuat daftar penilaian kriteria fungsi dari alat b. Menentukan bobot dari kriteria tersebut

c. Membuat daftar alternatife mesin

d. Menghitung bobot rata-rata dari setiap kriteria yang ada

e. Menghitung rara-rata rating/nilai untuk memproduksi seluruh nilai.

2. Ergonomi

Pembuatan/perancangan mesin pengupas kulit biji kopi basah harus disesuaikan dengan tinggi dan jangkauan rata-rata orang Indonesia. Pengukuran dilakukan dengan cara mengukur beberapa orang dengan kriteria pengukuran yang telah ditentukan. Tujuannya adalah dengan ukuran

29

antropometri tersebut, maka akan mendapatkan ukuran dari mesin yang akan dibuat. Dari desain alat dengan ukuran demikian, maka akan tercipta suatu kombinasi yang paling serasi antara sistem peralatan kerja dengan manusia sebagai tenaga kerja agar pada saat pekerjaan berlangsung, pekerja tersebut merasa aman dan nyaman, meningkatkan performansi kerja serta meminimasi potensi kecelakaan kerja (Mustafa, 1992). Dibawah ini adalah ukuran antropometri rata-rata orang Indonesia:

Tabel 2. Definisi ukuran antropometri rata-rata orang Indonesia

No Ukuran antropometri Definisi

1 Ketinggian berdiri Jarak dari ujung kepala sampai bagian kaki posisi tegak

2 Ketinggian bahu Jarak dari bagian tertinggi bahu sampai telapak kaki pada posisi tegak

3 Ketinggian siku Jarak dari siku ke telapak kaki 4 Lebar bahu Jarak dari bagian terluar lengan kiri

dan kanan

5 Panjang pangkal lengan Jarak dari ketiak sampai siku 6 Panjang lengan bagian

bawah

Jarak dari siku sampai ujung jari tengah

7 Tinggi jangkauan ke atas Jarak dari pegangan tangan pada posisi tegak sampai telapak kaki 8 Panjang lengan (jangkauan

horizontal ke depan)

Jarak dari dada tegak sampai ujung jari tengah

9 Panjang telapak tangan Jarak dari ujung jari tengah sampai pergelangan tangan

30

10 Lebar telapak tangan Jari terpinggir dari jari kelingking ke jempol

3. Mekanisme pengupasan

Poros silinder pengupas biji kopi basah ini adalah memakai bahan karet dengan pisau pengupas terbuat dari plat berbahan baja yang disusun. Alasan pemakaian rol karet tersebut adalah untuk mendapatkan hasil dari biji kopi yang tidak pecah. Sudut yang akan dipakai adalalah 300,450 dan 600.

Gambar 11. Mekanisme pengupasan

Mekanisme pengupasan kulit adalah pada saat rol berputar dan biji kopi terhimpit diantara silinder karet dan mata pisau. Arah sudut mata pisau tersebut berlawanan arah dengan sudut silinder karet itu sendiri.

B. Rancangan Pisau

Dalam perancangan mesin pengupas kulit biji kopi basah ini, terdapat beberapa aspek yang harus yang harus dipertimbangkan, yaitu sebagai berikut :

31

Pada penelitian ini material yang digunakan pada poros silinder pengupas adalah baja karbon aisi 1045. Hal ini dilakukan karena poros tersebut adalah kompoenen yang paling dominan dalam perancangan mesin. Sifat mekanik dari baja karbon aisi 1045 sangat atraktif untuk berbagai aplikasi industri otomotif maupun bidang lain yang membutuhkan komponen dengan tingkat ketahanan aus yang tinggi. Adapun komposisi kimia dan sifat mekanik dari baja karbon aisi 1045 dapat dilihat pada tabel 3 dan 4 seperti dibawah ini:

Tabel 3. Komposisi kimia dari baja karbon aisi 1045

C (%) Mn (%) P(%) S(%) Fe(%)

0.42-0.50 0.60-0.90 <=0.040 <=0.050 98.51-98.99

Sumber : www.matweb.com

Tabel 4. Sifat-sifat mekanik dari baja karbon aisi 1045

Sifat Mekanis Baja Karbon AISI 1045 (T C)

Tegangan luluh ( ) 505 Mpa

Tegangan batas ( ) 250. psi, 1725 Mpa Kekuatan tarik 585 Mpa

Kekerasan 179 HB

Modulus elastisitas (E) 205 Gpa Kerapatan massa ( ) 7.85 g/

Panas spesifik 0.116 BTU/lb F,0.486 J/g C Konduktifitas panas (K) 346 BTU/hr ft F,49.8 W/m k

32

2. Pemilihan penggerak mesin

Untuk mendapatkan daya motor pada sebuah perancangan, maka harus diketahui torsi yang bekerja. Torsi dapat dihitung dengan cara mencari gaya yang bekerja, jari-jari silinder, massa dan gaya gravitasi. Hal pertama yang lebih penting dicari adalah massa dari benda yang akan digerakkan. Berikut adalah rumus-rumus yang akan dipakai untuk mendapatkan daya motor. a. Massa

... (1)

Dimana, ρ = densitas (kg/m3) m = massa (kg) v = volume (m3)\

b. Selanjutnya mencari gaya normal :

N = W = m.g ... (2) Dimana : N = gaya normal (newton)

m = massa beban (gr) g = gaya gravitasi (m/s2) c. Untuk F/fs itu sendiri dapat dihitung :

F/fS = ... (3) Dimana : fs = gaya gesek statis

= koefisien gesek statis N = gaya normal

33

d. Untuk torsi dapat di hitung dengan rumus :

T = F x r ... (4) Dimana : T = torsi pada silinder pengupas (Nm)

F = gaya yang bekerja pada keliling silinder pengupas (N) r = jari-jari silinder pengupas (mm)

e. Daya motor dapat dihitung dengan rumus : P

... (5) Dimana : P = daya motor (watt)

N = putaran silinder (rpm) T = torsi (Nm)

3. Perhitungan dimensi dan kekuatan poros serta pengujian kekuatan poros. Dalam pengupasan kulit biji kopi, daya yang dibutuhkan untuk mengupas tentulah sangat penting dengan beberapa variabel yang mempengaruhinya. Dengan asumsi rpm silinder yang diberikan, maka dapat dihitung rpm dari girbox/gigi reduksi dan motor yang akan dipakai. Silinder karet ini sendiri memakai karet alam (natural rubber, NR) sebagai bahan baku pembuatannya. Poros berperan meneruskan daya bersama-sama dengan putaran. Umumnya poros meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi dan rantai sehingga poros menerima beban puntir dan lentur. Dibawah ini adalah rumus untuk mendapakan diameter poros yang akan digunakan (Sularso. 1997).

34

a. Daya rencana

Pd  fc.P _{... (6)}

Dengan : Pd = daya rencana (watt) fc = faktor koreksi

P = daya nominal output dari motor penggerak (watt)

b. Momen rencana

T = 9,74.105 1 n Pd

... (7)

Dimana : T = momen rencana (kg.mm) n1 = putaran motor penggerak (rpm)

c. Tegangan lentur yang diizinkan : ) /(Sf₁ Sf₂

B

a 







... (8) Dimana : B = kekuatan tarik dari bahan poros(kg/mm2)

Sf1 = faktor keamanan bahan S-C adalah 6 Sf2 = faktor kemanan dengan baja beban 2

d. Diameter poros untuk beban puntir dan lentur :

ds 3 / 1 2 2 ) . ( ) . ( 1 , 5       _

 k M KtT

a m

 ... (9)

35

= tegangan lentur yang diizinkan (kg/mm3)

km= faktor koreksi lenturan

kt = faktor koreksi puntiran

M (momen lentur) = x lebar bearing

e. Pemeriksaan sudut puntir = 548

... (10) Dimana : Defleksi puntiran, maksimum 0,250

T = momen Puntir (kg.mm) L = panjang poros (mm )

G = modulus geser, (untuk baja G = 8,3 . 103 kg/mm2) ds = diameter Poros (mm)

f. Perhitungan defleksi maksimum

y = 3,23 x 10-4 F.L12.L22 / ds4.L ... (11) Dimana : F = massa (kg)

ds = diameter poros (mm)

L = panjang poros/jarak antara bantalan penumpu (mm) L1 & L2 = jarak ke titik beban (mm)

g. Cara pengujian dengan solidwork simulation

36

1. Desain gambar model komponen poros penggerak

Desain gambar model dengan cara pembuatan part poros, part silinder pengupas dan piringan kemudian dilakukan assembly. Fungsi assembly itu sendiri yaitu perakitan/penyatu antara 1 part dengan part lainnya.

2. Pembebanan

Model dimasukkan kedalam solidwork simulation dengan memberikan nilai gaya sebesar 202,05 N dari persamaan 3 pada silinder karet dan poros dengan arah gaya vertikal/kebawah kemudian memberikan nilai torsi sebesar 22,731 Nm dari persamaan 4 pada poros tersebut, kemudian pada titik pembebanan pada poros penggerak ditumpu oleh 2 buah bantalan pada ujung poros tersebut dengan panjang antar bantalan 490 mm dengan beban merata. Selanjutunya material poros menggunakan baja aisi 1045 untuk poros dan material silinder karet yaitu rubber.

3. Mesh dan run

Fungsi dari mesh adalah untuk membuat objek menjadi tersusun dari poligon segitiga, jadi dari tiap sudutnya diliterasi guna mendapatkan nilai tertentu. Sedangkan fungsi run itu sendiri adalah untuk menjalankan program yang telah di mesh sehingga diperoleh nilai dari hasil simulasi yang dilakukan. Hasil dari mesh dan run pada pengujian diatas dapat dilihat pada gambar berikut ini :

37

Gambar 12. Pengujian solidwork simulation

C. Pemilihan Elemen Mesin

Ada beberapa kriteria dalam pemilihan elemen mesin pada rancang bangun mesin pengupas kulit biji kopi, yaitu seperti berikut ini :

a. Analisis sproket dan pulley pada gigi reduksi

Dibawah ini menurut ( Sularso, 1997) rumus untuk menghitung rpm yang terjadi pada output gigi reduksi setelah dihubungkan dengan poros silinder karet melalui sproket yang dihubungkan oleh rantai.

= ... (12) Dimana : n1 = putaran pulley pertama (rpm pulley silinder penggerak)

n2 = putaran pulley kedua (rpm gigi reduksi)

z₁ = jumlah gigi sproket penggerak / gigi silinder (mata gigi) z2 = jumlah gigi sproket digerakkan / gigi reduksi (mata gigi)

38

Pulley pada putaran input gigi reduksi dapat dihitung dengan rumus berikut ini, yaitu :

= ... (13) Dimana : n1 = putaran pulley pertama (rpm gigi reduksi)

n2 = putaran pulley kedua (rpm motor)

d1 = diameter pulley penggerak / pulley gigi reduksi (mm) d2 = diameter pulley yang digerakkan / pulley motor (mm)

b. Sabuk V-Belt

Dalam pemilihan sabuk, kecepatan sabuk, perbandingan transmisi dan panjang sabuk dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

1. Kecepatan sabuk

v =

... (14)

Dimana : v = kecepatan sabuk (m/s)

d = diameter pulley motor (mm) n = putaran motor listrik (rpm)

2. Panjang sabuk

L = 2.C + 2



(dp + Dp) + C . 4

1

(Dp - dp)2 ... (15)

39

C = jarak sumbu poros (mm)

dp = diameter pulley penggerak (mm) Dp = diameter pulley yang digerakkan (mm)

c. Bearing / bantalan

Bantalan yang digunakan dalam perancangan ini adalah bantalan gelinding jenis nodular graphite cast iron. Dibawah ini adalah rumus untuk perhitungan bantalan antara lain (Sularso, 2004) :

1. Besarnya beban radial yang bekerja :

Fr = v

P . 102

... (16)

Dimana: v = kecepatan rantai P = daya yang dipakai

2. Untuk menghitung beban ekuivalen dinamis digunakan rumus :

P = X.V. Fr + Fa.Y ... (17)

Dimana: Fr = beban radial (kg) Fa = beban aksial (kg)

X = faktor beban radial Y = faktor beban aksial

40

Untuk cincin luar = 1,2

3. Faktor kecepatan

3 / 1 3 , 33        n

fn ... (18)

4. Faktor umur

P C fn

fh _{... (19)}

5. Umur bantalan

Lh = 500 fh3 ... (20)

Dimana : C = beban nominal dinamis spesifik P = beban ekivalen dinamis

Lh = umur bantalan N = putaran poros

P = faktor kecepatan, untuk bantalan bola = 3 faktor kecepatan untuk bantalan roll = 10/3

6. Keandalan umur bantalan, jika mengambil 99 % :

Ln = a1 . a2 . a3 . Lh ... (21) Dimana : a1 = faktor keandalan 99%

a2 = faktor bahan a3 = faktor kerja

41

d. Sproket

Rantai yang akan dipakai dapat dicari dengan rumus berikut ini: 1. Panjang rantai

Lp = + 2Cp + [ ] 2

... (22) Dimana : Lp = panjang rantai, dinyatakan dalam jumlah rantai

z1 = jumlah gigi sproket kecil z2 = jumlah gigi sproket besar

Cp = jarak sumbu poros, dinyatakan dalam jumlah mata rantai (dapat berupa bilangan pecahan)

= jarak bagi rantai (mm)

2. Kecepatan rantai dapat dihitung dari:

v = . z1 . n1 / 60.1000 ... (23) Dimana : v = kecepatan rantai (m/s2)

z1 = jumlah gigi sproket kecil n1 = putaran sproket kecil (rpm)

3. Beban yang bekerja pada 1 rantai

F = 102 Pd /v ... (24) Dimana : Pd = daya rencana

42

D. Bentuk Final Desain Dari Mesin

Adapun desain alat pengupas kulit biji kopi basah adalah sebagai berikut ini: Keterangan gambar:

Gambar 13. Desain mesin

Fabrikasi rancangan : 1. Membuat drawing

2. Pemotongan part sesuai dengan gambar blue print

1. Cerobong 13.Dudukan bearing 2. Pulley 14. Rantai pemutar

silinder

3. Rol pemutar 15. Penyetel pisau 4. Bearing

pengarah kopi

16. Baut pengunci

5. V-belt 17. Baut pengunci 6. Pisau plat baja 18. Pulley

7. Silinder karet 19. Motor reduksi 8. Roda gigi 20.V-Belt

9. Engsel pembuka box

21. Pulley

10.Baut pengunci box

22. Elektro motor

11.Pisau penyetel 23. Cerobong keluar 12.Penyetel

43

3. Pembentukan silinder pengupas yang terdiri dari poros pejal, silinder karet dan piringan penyatu antara poros dan silinder.

4. Proses pembuatan box silinder yang terdiri dari :

a. Box bagian bawah samping kanan dan kiri yang diberi lubang untuk poros dan penyenter baut.

b. Box bagian atas samping kanan dan kiri

c. Box bagian depan atas dan bawah yang diberi engsel d. Box bagian belakang bawah yang diberi lubang penyenter e. Box bagian belakang

f. Penutup box

5. Pembentukan dudukan pisau dengan menggunakan bahan dari plat baja, yang terdiri dari :

a. Plat baja sebagai pisau pengupas b. Plat dudukan penyetel dudukan pisau c. Kanal penyeaarah pisau

6. Pembentukan cerobong dan dudukan silinder penyeaarah biji kopi antara lain : a. Perakitan cerobong bagian samping kanan dan kiri serta depan dan

belakang

b. Pembentukan dudukan silinder penyeaarah bagian depan dan belakang c. Pembentukan dudukan silinder bagian samping dengan memberikan

lubang untuk poros penyeearah dan lubang dudukan bearing 7. Proses pembentukan rol atas, meliputi :

44

b. Silinder penyeaarah

8. Perakitan dudukan bagian bawah, meliputi : a. Proses perakitan kaki mesin

b. Proses perakitan dudukan gigi reduksi dan elektro motor

c. Pembentukan dan pengalasan cerobong bawah dengan kaki mesin agar kopi keluar dengan lancar.

9. Proses pendempulan dan pengamplasan 10.Proses pengecetan

11.Perakitan seluruh komponen mesin 12.Proses pengujian.

E. Unjuk Kerja Mesin Pengupas

Unjuk kerja mesin pengupas ini dilakukan untuk mengetahui hasil yang diperoleh setelah mesin tersebut jadi, agar mesin menjadi siap pakai seperti pada cara-cara berikut ini :

1. Kualitas pengupasan

Pengujian kualitas pengupasan dilakukan dengan prosedur sebagai berikut: a. Menjalankan mesin tanpa beban dengan putaran 1400 rpm.

b. Memasukkan biji kopi dengan kapasitas 10 Kg untuk percobaan awal. c. Melakukan pengamatan dengan melihat banyaknya biji kopi yang

45

d. Pengujian dilakukan dengan jarak pisau 5mm, 7mm dan 9mm dengan 1 kali pengujian setiap pisau dan variasi sudut 300,450 dan 600.

2. Pengamatan

a. Kapasitas mesin

Kapasitas mesin pengupas adalah kemampuan mesin mengolah bahan persatuan berdasarkan pengujian yang dinyatakan dengan kg/jam.

b. Analisis ekonomi 1. Biaya

Biaya operasi meliputi biaya tetap dan tidak tetap dengan asumsi investasi yang digunakan adalah kredit bank. Bunga bank Biaya tetap (BT) dihitung dengan persamaan:

BT = D + I ... (25) D = (P-S)/N

I = (IRx(P+S) / 2

Jadi, biaya perjam dihitung sebagai berikut:

BTJ = BT / jumlah jam pemakaian mesin pengupasan Dimana:

BTJ = biaya perjam (Rp/jam)

D = biaya penyusutan alat (Rp/th) I = bunga Bank (RP/th)

46

S = harga alat setelah N tahun (Rp) N = umur alat (tahun)

IR = suku bunga bank tahunan (desimal)

Sedangkan biaya tidak tetap perjam:

BTTJ = F + L + R ... (26) Dimana :

BTTJ = biaya tidak tetap perjam (Rp/jam)

F = biaya listrik untuk menggerakkan motor (Rp/jam) L = biaya tenaga kerja (Rp/jam)

R = biaya pemeliharaan dan perbaikan alat (Rp/jam)

Secara matematis, biaya total tersebut oleh Kotler dan Amstrong (2001) dirumuskan sebagai berikut :

TC/BPT = FC + VC ... (27) Dimana :

TC = biaya total/total cost

BPT = biaya produksi total/total production cost FC = biaya tetap/fixed cost

VC = biaya variabel/variable cost

2. Titik impas

Dalam kondisi titik impas ketiga komponen tersebut diatas akan berlaku titik impas untuk unit sebagai berikut :

47

TC = FC + VC= FC + CX ... (28) Jika TR = PX

Maka TR = TC atau PX = FC + CX

Perhitungan titik impas untuk nilai adalag sebagai berikut ini : BEP =

Dimana :

TC = ongkos total untuk pembelian X produk FC = ongkos tetap

VC = ongkos variabel untuk membuat X produk C = ongkos variabel untuk membuat 1 produk TR = total pendapatan dari penjualan X buah produk P = harga jual persatuan produk

48

F. Diagram Alir Penelitian

No Yes

Survey dan pengumpulan data

Mesin Pengupas 1. Pemilihan pisau pengupas 2. Ergonomic dan antropometri 3. Pemilihan komponen elemen mesin 4. Pemilihan material

Desain Pengupas 1. Pemilihan penggerak mesin

2. Perhitungan dimensi dan kekuatan poros serta pengujian kekuatan poros

a. Daya rencana b. Momen rencana

c. Tegangan lentur yang diizinkan

d. Diameter poros untuk beban puntir dan lentur e. Pemeriksaan sudut puntir

f. Perhitungan defleksi maksimum 3. Pemilihan elemen mesin

a. Gigi reduksi b. Sabuk V-belt c. Bearing/bantalan d. Rantai dan gigi

Pemodelan Dengan Program Solidworks Mulai

49

Gambar 14. Diagram alir penelitian

Kesimpulan

Selesai

Unjuk Kerja Mesin Pengupas 1. Pengujian kualitas pengupasan 2. Pengamatan

a. kapaitas mesin b. analisis ekonomi

1. biaya – biaya

2. titik impas/break even point Fabrikasi Rancangan

A

Analisis Hasil 1. Nilai ukuran mesin pengupas

2. Nilai hasil perhitungan desain pengupas 3. Pengujian dengan solidwork simulation 4. Pengamatan unjuk kerja mesin pengupas dan

BAB V PENUTUP

A. Simpulan

Adapun kesimpulan dari hasil perancangn mesin pengupas kulit biji kopi basah adalah sebagai berikut :

1. Tinggi rangka mesin yaitu 1200 mm disesuaikan dengan tinggi bahu 1391 mm dan lebar kaki mesin 610 mm dengan jarak ke titik tengah mesin 305 mm juga disesuaikan dengan jangkauan tangan ke depan yaitu 755 mm.

2. Mesin pengupas ini digerakkan oleh motor daya 1.5 KW dan putaran outputnya sebesar 1400 rpm.

3. Dengan diameter poros 32 mm diperoleh hasil defleksi puntiran yang besarnya tidak melebihi batas maksimum puntiran yang diizinkan yaitu sebesar 0.100 dengan faktor nilai tegangan lentur yang diizinkan sebesar 4.83 kg/mm2.

4. Pada hasil simulasi, diperoleh nilai displacement sebesar 0.58 mm, stress 45 kg/mm2 dan straint sebesar 0.013. Nilai stress yang didapat masih dibawah nilai dari kekuatan tarik yaitu minimal 10% dari 48 kg/mm2.

82

5. Kecepatan sabuk sebesar 15.386 m/s2 masih dibawah batas maksimum kecepatan sabuk yang diizinkan adalah 30 m/s2, sehingga sabuk dapat bekerja dengan baik dengan jarak sumbu poros sabuk adalah 350 mm dan panjang keliling sabuk adalah 114.4 mm.

6. Kecepatan rantai adalah 1.73 m/s2 denganpanjang rantai 57 (mata rantai) dan beban yang bekerja dalam 1 rantai adalah 123.8 kg.

7. Sudut silinder pengupas kulit biji kopi terbaik adalah pada sudut 450 dengan jarak pisau ke silinder 7 mm.

8. Pada pengamatan kapasitas mesin, didapatkan jumlah biaya tetap perjam adalah sebesar Rp.3.328 dan biaya tidak tetap perjam sebesar Rp.19.380 serta nilai jual produk adalah sebesar Rp.40 dengan titik impas unit 432 kg dan titik impas dalam nilai sebesar Rp. 17.288

B. Saran

Untuk membantu keberhasilan penelitian selanjutnya, maka penulis menyarankan sebagai berikut :

1. Mempergunakan standar material yang tersedia dipasaran dan memilih ukuran yang sesuai agar material yang terbuang seminimal mungkin.

83

2. Mempergunakan standar proses pemesinan yang umum dan tersedia. Mesin yang khusus akan meningkatkan biaya machining.

3. Biji kopi sebaiknya dipilih dan dipisahkan antara biji kopi yang matang dengan yang mentah.

4. Biji kopi dikelompokkan antar biji kopi yang besar dengan yang kecil.

5. Saat akan memulai pekerjaan, lakukan pengecekan berkala pada baut karena bisa jadi baut kendor karena getaran mesin.

6. Sebaiknya dilakukan pelumasan pada bearing sebelum dilakukan pemasangan.

Daftar pustaka

Arizal, R. (1989). Bahan Elastomer untuk Industri Barang Jadi Karet (Karet Alam dan Karet Sintetik). Latihan Teknologi Barang Jadi Karet. Bogor : Balai Penelitian Teknologi Karet.

Buana. L dan Hermansyah (1980). Jenis Cacat, Pelaku Tata Niaga Dan Faktor Teknis Penentu Mutu Biji Kopi Ekspor Di Sumatra Bagian Selatan. Menara Perkebunan.

Budnick LD (1993). Human Factors in Occupational Medicine. J Occup Med.

Brydson, J. A (1981). Styrena Butadiena Rubber. Applied Science Publisher. London. Dieter, G. E (1988). Mechanical Metallurgy. London : McGraw-Hill Book Company. Direktorat Jenderal Perkebunan (2000). Statistik Perkebunan Indonesia (kopi)

1995-1999. 101 p.

Grandjean, E (1993). Fitting the task to the man, A Texbook of Occupational Ergonomics. 4th Ed. London : Taylor & Francis

Groover, Mikell P (1996). Fundamentals Of Modern Manufacturing. Leghigh University. New Jersey

Kurniawan (2000). Pengaruh Gizi dan Kesehatan Tenaga Kerja Wanita terhadap Peningkatan Produktivitas. Pusat Hiperkes, Majalah Hiperkes dan Kesehatan Keselamatan, Vol. XXXIII, Jakarta.

85

Kotler P. dan G. Amstrong (2001). Prinsip Prinsip Pemasaran. Jilid 1. Jakarta : Penerbit Erlangga.. 515 hal.

Kroemer KHE (1998). Ergonomics. In : Plog BA, ed. Fundamental of Industrial Hygiene. 3 rd ed. USA : National Safety Council.. p. 283-85.

Lauring W, Vedder J (1998). Overview Ergonomics. In : Stellman JM. editor. Encyclopaedia of Occupational Helth and Safety. International Labour Organization. p. 292.

LA Van Vlack, Sriati Djafrie (1992). Ilmu dan Teknologi Bahan. Jakarta : Erlangga. Martadinata, Edy Suharyanto dan Sri Mulato (2001). Kajian teknis dan ekonomis

proses produksi bubuk kopi secara komersil. Makalah disajikan Seminar dan Kongres Perteta, 11-13 Juli 2001.

Mubyarto (1979). Pengantar Ekonomi Pertanian. Lembaga Penelitian, Pendidikan dan Penerangan Sosial Ekonomi. PT. Intermasa Jakarta. 243 hal.

Mustafa,Pulat (1992). Industrial Ergonomics Case Studies.

Nazaruddin dan F. B. Paimin (1999). Karet Strategi Pemasaran Budidaya dan Pengolahan. Penebar Swadaya. Jakarta.

Polimeni, Ralph S., Frank J. Fabozzi, Arthur A. Adelberg (1991). Cost Accounting : Concept and Applications for Managerials Decisions Making : Third Edition. New York : Mc Graw Hill, Inc.

Sutrisno (2000). Manajemen Keuangan: Teori, Konsep dan Aplikasi. Yogyakarta : Ekonisia.

Smallman R.E. dan R.J. Bishop (1999). Metalurgi Fisik Moderen dan Rekayasa Material. Jakarta : Erlangga.

Sri Mulato (1994). Praktek pengolahan kopi, Bahan kursus pengolahan kopi dan uji citarasa. Pusat penelitian kopi dan kakau.

86

Sularso, Kiyakatsu Suga (1997). Dasar Perencancanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradnya Paramita. Erlangga.

Suma’mur, P.K. (1984), Higene Perusahaan dan Kesehatan Kerja. Jakarta : PT. Gunung Agung.

Surdia Tata (1989). Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta : Pradian Paramita.

Wiryosumarto, H dan T. Okumura (2004). Teknologi Pengelasan Logam. Cetakan 9. Jakarta : Pradnya Paramita

Wignjosoebroto, S (2000). Ergonomi, Studi Gerak, dan Waktu. Jakarta : Guna Widya www.bambangwisanggeni.wordpress.com

www.conbear.com www.four-h.purdue.com www.gasgoo.com

www.industrikaret.com

www.kompetensi-pengelasan.blogspot.com www.lulusoso.com

www.matweb.com

www.nayhan.wordpress.com www.vxb.com

www.trade2cn.com

BAB V PENUTUP

A. Simpulan

Adapun kesimpulan dari hasil perancangn mesin pengupas kulit biji kopi

basah adalah sebagai berikut :

1. Tinggi rangka mesin yaitu 1200 mm disesuaikan dengan tinggi bahu 1391

mm dan lebar kaki mesin 610 mm dengan jarak ke titik tengah mesin 305

mm juga disesuaikan dengan jangkauan tangan ke depan yaitu 755 mm.

2. Mesin pengupas ini digerakkan oleh motor daya 1.5 KW dan putaran

outputnya sebesar 1400 rpm.

3. Dengan diameter poros 32 mm diperoleh hasil defleksi puntiran yang

besarnya tidak melebihi batas maksimum puntiran yang diizinkan yaitu

sebesar 0.100 dengan faktor nilai tegangan lentur yang diizinkan sebesar

4.83 kg/mm2.

4. Pada hasil simulasi, diperoleh nilai displacement sebesar 0.58 mm, stress

45 kg/mm2 dan straint sebesar 0.013. Nilai stress yang didapat masih

5. Kecepatan sabuk sebesar 15.386 m/s2 masih dibawah batas maksimum

kecepatan sabuk yang diizinkan adalah 30 m/s2, sehingga sabuk dapat

bekerja dengan baik dengan jarak sumbu poros sabuk adalah 350 mm dan

panjang keliling sabuk adalah 114.4 mm.

6. Kecepatan rantai adalah 1.73 m/s2 denganpanjang rantai 57 (mata rantai)

dan beban yang bekerja dalam 1 rantai adalah 123.8 kg.

7. Sudut silinder pengupas kulit biji kopi terbaik adalah pada sudut 450

dengan jarak pisau ke silinder 7 mm.

8. Pada pengamatan kapasitas mesin, didapatkan jumlah biaya tetap perjam

adalah sebesar Rp.3.328 dan biaya tidak tetap perjam sebesar Rp.19.380

serta nilai jual produk adalah sebesar Rp.40 dengan titik impas unit 432 kg

dan titik impas dalam nilai sebesar Rp. 17.288

B. Saran

Untuk membantu keberhasilan penelitian selanjutnya, maka penulis

menyarankan sebagai berikut :

1. Mempergunakan standar material yang tersedia dipasaran dan memilih

83

2. Mempergunakan standar proses pemesinan yang umum dan tersedia.

Mesin yang khusus akan meningkatkan biaya machining.

3. Biji kopi sebaiknya dipilih dan dipisahkan antara biji kopi yang matang

dengan yang mentah.

4. Biji kopi dikelompokkan antar biji kopi yang besar dengan yang kecil.

5. Saat akan memulai pekerjaan, lakukan pengecekan berkala pada baut

karena bisa jadi baut kendor karena getaran mesin.

6. Sebaiknya dilakukan pelumasan pada bearing sebelum dilakukan

Daftar pustaka

Arizal, R. (1989). Bahan Elastomer untuk Industri Barang Jadi Karet (Karet Alam dan Karet Sintetik). Latihan Teknologi Barang Jadi Karet. Bogor : Balai Penelitian Teknologi Karet.

Buana. L dan Hermansyah (1980). Jenis Cacat, Pelaku Tata Niaga Dan Faktor Teknis Penentu Mutu Biji Kopi Ekspor Di Sumatra Bagian Selatan. Menara Perkebunan.

Budnick LD (1993). Human Factors in Occupational Medicine. J Occup Med.

Brydson, J. A (1981). Styrena Butadiena Rubber. Applied Science Publisher. London.

Dieter, G. E (1988). Mechanical Metallurgy. London : McGraw-Hill Book Company.

Direktorat Jenderal Perkebunan (2000). Statistik Perkebunan Indonesia (kopi) 1995-1999. 101 p.

Grandjean, E (1993). Fitting the task to the man, A Texbook of Occupational Ergonomics. 4th Ed. London : Taylor & Francis

Groover, Mikell P (1996). Fundamentals Of Modern Manufacturing. Leghigh University. New Jersey

Kurniawan (2000). Pengaruh Gizi dan Kesehatan Tenaga Kerja Wanita terhadap Peningkatan Produktivitas. Pusat Hiperkes, Majalah Hiperkes dan Kesehatan Keselamatan, Vol. XXXIII, Jakarta.

85

Kotler P. dan G. Amstrong (2001). Prinsip Prinsip Pemasaran. Jilid 1. Jakarta : Penerbit Erlangga.. 515 hal.

Kroemer KHE (1998). Ergonomics. In : Plog BA, ed. Fundamental of Industrial Hygiene. 3 rd ed. USA : National Safety Council.. p. 283-85.

Lauring W, Vedder J (1998). Overview Ergonomics. In : Stellman JM. editor. Encyclopaedia of Occupational Helth and Safety. International Labour Organization. p. 292.

LA Van Vlack, Sriati Djafrie (1992). Ilmu dan Teknologi Bahan. Jakarta : Erlangga.

Martadinata, Edy Suharyanto dan Sri Mulato (2001). Kajian teknis dan ekonomis proses produksi bubuk kopi secara komersil. Makalah disajikan Seminar dan Kongres Perteta, 11-13 Juli 2001.

Mubyarto (1979). Pengantar Ekonomi Pertanian. Lembaga Penelitian, Pendidikan dan Penerangan Sosial Ekonomi. PT. Intermasa Jakarta. 243 hal.

Mustafa,Pulat (1992). Industrial Ergonomics Case Studies.

Nazaruddin dan F. B. Paimin (1999). Karet Strategi Pemasaran Budidaya dan Pengolahan. Penebar Swadaya. Jakarta.

Polimeni, Ralph S., Frank J. Fabozzi, Arthur A. Adelberg (1991). Cost Accounting : Concept and Applications for Managerials Decisions Making : Third Edition. New York : Mc Graw Hill, Inc.

Sutrisno (2000). Manajemen Keuangan: Teori, Konsep dan Aplikasi. Yogyakarta : Ekonisia.

Smallman R.E. dan R.J. Bishop (1999). Metalurgi Fisik Moderen dan Rekayasa Material. Jakarta : Erlangga.

Sri Mulato (1994). Praktek pengolahan kopi, Bahan kursus pengolahan kopi dan uji citarasa. Pusat penelitian kopi dan kakau.

Sularso, Kiyakatsu Suga (1997). Dasar Perencancanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradnya Paramita. Erlangga.

Suma’mur, P.K. (1984), Higene Perusahaan dan Kesehatan Kerja. Jakarta : PT. Gunung Agung.

Surdia Tata (1989). Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta : Pradian Paramita.

Wiryosumarto, H dan T. Okumura (2004). Teknologi Pengelasan Logam. Cetakan 9. Jakarta : Pradnya Paramita

Wignjosoebroto, S (2000). Ergonomi, Studi Gerak, dan Waktu. Jakarta : Guna Widya

www.bambangwisanggeni.wordpress.com www.conbear.com

www.four-h.purdue.com

www.gasgoo.com www.industrikaret.com

www.kompetensi-pengelasan.blogspot.com www.lulusoso.com

www.matweb.com

www.nayhan.wordpress.com www.vxb.com

www.trade2cn.com