RANCANG BANGUN ALAT PENGERING KOPRA DENGAN KAPASITAS 25KG/2 JAM.

(1)

RANCANG BANGUN ALAT PENGERING KOPRA

MENGGUNAKAN ALIRAN UDARA PANAS

KAPASITAS 25 KG/2 JAM

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Ahlimadya Program Studi Teknik Mesin – D3

Jurusan Teknik Mesin

Oleh

PITER SILABAN

5123220023

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2016

(2)

(3)

(4)

ABSTRAK

PiterSilaban: Rancang Bangun Alat Pengering Kopra dengan Kapasitas 25Kg/2 jam. Tugas Akhir. Fakultas Teknik. Universitas Negeri Medan. 2016

Proses pengeringan merupakan salah satu bentuk penanganan produk pertanian pasca panen dengan tujuan untuk menurunkan kadar air produk pertanian tersebut sehingga secara tidak langsung akan menghambat pertumbuhan mikroorganisme sekaligus menunda pembusukan. Proses pengeringan produk pertanian di Indonesia pada umumnya masih dilakukan secara tradisional sehingga amat bergantung pada matahari sebagai sumber energi utamanya. Atas dasar ini, diperlukan sebuah alat pengering yang dapat membantu petani melakukan proses pengeringan tanpa banyak tergantung pada kondisi cuaca yang saat ini cenderung tidak stabil. Mesin pengering kopra ini dirancang untuk mempermudah dalam pengeringan buah kelapa tanpa menggunakan cara tradisional. Seperti yang kita ketahui kopra juga mengandung nilai-nilai gizi yang bermanfaat bagi tubuh dan sangat disukai oleh konsumen. Sistem kerja model pengering kopra yang dirancang sangat sederhana, dimana sumber panas yang berasal dari kompor. Panas secara alami akan mengalir kecorong pembuangan udara beserta air yang telah menguapkan dari kopra, sehingga kandungan air yang ada pada kopra akan berkurang.

(5)

ABSTRACK

Piter Silaban. Design Tools copra dryer with a capacity of 25 Kg/2 Jam.Tugas Akhir. Fakultas Teknik.Universitas Negreri Medan. 2016

The drying process is one form of post-harvest in handling the agricultural products with the aim by lowering the water content, thus indirectly inhibit the growth of microorganisms as the time delay spoilage. In general, drying process of products agricultural still done as traditionally, so it is highly in Indonesia dependent on the sun as the primary energy source. On this basis, we need a tool that can help farmers dryer dries without much depends on weather of conditions which is time tend to be unstable. Copra dryer machine is designed to facilitate the drying coconuts without using traditional means. As we know copra also contain nutritional values that are beneficial for the body and highly favored by consumers. Working system models copra dryers are designed to be very simple, where the source of the heat coming from the stove. Heat will naturally flow along kecorong exhaust air that has been vaporize water from copra, so the existing water content in the copra will be reduced.

(6)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat, rahmat dan karunia yang telah diberikan-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan program Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Medan yaitu Tugas Akhir beserta penyusunan laporan.

Pembahasan Tugas Akhir ini mencakup tentang “RancangBangun Alat Pengering Kopra Menggunakan Aliran Panas Kapasitas 25 kg/2 jam”. Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan dukungan serta bimbingan dari semua pihak. Oleh sebab itu pada kesempatan yang baik ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Prof.Dr.Harun Sitompul, M.Pd selaku Dekan Fakultas Teknik Unimed 2. Bapak Prof. Dr. Sumarno, M.Pd selaku Wakil Bidang Akademik Fakultas

Teknik UNIMED.

3. Bapak Drs. Hidir Efendi,M.Pd selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin UNIMED.

4. Bapak Drs. Selamat Riadi, M.T selaku Sekretaris Jurusan Teknik Mesin UNIMED.

5. Bapak Drs. Robert Silaban, M.Pd selaku Ketua Prodi Teknik Mesin D-3 UNIMED.

6. Bapak Drs.Yuniarto Mujisusatyo,M.pd selaku pembimbingTugas Akhir penulis.

7. Secarakhususbuatkeluarga yang

telahmemberikanbantuanmorildanmaterilkepadapenulis, sehinggaterlaksananyaTugas Akhir ini.

8. Terimakasih juga buat Yevika P Lumbangaol selalu menemani aku disaat kejenuhan menghampiri, sehingga dalam pelaksanaan Tugas Akhir ini sangat menyenangkan

9. Teman-teman yang juga banyak memberi dukungan, doa serta arahan. Terkhusus teman – teman D3 2012

(7)

10. Terimakasih buat sahabat saya Joy Fernando Nainggolan yang selalu mendukung saya dan selalu memberikan semangat.

11. Terimakasih buat semua teman kelompok PKM-T Sekaligus kelompok rekayasa alat yang terdiri dari: Riki S Manalu, Yolanda F Samosir, Samuel K Sagala, yang selalu bersama-sama dan saling membantu satu sama lain.

Penulis menyadari bahwa dalam penyususnan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan dalam penulisan, baik dari segi isi, materi maupun tata letak bahasa yang digunakan merupakan keterbatasan penulis. Dengan demikian demi kelengkapan dan kesempurnaan laporan ini penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca. Semoga laporanTugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan juga para pembaca, akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.

Medan,Februari 2016 Penulis,

PiterSilaban Nim. 5123220023

(8)

DAFTAR ISI

Halaman LEMBAR PENGESAHAN

ABSTRAK ... i

ABSTRACK ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR LAMPIRAN ... ix

BAB I PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Batasan Masalah... 5

C. Tujuan ... 5

D. Manfaat ... 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7

A. Kopra ... 7

B. Proses pengeringan... 8

C. Standar Mutu Kopra ... 13

D. Perhitungan Kadar Air ... 14

E. Perhitungan kebutuhan Energi Selama Proses Pengeringan ... 15

F. Perhitungan Bahan Bakar Yang Digunakan ... 19

G. Perhitungan Analisis Titik Impas (Break Event Point) ... 19

H. Identifikasi Alat dan Mesin ... 19

BAB III METODE PEMBUATAN ... 27

A. Penentuan Dimensi Alat Pengering ... 27

B. Perhitungan Performa Teknis ... 35

C. Perhitungan Kebutuhan Bahan Bakar yang Digunakan Selama Proses Pengeringan Kopra ... 38

D. Metode Pembuatan ... 39

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 50

(9)

B. Analisis Biaya ... 50

C. Hasil Pembahasan Yang Didapat ... 54

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 56

A. Kesimpulan ... 56

B. Saran ... 56

DAFTAR PUSTAKA ... 58 LAMPIRAN

(10)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Standar Nasional Indonesia Mixed Kopra ... 13

Tabel 2. Kelas Mutu Kopra ... 14

Tabel 3. Spesifikasi Mutu Kopra ... 14

Tabel 4. Nama Peralatan Untuk Pembuatan Rangka Alat ... 39

Tabel 5. Nama Peralatan Untuk Pemasangan Dinding Pengering ... 40

Tabel 6. Nama Peralatan Untuk Pemasangan Pipa ... 42

Tabel 7. Nama Peralatan Untuk Pembuatan Tray ... 43

Tabel 8. Nama Peralatan Untuk Pelapisan Dinding Pengering ... 45

Tabel 9. Nama Peralatan Untuk Pembuatan Pintu Pengering ... 47

Tabel 10. Perhitungan biaya ... 51

(11)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Rumah plastik pengering kopra ... 3

Gambar 2. Gambar oven kopra bak pasir perata panas ... 4

Gambar 3. Skema sistem pengeringan udara panas ... 10

Gambar 4. Mesin Bubut ... 20

Gambar 5. Mesin Gerinda Potong ... 21

Gambar 6. Mesin Gerinda Tangan ... 22

Gambar 7. Mesin Bor ... 23

Gambar 8. Mesin Las ... 24

Gambar 9. Paku Rivet ... 26

Gambar 10. Ruang pemanas kopra ... 28

Gambar 11. Tray ... 29

Gambar 12. Pipa Aliran Panas ... 31

Gambar 13. Pintu Pengering ... 32

Gambar 14. Tabung Gas ... 33

Gambar 15. Kompor Gas ... 33

Gambar 16. Alat Pengering yang dirancang ... 34

Gambar 17. Proses Pembuatan Rangka ... 40

Gambar 18. Pemasangan Dinding Pengering... 41

Gambar 19. Pemasangan Pipa Pengering... 43

Gambar 20. Pembuatan Tray... 45

Gambar 21. Pelapisan Dinding Pengering Menggunakan Plat Aluminium 46 Gambar 22. Pembuatan Pintu Pengering ... 48

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Proses Pembuatan Rangka ... 59

Lampiran 2. Proses Pemasangan Dinding Pengering ... 60

Lampiran 3. Pemasangan Pipa Aliran Udara Panas ... 61

Lampiran 4. Pelapisan Dinding Pengering Dengan Plat Aluminium ... 62

Lampiran 5. Pembuatan Tray ... 63

Lampiran 6. Pembuatan Pintu Pengering ... 64

(13)

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kelapa (Cocos nucifera) merupakan satu jenis tumbuhan dari suku aren-arenan atau Arecaceae dan anggota tunggal dalam marga Cocos. Tumbuhan ini dimanfaatkan hampir semua bagiannya oleh manusia sehinga dianggap sebagai tumbuhan serbaguna, khususnya bagi masyarakat pesisir. Kelapa juga adalah sebutan untuk buah yang dihasilkan oleh tumbuhan ini. Buah kelapa adalah bagian paling bernilai ekonomi. Sabut bagian mesokarp yang berupa serat-serat kasar yang diperdagangkan sebagai bahan bakar pengisi jok kursi, anyaman tali, keset, serta media tanam bagi anggrek. Tempurung atau batok yang sebetulnya adalah bagian endokarp yang dipakai sebagai bahan bakar, pengganti gayung, wadah minuman, dan bahan baku sebagai bentuk krajinan tangan.

Kopra merupakan salah satu produk turunan kelapa yang sangat penting, karena merupakan bahan baku pembuatan minyak kelapa, kosmetik, dan turunannya. Kopra terbuat dari daging buah kelapa yang dikeringkan. Dalam pembuatan kopra yang baik diperlukan kelapa yang telah berumur sekitar 300 hari dan memiliki berat sekitar 3-4 kg. Kopra yang baik sebaiknya hanya memiliki kandungan air 5%-6% agar tidak mudah terserang organisme pengganggu. Kerusakan yang terjadi pada kopra pada umumnya disebabkan oleh serangan bakteri dan serangan cendawan. Serangan tersebut mudah terjadi jika kadar airdalam kopra tinggi, kelembaban udara mencapai 80% atau lebih dan suhu

(14)

atmosfer mencapai 30°C.

Pengeringan kopra terbagi menjadi dua yaitu sun drying dan artficial drying. Sun drying memerlukan sinar matahari sebagai sumber energi, sumber panas dan sinar ultraviolet. Pengeringan ini dilakukan secara terbuka membutuhkan hembusan angin yang besar dari udara sehungga pengeringan berlangsung lambat. Namun pengeringan terbuka menyebabkan rawan terkontaminasi dari udara, debu, kerikil dari lingkungan sekitar. Selain itu, pengeringan ini dilakukan hanya jika cuaca memungkinkan. Jika tidak, proses pengeringan secara terbuka tidak efektif dilakukan sehingga sulit dikontrol laju aliran udara panas dan temperaturnya. Pengeringan buatan (artificial drying) menggunakan bahan bakar. Prinsip kerjanya adalah pemanasan secara konduksi (penghantar panas) atau konveksi (pengaliran panas) yang bertujuan untuk mengurangi kadar air bahan pangan dan alat ini mempunyai kelebihan dapat mengontrol laju aliran udara panas dan temperatur ruang bakar dapat diatur.

Di Jl. Samarinda Paal Lima Kota Baru Jambi alat pengering kopra suda ada, yaitu rumah plastik pengering kopra. Pada pengkajian ini dilakukan teknologi perbaikan proses pengolahan kopra dengan menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi. Alat pengering yang digunakan berupa ”rumah plastik” dengan atap dan dinding terbuat dari plastik. Prinsip kerja dari rumah plastik hampir sama dengan efek rumah kaca yaitu menerima energi panas dari matahari dengan gelombang panjang dan diteruskan ke bahan yang dikeringkan dengan gelombang pendek sehingga suhu di dalam rumah plastik lebih panas. Dengan asumsi bahan

(15)

yang dikeringkan akan lebih cepat kering dan terlindungi dari hujan dan kopra yang dihasilkan mempunyai kualitas yang baik.

Adapun aspek kajian yang dilakukan pada pengolahan kopra adalah cara penjemuran daging buah kelapa yang dikombinasikan dengan penempatan penjemuran. Perlakuan – perlakuan tersebut adalah sebagai berikut:

A. Cara penjemuran: (1) Penjemuran belahan kelapa dengan tempurung, (2) Penjemuran belahan kelapa tanpa tempurung dan (3) Penjemuran denga

tempurung, sore dicongkel dan penjemuran selanjutnya tanpa tempurung. B. Penempatan penjemuran: lantai 1 dan lantai 2.

Penilaian mutu kopra umumnya dilakukan berdasarkan faktor fisik, kimia dan nutrisinya. Namun umumnya pabrik pengolahan minyak menentukan kualitas hanya berdasarkan beberapa faktor yang sesuai dengan pokok kepentingannya. Pengujian sifat fisik kopra dilakukan dengan uji organoleptik. Sifat fisik yang diamatimeliputi warna, bau, kebersihan, bentuk dan ukuran

(16)

Di Teknik Mesin Politeknik Bengkalis-Riau alat penering kopra sudah ada, yaitu oven kopra, bak pasir dan perata panas (Akmal Indra, 2011). Oven kopra ini direncanakan memiliki kapasitas pengeringan 1000 butir kelapa dengan sumber panas dari arang tempurung kelapa. Uap panas tidak langsung masuk ke ruang pengering, tetapi terlebih dahulu melalui filter untuk mencegah kopra berbau asap dan tertutup rapat dengan kontrol kaca dan thermometer. Sehingga uap panas yang dihasilkan dapat maksimal terjaga. Efesiensi diharapkan akan terjadi dikarenakan oven kopra tidak mudah terbakar karena dinding oven terbuat dari pelat baja.

(17)

Maka dari uraian di atas, pada laporan tugas akhir ini dikembangkan sebuah alat pengering kopra dengan menggunakan thermo couple dan thermo control yang berfungsi untuk mengatur suhu dalam ruang pemanas dengan menggunakan gas elpiji sebagai bahan bakar. Diharapkan dengan adanya alat ini, dapat meningkatkan pendapatan masyarakat, harga kelapa terangkat dan perekonomian masyarakat akan menjadi lebih baik.

B. Batasan Masalah

Topik bahasan atau permasalahan yang akan dibahas dalam laporan tugas akhir ini adalah:

1) Bagaimana cara kerja alat pengering kopra?

2) Komponen-komponen yang dirancang pada alat pengering kopra meliputi: a. Ruang pemanas

b. Tray

c. Pipa aliran panas d. Ruang bakar

C. Tujuan

Adapun tujuan rancang bangun alat pengering kopra adalah: 1. Untuk menganalisis cara kerja alat penering kopra

2. Untuk merancang komponen-komponen alat pengering kopra

3. Untuk membandingkan hasil dari pengeringan kopra dengan menggunakan alat pengering dan sinar matahari secara langsung

(18)

D. Manfaat Penulisan

Adapun manfaat dari penulisan laporan pengujian alat pengering kopra ini yaitu:

1. Bagi Mahasiswa

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

b. Mahasiswa dapat memberikan solusi suatu masalah yang khususnya dibidang teknik mesin.

2. Bagi Universitas

a. Sebagai sarana meningkatkatkan kualitas sumberdaya manusia bagi lulusan Universitas Negeri Medan Khususnya untuk Program Studi D3 Teknik Mesin.

b. Untuk menambah perbendaharaan mesin-mesin di Universitas Negeri Medan yang nantinya dikembangkan dan disalurkan kepada masyarakat. 3. Bagi Masyarakat

a. Meningkatkan Produktifitas industri kopra.

b. Masyarakat atau petani kelapa yang ingin menggunakan alat pengering kopra akan menghasilkan produk yang lebih baik.

(19)

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

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

1. Mesin pengering kopra ini menggunakan kompor gas dengan suhu 60- 70ºC,dan sebagai pengatur suhu panas digunakan thermokopel.

2. Sistem panas yang digunakan pada mesin pengering kopra kapasitas 25 kg/2jam ini aman dan layak digunakan..

3. Hasil dari perhitungan perancangan ini didapat sebagai berikut:

 Suhu : 60-70ºC,

 kapasitas maksimum per tray : 3,5 kg/ tray  bahan bakar gas elpiji : 3kg

B. Saran

Setelah melihat kontruksi mesin yang didesain dan dibuat, penulis menyarankan beberapa hal tindakan perbaikan untuk meningkatkan efisiensi mesin, yaitu :

(20)

1. Pada alat ini perlu dilakukan pengujian lebih lanjut terutama tentang kadar air kelapa yang sempurna.

2. Perlu pemikiran lebih lanjut tentang cara pembersihan alat agar lebih mudah. 3. Perlu dilakukan pergantian pada tray karena bahan tray yang digunakan

terlalu tipis sehingga cepat rusak untuk menehan beban kopra.

4. Perlu diperkirakan tempat kipas yang cocok supaya tidak cepat rusak karna energi panas dari ruang pemanas.

5. Perlu pemikiran lebih lanjut untuk membuat mesin pengering kopra dengan waktu yang lebih sedikit tetapi, kapasitas nya lebih banyak lagi.

(21)

DAFTAR PUSTAKA

Banwatt, George. ( 1981 ). Basic Food Microbiology. Connecticut: The Avi Publishing Company, Inc.

Fellows, P. ( 1990 ). Food Processing Technology Principles and Practice. New York : Ellis Horwood

Holman, Jp. (1998 ). Perpindahan Kalor. Penerbit Erlangga. Edisi Keenam. Jakarta. L.R, Wilhelm, D.A, Suter, G.H,Brusewitz. ( 2005 ). Food and Process Engineering

Technology Michigan : American Society of Agricultural Engineers. MAPI. ( 2006 ). Teknologi Minyak Kelapa

(www.dekindo.com/content/teknologi/Proses_Pengolahan_Minyak_Kelapa.pdf) Moran, Michael J., Shapiro, Howard N.( 2004 ). Termodinamika Teknik Jilid 1.

Erlangga. Edisi Keempat. Jakarta.

Moran, Michael J., Shapiro, Howard N.( 2004 ). Termodinamika Teknik Jilid 2. Erlangga. Edisi Keempat. Jakarta.

Piggot, C. J.( 1964 ). Coconut Growing. London. Oxford University Press

Suhardiyono, L.( 1995 ). Tanaman Kelapa, Budidaya dan Pemanfaatannya. Yogyakarta : Kanisius.

(1)

(2)