IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. PEMBUATAN PROTOTIPE MESIN
1. Identifikasi Kebutuhan Komponen Prototipe Mesin
Kebutuhan komponen prototipe mesin didasarkan pada kebutuhan proses hidrolisis kering untuk produksi maltodekstrin. Proses hidrolisis
kering sendiri membutuhkan tiga faktor utama yaitu pemanasan, pencampuran, dan penyemprotan. Prototipe mesin yang dirancang haruslah
mempunyai ketiga fungsi tersebut. Sehingga kebutuhan komponen prototipe mesin didasarkan pada fungsi-fungsi tersebut.
2. Pengembangan Alternatif Solusi Desain
Pengembangan alternatif solusi desain didasarkan pada kriteria fungsi
komponen prototipe mesin dengan kriteria utama adalah fungsi pencampuran. Fungsi pencampuran dijadikan dasar pada pengembangan
alternatif desain dikarenakan proses pencampuran menentukan kerataan pati dan HCl yang mempengaruhi proses hidrolisis pada pembuatan
maltodekstrin. Terdapat dua kelompok alat pencampur partikel padat yaitu
pencampur dengan pengaduknya bergerak sedangkan wadahnya diam. Tipe kedua adalah alat pencampur dengan pengaduknya diam sedangkan
wadahnya bergerak. Berdasarkan hal tersebut, alternatif solusi desain yang digunakan
adalah blender tipe pita mewakili kelompok pencampur wadah diam dan pengaduk bergerak serta silinder berotasi horisontal dan silinder berotasi
dimiringkan pada kemiringan tertentu mewakili wadah bergerak dan pengaduk diam. Alternatif solusi alat pencampuram tersebut dikembangkan
untuk digunakan sebagai alternatif solusi desain secara menyeluruh dengan menambahkan alat penyemprot HCl dan pemanasan.
a. Alternatif Solusi Desain 1
Alternatif solusi desain pertama yaitu dengan menempatkan dua nosel semprot dibagian atas bejana berbentuk helical blender ribbon
blender dengan sistem pemanas adalah jaket pemanas dimana air dimasukkan kedalam jaket lalu dipanaskan menggunakan heater listrik.
Kontrol panas dilakukan dengan menggunakan termostat yang diletakkan
pada jaket pemanas Gambar 8.
Gambar 8. Skema prototipe mesin pada alternatif solusi desain 1
Pemilihan sistem pemanasan menggunakan water jaket sangat
dimungkinkan pada bentuk ini karena wadah yang statis dan pengaduk bergerak. Nosel yang digunakan adalah nosel tipe full cone dengan
jumlah dua buah ditempatkan diatas bejana yang diam.
b. Aleternatif Solusi Desain 2
Gambar 9. Skema prototipe mesin pada alternatif desain 2
Alternatif solusi desain kedua yaitu dengan menempatkan dua buah
nosel pada poros statis dengan bejana berbentuk silinder berotasi yang dilengkapi sirip-sirip pengaduk. Sistem pemanasan yang dipilih pada
alternatif solusi desain kedua adalah pemanasan dengan kompor gas. Hal
30
ini dikarenakan konstruksi silinder yang bergerak tidak memberikan banyak pilihan pada sistem pemanasan. Kontrol suhu dilakukan dengan
menggunakan selenoid pengatur gas yang sensitif terhadap panas. Ketika mencapai suhu tertentu selenoid akan menutupi jalan keluar gas sehingga
gas yang keluar akan berkurang yang mengakibatkan api pada kompor gas akan mengecil Gambar 9. Dengan memberikan pelapis panas
dalam ruang pemanasan diharapkan efisiensi panas dapat lebih baik.
c. Alternatif Solusi Desain 3
Gambar 10. Skema prototipe pada alternatif solusi desain 3
Hampir sama dengan alternatif solusi desain kedua, alternatif
solusi desain ketiga menggunakan satu nosel semprot yang ditempatkan diujung bejana pengaduk. Bejana pengaduk berbentuk silinder bersirip
berotasi yang dimiringkan pada sudut tertentu Gambar 10. Sistem pemanas yang digunakan adalah pemanasan dengan kompor gas. Kontrol
suhu dilakukan dengan menggunakan selenoid pengatur gas yang sensitif terhadap panas. Ketika mencapai suhu tertentu selenoid akan menutupi
jalan keluar gas sehingga gas yang keluar akan berkurang yang emngakibatkan api pada kompor gas akan mengecil. Dengan
memberikan pelapis panas dalam ruang pemanasan diharapkan efisiensi panas dapat lebih baik.
31
3. Seleksi Alternatif Solusi Desain
Seleksi dari alternatif-alternatif solusi desain yang tersedia dilakukan dengan analisis perbandingan antara solusi desain. Kriteria yang digunakan
dalam pemilihan alternatif solusi desain yang akan diimplementasikan dalam bentuk prototipe adalah sebagai berikut :
a. Dipilih yang paling memungkinkan meratakan partikel yang diaduk
kemudahan penempatan nosel dan kemungkinan hasil kerja pencampuran.
b. Dipilih kontrol suhu yang paling mudah
c. Dipilih konstruksi yang paling mudah menyangkut biaya pembuatan
prototipe mesin d.
Dipilih biaya operasi yang paling rendah menyangkut biaya produksi maltodekstrin
Berdasarkan kriteria-kriteria tersebut diatas dipilih alternatif solusi desain tertentu. Perbandingan antar solusi desain diperlihatklan pada Tabel
8. Setelah dilakukan perbandingan antara solusi-solusi desain yang ada maka dipilih alternatif desain yang ketiga karena alternatif ini memenuhi
kriteria-kriteria yang digunakan untuk pengambilan keputusan.
4. Desain Secara Mendetail
Desain secara mendetail dilakukan dengan membuat gambar kerja setiap kompoenen yang dibutuhkan pada prototipe mesin. Dengan bantuan
perangkat lunak Autocad gambar kerja desain secara mendetail dapat dilakukan. Berikut disajikan gambar kerja pada prototipe mesin yang akan
dibuat Gambar 11. Desain secara mendetail setiap komponen pada file computer aided design CAD dapat dilhiat pada Lampiran 3.
32
Ga bar 11. Detail prototipe mesin tipe silinder berotasi a Tampak samping, b tampak depan, c tampak belakang, d NW isometrik, e NE
isometrik, dan f SE isometrik m
e f c d
a b
33
Alternatif Solusi Desain 1 Alternatif Solusi Desain 2
Alternatif Solusi Desain 3 Sistem pencampuran masih memungkinkan
adanya partikel yang tidak terangkat karena ada jarak antara pengaduk dengan bejana
Sistem pencampuran memungkinkan kerataan yang lebih baik dari alternatif 1 karena wadah
berputar sehingga partikel dimungkinkan untuk terangkat semua
Sistem pencampuran memungkinkan kerataan yang lebih baik dari alternatif 1
karena wadah berputar sehingga partikel dimungkinkan untuk terangkat semua
Penempatan nosel sangat mudah karena bejana statis
Penempatan nosel sulit karena diletakkan pada poros yang diam, sedangkan wadah bergerak
Penempatan nosel mudah karena dilletakkan diluar bejana yang bergerak
Pemanasan kontrol suhu mudah karena menggunakan air yang dipanaskan
Kontrol suhu sedikit sukar namun dapat digunakan selenoid dengan sensor panas untuk
mengatur banyak sedikitnya LPG yang keluar Kontrol suhu sedikit sukar namun dapat
digunakan selenoid dengan sensor panas untuk mengatur banyak sedikitnya LPG
yang keluar
Kecepatan putar pengaduk tinggi Kecepatan putar rendah
Kecepatan putar rendah Konstruksi sulit karena tidak boleh ada
kebocoran air pemanas Konstruksi mudah
Konstruksi mudah
Energi untuk memanaskan air sebanyak 1 liter pada suhu 25-70
o
C cukup tinggi sebesar 187,560 kJ 1 kg. 4168 Jkg
o
C. 45
o
C Penggunaan energi pemanasan pada 187,560
kJ hanya menggunakan LPG sebesar 3,6 gr 1 kg LPG setara dengan 51120,265 kJ
Penggunaan energi pemanasan pada 187,560 kJ hanya menggunkan LPG sebesar
3,6 gr 1 kg LPG setara dengan 51120,265 kJ
34 Tabel 8. Perbandingan alternatif solusi desain 1, solusi desain 2, dan solusi desain 3
5. Konstruksi Prototipe Mesin
Kategori