RANCANG BANGUN MESIN PEMECAH CANGKANG BIJI PALA DENGAN KAPASITAS 25 KG / JAM.
RANCANG BANGUN MESIN PEMECAH CANGKANG BIJI
PALA DENGAN KAPASITAS 25 KG / JAM
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari
Syarat Memperoleh Gelar Ahlimadya
Program Studi Teknik Mesin – D3
Jurusan Teknik Mesin
Oleh
JOY FERNANDO
5123220013
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2016
ABSTRAK
Joy Nainggolan: Rancang Bangun Mesin Pemecah Biji Pala Kapasitas 25
Kg/Jam. Tugas Akhir. Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan. 2016
Memecahkan cangkang suatu biji pala dengan jumlah banyak
menggunakan tangan manusia (manual) membutuhkan tenaga dan waktu yang
lama. Untuk membantu meningkatkan ke efektifan suatu pekerjaan di bidang
pertanian pala, maka dibutuhkan mesin pemecah biji pala kapasitas 25 kg/jam
karena dengan adanya mesin ini, akan sangat membantu waktu dalam proses
pemecahannya. Pada perencanaan mesin pemecah biji pala kapasitas 25 kg/jam ini
direncanakan konstruksi mesin, sistem penggerak, sistem transmisi, sistem
pemecahnya. Untuk merancang bangun mesin pemecah biji pala maka dilakukan
beberapa percobaan yakni: pengujian terhadap biji pala, pengujian fungsi
komponen mesin, dan uji hasil pemecahan terhadap biji pala oleh mesin. Hasil
dari pemecah biji pala kapasitas 25 kg/jam ini menunjukkan bahwa tingkat
kekerasan pada cangkang biji pala di tentukan oleh kualitas penjemuran terhadap
pala, komponen pada mesin berjalan dengan baik, dan hasil dari pemecahan biji
pala yang dinyatakan layak adalah 79,08%. Berdasarkan hasil dari kinerja mesin
pemecah biji pala kapasitas 25 kg/jam diatas dapat diketahui konstruksi mesin
layak digunakan, sistem terhadap komponen mesin cukup efisien dan layak
digunakan, dan pada hasil pemecahan yang dilakaukan oleh mesin layak
digunakan.
Kata-kata kunci: Pala, sistem, pengujian
i
ABSTRACT
Joy Nainggolan: Tool Design crusher nutmeg capacity of 25 kg/h. Final Project.
Deparment of Mechanical Engineering Education. Faculty Of Engineering.State
University of Medan. 2016
Crack the shell of a nutmeg in large quantities using the human hand
(manual) requires effort and time. To help improve the effectiveness of an
agricultural work nutmeg, then the required crusher nutmeg capacity of 25 kg
/hour for the presence of this machine, it helps the time in the solution process. In
planning the nutmeg seed crusher capacity of 25 kg/hour is planned for
construction machinery, propulsion systems, transmission systems, system
cracking. To test the performance of the crusher nutmeg then do some
experiments namely: testing of nutmeg, testing the function of engine
components, and test results to the solving of nutmeg by machine. The results of
performance test crusher nutmeg capacity of 25 kg/hour show that the level of
violence in the shell of the nutmeg seed is determined by the quality of the drying
of the nutmeg, the components on a machine running well, and the result of the
breakdown of nutmeg were declared eligible is 79, 08%. Based on the results of a
performance test machine nutmeg breaking capacity of 25 kg/hour above can be
seen decent used construction machinery, system of engine components is quite
efficient and fit for use, and the results of seed solver engine worth using.
Keywords: Nutmeg, System, testing
ii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat Rahmat
dan karuniaNya yang telah memberikan kekuatan,kesehatan,dan waktu kepada
Penulis sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik dan tepat pada
waktunya. Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa
untuk memenuhi tugas mata kuliah Tugas Akhir pada Fakultas Teknik di
Universitas Negeri Medan. Dalam penulisan tugas akhir ini, dengan judul
“Rancang Bangun Mesin Pemecah Cangkang Biji Pala Dengan Kapasitas 25
Kg/Jam”, penulis mengalami banyak hambatan yang disebabkan oleh minimnya
pengetahuan penulis dalam pengumpulan data dan dana yang kurang mencukupi
selama menyusun tugas akhir ini. Namun atas bantuan dari berbagai pihak
akhirnya penulisan tugas akhir ini dapat diselesaikan meski jauh dari
kesempurnaan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada :
1.
Prof. Dr. Harun Sitompul, M.Pd selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Negeri Medan.
2.
Bapak Prof. Dr. Sumarno, M.Pd, Sebagai Wakil Dekan Bidang Akademik
Teknik Mesin.
3.
Bapak Drs. Hidir Efendi, M.Pd, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Unimed.
4.
Bapak Drs. Selamat Riadi, MT, sebagai Sekretaris Jurusan Teknik Mesin.
5.
Bapak Drs.Robert Silaban, M.Pd selaku ketua Prodi Teknik Mesin D-3
Unimed.
iii
6.
Bapak Dr.Saut Purba, M.Pd selaku Dosen Pembimbing PKLI yang turut
membantu menyelesaikan tugas akhir ini
7.
Teristimewa saya ucapkan terima kasih kepada kedua orangtua saya yang
telah banyak mendukung di dalam perkuliahan baik berupa doa, semangat,
dan juga materi.
8.
Teman-teman seperjuangan, mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas
Negeri Medan Stambuk 2012 dan tidak dapat disebutkan satu-persatu yang
telah banyak membantu penyelesaian tugas akhir ini
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu
penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk
kesempurnaan dari Tugas Akhir ini. penulis berharap laporan Tugas Akhir ini
dapat bermanfaat bagi penulis dan para pembaca.
Medan,
Mei 2016
Penulis,
Joy Nainggolan
NIM. 5123220013
iv
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ......................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ....................................................................................
iii
DAFTAR ISI ....................................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ...........................................................................................
ix
BAB I PENDAHULUAN ..............................................................................
1
A. Latar Belakang.......................................................................................
1
B. Batasan Masalah ....................................................................................
3
C. Tujuan ...................................................................................................
3
D. Manfaat .................................................................................................
3
E. Teknik Pengumpulan Data ....................................................................
4
BAB II LANDASAN TEORI .......................................................................
6
A. Biji Pala .................................................................................................
6
B. Jenis-jenis Tanaman Pala ......................................................................
8
C. Komposisi Kimia dan Manfaat Biji Pala ...............................................
8
D. Konstruksi Mesin Pemecah Cangkang Biji Pala ...................................
12
E. Komponen-Komponen Utama Mesin Pemecah Cangkang Biji Pala ....
13
1. Motor Listrik/Penggerak ................................................................
13
2. Poros ...............................................................................................
16
3. Transmisi Sabuk ..............................................................................
18
4. Puli...................................................................................................
24
5. Bantalan ...........................................................................................
26
6. Gear Box Reducer ...........................................................................
29
7. Kerangka Mesin...............................................................................
30
8. Roda Gigi Payung............................................................................
31
9. Penyaringan .....................................................................................
34
v
10. Hopper .............................................................................................
34
11. Pasak ................................................................................................
34
12. Baut dan Mur ...................................................................................
36
BAB III METODE PERANCANGAN ........................................................
37
A. Spesifikasi Perencanaan ........................................................................
37
B. Perencanaan Kapasitas Mesin ...............................................................
37
C. Konstruksi Mesin...................................................................................
38
D. Menentukan Daya Motor Penggerak .....................................................
39
E. Menentukan Daya Motor Penggerak Untuk Melakukan
Pelemparan TerhadapBiji Pala ..............................................................
43
F. Daya Motor Penggerak Total ................................................................
45
G. Daya Rencana Motor Penggerak Total .................................................
45
H. Pembuatan corong Masukan..................................................................
46
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................
48
A. Proses Pembuatan Rangka Mesin .........................................................
48
B. Proses Pembuatan Stator .......................................................................
49
C. Proses Pembuatan penyaring Biji Pala..................................................
50
D. Proses Pembuatan Piringan Pelontar ....................................................
51
E. Perakitan Rangka Mesin .......................................................................
52
F. Proses Pengecatan Mesin ......................................................................
53
G. Biaya Selama Proses Pembuatan ..........................................................
54
H. Pengujian Mesin ....................................................................................
56
I. Grafik Pengujian ...................................................................................
57
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................
60
A. Kesimpulan ..........................................................................................
60
B. Saran ....................................................................................................
60
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
62
LAMPIRAN
vi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Bagian-Bagian Buah Pala ...........................................................
7
Gambar 2. Pala Dengan Kulit Kerasnya Sesudah Dikeringkan ....................
7
Gambar 3. Perbandingan Bagian-Bagian Buah Pala ....................................
9
Gambar 4. Konstruksi Mesin Pemecah Pala .................................................
12
Gambar 5. Motor Listrik ...............................................................................
16
Gambar 6. Poros ............................................................................................
17
Gambar 7. Sabuk ...........................................................................................
21
Gambar 8. Konstruksi Sabuk V ....................................................................
19
Gambar 9. Tipe dan ukuran penampang sabuk V .........................................
20
Gambar 10. Puli motor ..................................................................................
25
Gambar 11. Bearing (bantalan) .....................................................................
27
Gambar 12. Gear Box ...................................................................................
30
Gambar 13. Nama Bagian-Bagian Roda Gigi Payung ..................................
31
Gambar 14. Roda Gigi Payung Istimewa .....................................................
32
Gambar 15. Penyaringan ...............................................................................
34
Gambar 16. Jenis-Jenis Pasak .......................................................................
35
Gambar 17. Baut dan Mur.............................................................................
36
vii
Gambar 18. Konstruksi Mesin Pemecah Pala ...............................................
38
Gambar 19. Konstruksi Mesin Pemecah Pala ...............................................
38
Gambar 20. Corong Masukan .......................................................................
47
Gambar 21. Pembuatan Rangka Mesin .........................................................
48
Gambar 22. Pembuatan Stator/dinding pemecah ..........................................
50
Gambar 23. Pembuatan penyaringan pala.....................................................
51
Gambar 24. Piringan pelontar .......................................................................
52
Gambar 25. Perakitan Komponen Mesin ......................................................
52
Gambar 26. Pengecetan Mesin Pemecah Pala ..............................................
53
Gambar 27. Mesin Pemecah Cangkang Biji Pala .........................................
53
Gambar 28. Grafik Pengujian .......................................................................
57
Gambar 29. Gambar pala setelah di pecah ....................................................
59
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Persentase Berat Dari Bagian-Bagian Buah Pala............................
9
Tabel 2. Komposisi Kimia Buah Pala ...........................................................
10
Tabel 3. Perbedaan bantalan luncur dengan bantalan gelinding ..................
27
Tabel 4. Daftar Jenis Barang dan Harga .......................................................
54
Tabel 5. Tabel Pengujian Mesin ...................................................................
56
ix
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pala merupakan salah satu tanaman yang memiliki banyak kegunaan.
Tanaman pala ini banyak sekali tumbuh di Indonesia karena sebagian wilayah di
Indonesia merupakan daerah berlahan kering dengan curah hujan yang tinggi dan
tidak banyak berubah sepanjang tahun. Tanaman ini berasal dari pulau Banda,
Maluku dan sekarang sudah menyebar ke daerah-daerah lain Indonesia, bahkan
sampai di Grenada, Amerika Tengah dan lain-lain. Tanaman ini tumbuh baik di
daerah pegunungan dengan ketinggian kurang dari 700 meter dari permukaan laut,
yang tingginya lebih dari 18 meter dan berdiameter 30-45 cm. Luas lahan
tanaman pala di Indonesia mencapai 1,47 juta hektar pada tahun 1990 yang
sebagian besar merupakan perkebunan rakyat (Sunanto,1993).
Pala sebagai tanaman tahunan dipat dipeanen setelah 7 tahun ditanam,
setelah berbuah pala dapat dipanen hingga 60-70 tahun. Pala dikenal sebagai
tanaman rempah yang memiliki nilai ekonomis dan multiguna karena setiap
bagian tanaman dapat dimanfaatkan dalam berbagai industri. Biji, fuli dan minyak
pala merupakan komoditas ekspor dan digunakan dalam industri makanan dan
minuman. Minyak yang berasal dari biji, fuli dan daun banyak digunakan untuk
industri obat-obatan, parfum dan kosmetik. Buah pala berbentuk bulat berkulit
kuning jika sudah tua, berdaging putih. Bijinya berkulit tipis agak keras berwarna
hitam kecokelatan yang dibungkus fuli berwarna merah padam. Isi bijinya putih,
bila dikeringkan menjadi kecokelatan gelap dengan aroma khas. Buah pala terdiri
1
2
atas daging buah (77,8%), fuli (4%), tempurung (5,1%) dan biji (13,1%)
(Rismunandar, 1990). Secara komersial biji pala dan fuli (mace) merupakan
bagian terpenting dari buah pala dan dapat dibuat menjadi berbagai produk antara
lain minyak atsiri dan oleoresin. Produk lain yang mungkin dibuat dari biji pala
adalah mentega pala yaitu trimiristin yang dapat digunakan untuk minyak makan
dan industri kosmetik (Somaatmaja1984). Daging buah pala dapat dimanfaatkan
untuk diolah menjadi manisan, asinan, dodol, selai,anggur dan sari buah (sirup)
pala.
Berusaha tanaman pala memiliki prospek yang cukup cerah terutama jika
berusaha dalam pengolahan biji pala. Jika biji pala masih dalam keadaaan
“mentah” (belum diolah) harganya masih murah. Biji pala yang belum diolah
disini adalah biji yang masih dalam kondisi yang kering. Apabila biji pala telah
diolah, harganya dapat meningkat menjadi berlipat ganda. Hal ini yang belum
disadari oleh pengusaha di Indonesia baik pengusaha besar atau pengusaha kecil
(Sunanto,1993).
Berusaha biji pala ini sering dihadapkan pada persoalan kualitas dan
efisiensi waktu. Kenyataan menunjukkan, masih banyak ditemukan daging pala
yang hancur dan proses pemecahannya membutuhkan waktu yang lama. Penyebab
utamanya adalah sebagian besar produk biji pala dihasilkan dengan menggunakan
alat yang digunakan seadanya dan kurang higienis. Sehingga hasil tidak efisien.
Untuk mendapatkan biji pala yang utuh tidaklah semudah yang
dibayangkan. Biji pala terbungkus oleh lapisan kulit yang keras. Oleh karena itu,
diperlukan teknologi untuk dapat membantu mencari pemecahan masalah tersebut
3
dengan menciptakan suatu alat dengan mekanisme tetap sehingga dapat
menghasilkan kualitas biji pala yang baik serta dapat memenuhi kapasitas
tertentu. Dari uraian di atas maka penulis tertarik membuat alat sebagai pemecah
biji pala.
B. Batasan Masalah
Dalam perencanaan mesin pemecah biji pala dengan kapasitas 25 kg/jam
sangatlah luas, maka penulis membatasinya, yakni ;
1. Perancangan konstruksi mesin pemecah cangkang biji palakapasitas 25
kg/jam.
2. Perancangan penggerak pada mesin pemecah cangkang biji pala kapasitas
25 kg/jam.
3. Perancangan waktu yang diperlukan pada mesin cangkang biji pala
kapasitas 25 kg/jam.
C. Tujuan
Adapun tujuan penulis dalam membahas masalah-maslah diatas,
mencakup dua hal yaitu secara teknik dan akademis.
a. Merancang gambar konstruksi mesin dan komponen – komponen
utama mesin pemecah cangkang biji pala .
b. Mengetahui prinsip kerja mesin pemecah cangkang biji pala .
c. Mengetahui perhitungan komponen – komponen utama yang
digunakan.
d. Mengetahui kapasitas hasil produksi.
4
D. Manfaat
Laporan dari rancangan mesin pemecah cangkang biji pala ini diharapkan
dapat bermanfaaat bagi :
1. Universitas Negeri Medan sebagai lembaga pendidikan formal yang dapat
memperkenalkan rancangan pemecah cangkang biji pala kepada
masyarakat umum.
2. Mahasiswa yang akan membahas masalah yang sama untuk dijadikan
masukan dan tambahan informasi atau sebagai bahan perbandingan.
3. Penulis sendiri untuk menambah pengetahuan dan dapat mengembangkan
ilmu yang diperoleh baik secara teori maupun secara praktik.
4. Masyarakat secara umum dan petani pala secara khusus agar dapat
mempermudah pekerjaan pemecah cangkang biji pala.
E. Teknik Pengumpulan Data
Teknik pengumpulan data digunakan penulis dalam penyusunan laporan
tugas akhir adalah :
1. Studi literatur dengan mencari buku – buku yang ada dalam perpustakaan
kampus Universitas Negeri Medan maupun sumber lain dari luar yang
berkaitan dengan perancangan mesin tersebut.
5
2. Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing yang bersangkutan
maupun dari pihak – pihak profesional yang dapat membantu dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Melakukan studi lapangan dengan mengamati mesin rancangan yang
sudah ada.
4. Mengadakan diskusi dengan teman.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil perencanaan yang telah dilakukan, maka dapat
disimpulkan bahwa:
1. Mesin pemecah cangkang pala ini menggunakan motor listrik dengan
putaran 1450 rpm, dan putaran untuk penyaring digunakan reducer yang
fungsinya mengurangi putaran dari motor listrik.
2. Sistem penggerak dan sistem transmisi yang digunakan pada mesin
pemecah pala kapasitas 25 kg/jam ini aman dan layak digunakan.
3. Recucer yang digunakan pada mesin pemecah cangkang pala ini adalah
reducer yang memiliki perbandingan 1:50.
4. Mesin pemecah buah pala aman untuk digunaan.
B. Saran
Setelah melihat kontruksi mesin yang didesain dan dibuat, penulis
menyarankan beberapa hal tindakan perbaikan untuk meningkatkan efisiensi
mesin, yaitu :
1. Pada alat ini perlu dilakukan penelitian dan pembahasan lebih lanjut
terhadap mesin yang sudah ada
2. Sebaiknya ditambahkan sistim gearbox agar dapat menentukan kecepatan
yang dibutuhkan
60
61
3. Memperbesar jarak antara stator dan pelontar agar haasil pecah lebih baik.
4. Bagi mahasiswa yang nantinya akan merevisi mesin ini diharapkan bisa
merancang sebuah model dan kapasitasnya lebih besar dan lebih baik
secara proses pemisahan/penyaring yang lebih cepat dan efisien.
DAFTAR PUSTAKA
Sularso dan Suga, K. (2013). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin.
Jilid 11, Jakarta: Pradnya Paramita.
G, Niemann. (1996). Elemen Mesin. (Anton Budiman: terjemahan), Jakarta:
Erlangga.
Kannaiah, P. (2003). Machine Design. New Delhi : Scitech
Bee, P.Ferdinand dan Johnston E.Jr. (1991). Statika. Jakarta : Erlangga
Hollger, Siegbert. (2000). Matematika Teknik untuk Kejuruan Logam. Jakarta :
Katalis
Gere & Tomoshenko, Hans J. Wospakrik. (1996). Mekanika Bahan. Jilid 1 Edisi
Kelima, Jakarta : Erlangga
Zainun Achmad. (1999). Elemen Mesin 1. Bandung : Refika Aditama.
Lukman, Adhi Siswaja. http://tabloidpasar.com/
62
PALA DENGAN KAPASITAS 25 KG / JAM
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari
Syarat Memperoleh Gelar Ahlimadya
Program Studi Teknik Mesin – D3
Jurusan Teknik Mesin
Oleh
JOY FERNANDO
5123220013
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2016
ABSTRAK
Joy Nainggolan: Rancang Bangun Mesin Pemecah Biji Pala Kapasitas 25
Kg/Jam. Tugas Akhir. Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan. 2016
Memecahkan cangkang suatu biji pala dengan jumlah banyak
menggunakan tangan manusia (manual) membutuhkan tenaga dan waktu yang
lama. Untuk membantu meningkatkan ke efektifan suatu pekerjaan di bidang
pertanian pala, maka dibutuhkan mesin pemecah biji pala kapasitas 25 kg/jam
karena dengan adanya mesin ini, akan sangat membantu waktu dalam proses
pemecahannya. Pada perencanaan mesin pemecah biji pala kapasitas 25 kg/jam ini
direncanakan konstruksi mesin, sistem penggerak, sistem transmisi, sistem
pemecahnya. Untuk merancang bangun mesin pemecah biji pala maka dilakukan
beberapa percobaan yakni: pengujian terhadap biji pala, pengujian fungsi
komponen mesin, dan uji hasil pemecahan terhadap biji pala oleh mesin. Hasil
dari pemecah biji pala kapasitas 25 kg/jam ini menunjukkan bahwa tingkat
kekerasan pada cangkang biji pala di tentukan oleh kualitas penjemuran terhadap
pala, komponen pada mesin berjalan dengan baik, dan hasil dari pemecahan biji
pala yang dinyatakan layak adalah 79,08%. Berdasarkan hasil dari kinerja mesin
pemecah biji pala kapasitas 25 kg/jam diatas dapat diketahui konstruksi mesin
layak digunakan, sistem terhadap komponen mesin cukup efisien dan layak
digunakan, dan pada hasil pemecahan yang dilakaukan oleh mesin layak
digunakan.
Kata-kata kunci: Pala, sistem, pengujian
i
ABSTRACT
Joy Nainggolan: Tool Design crusher nutmeg capacity of 25 kg/h. Final Project.
Deparment of Mechanical Engineering Education. Faculty Of Engineering.State
University of Medan. 2016
Crack the shell of a nutmeg in large quantities using the human hand
(manual) requires effort and time. To help improve the effectiveness of an
agricultural work nutmeg, then the required crusher nutmeg capacity of 25 kg
/hour for the presence of this machine, it helps the time in the solution process. In
planning the nutmeg seed crusher capacity of 25 kg/hour is planned for
construction machinery, propulsion systems, transmission systems, system
cracking. To test the performance of the crusher nutmeg then do some
experiments namely: testing of nutmeg, testing the function of engine
components, and test results to the solving of nutmeg by machine. The results of
performance test crusher nutmeg capacity of 25 kg/hour show that the level of
violence in the shell of the nutmeg seed is determined by the quality of the drying
of the nutmeg, the components on a machine running well, and the result of the
breakdown of nutmeg were declared eligible is 79, 08%. Based on the results of a
performance test machine nutmeg breaking capacity of 25 kg/hour above can be
seen decent used construction machinery, system of engine components is quite
efficient and fit for use, and the results of seed solver engine worth using.
Keywords: Nutmeg, System, testing
ii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat Rahmat
dan karuniaNya yang telah memberikan kekuatan,kesehatan,dan waktu kepada
Penulis sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik dan tepat pada
waktunya. Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa
untuk memenuhi tugas mata kuliah Tugas Akhir pada Fakultas Teknik di
Universitas Negeri Medan. Dalam penulisan tugas akhir ini, dengan judul
“Rancang Bangun Mesin Pemecah Cangkang Biji Pala Dengan Kapasitas 25
Kg/Jam”, penulis mengalami banyak hambatan yang disebabkan oleh minimnya
pengetahuan penulis dalam pengumpulan data dan dana yang kurang mencukupi
selama menyusun tugas akhir ini. Namun atas bantuan dari berbagai pihak
akhirnya penulisan tugas akhir ini dapat diselesaikan meski jauh dari
kesempurnaan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada :
1.
Prof. Dr. Harun Sitompul, M.Pd selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Negeri Medan.
2.
Bapak Prof. Dr. Sumarno, M.Pd, Sebagai Wakil Dekan Bidang Akademik
Teknik Mesin.
3.
Bapak Drs. Hidir Efendi, M.Pd, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Unimed.
4.
Bapak Drs. Selamat Riadi, MT, sebagai Sekretaris Jurusan Teknik Mesin.
5.
Bapak Drs.Robert Silaban, M.Pd selaku ketua Prodi Teknik Mesin D-3
Unimed.
iii
6.
Bapak Dr.Saut Purba, M.Pd selaku Dosen Pembimbing PKLI yang turut
membantu menyelesaikan tugas akhir ini
7.
Teristimewa saya ucapkan terima kasih kepada kedua orangtua saya yang
telah banyak mendukung di dalam perkuliahan baik berupa doa, semangat,
dan juga materi.
8.
Teman-teman seperjuangan, mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas
Negeri Medan Stambuk 2012 dan tidak dapat disebutkan satu-persatu yang
telah banyak membantu penyelesaian tugas akhir ini
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu
penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk
kesempurnaan dari Tugas Akhir ini. penulis berharap laporan Tugas Akhir ini
dapat bermanfaat bagi penulis dan para pembaca.
Medan,
Mei 2016
Penulis,
Joy Nainggolan
NIM. 5123220013
iv
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ......................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ....................................................................................
iii
DAFTAR ISI ....................................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ...........................................................................................
ix
BAB I PENDAHULUAN ..............................................................................
1
A. Latar Belakang.......................................................................................
1
B. Batasan Masalah ....................................................................................
3
C. Tujuan ...................................................................................................
3
D. Manfaat .................................................................................................
3
E. Teknik Pengumpulan Data ....................................................................
4
BAB II LANDASAN TEORI .......................................................................
6
A. Biji Pala .................................................................................................
6
B. Jenis-jenis Tanaman Pala ......................................................................
8
C. Komposisi Kimia dan Manfaat Biji Pala ...............................................
8
D. Konstruksi Mesin Pemecah Cangkang Biji Pala ...................................
12
E. Komponen-Komponen Utama Mesin Pemecah Cangkang Biji Pala ....
13
1. Motor Listrik/Penggerak ................................................................
13
2. Poros ...............................................................................................
16
3. Transmisi Sabuk ..............................................................................
18
4. Puli...................................................................................................
24
5. Bantalan ...........................................................................................
26
6. Gear Box Reducer ...........................................................................
29
7. Kerangka Mesin...............................................................................
30
8. Roda Gigi Payung............................................................................
31
9. Penyaringan .....................................................................................
34
v
10. Hopper .............................................................................................
34
11. Pasak ................................................................................................
34
12. Baut dan Mur ...................................................................................
36
BAB III METODE PERANCANGAN ........................................................
37
A. Spesifikasi Perencanaan ........................................................................
37
B. Perencanaan Kapasitas Mesin ...............................................................
37
C. Konstruksi Mesin...................................................................................
38
D. Menentukan Daya Motor Penggerak .....................................................
39
E. Menentukan Daya Motor Penggerak Untuk Melakukan
Pelemparan TerhadapBiji Pala ..............................................................
43
F. Daya Motor Penggerak Total ................................................................
45
G. Daya Rencana Motor Penggerak Total .................................................
45
H. Pembuatan corong Masukan..................................................................
46
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................
48
A. Proses Pembuatan Rangka Mesin .........................................................
48
B. Proses Pembuatan Stator .......................................................................
49
C. Proses Pembuatan penyaring Biji Pala..................................................
50
D. Proses Pembuatan Piringan Pelontar ....................................................
51
E. Perakitan Rangka Mesin .......................................................................
52
F. Proses Pengecatan Mesin ......................................................................
53
G. Biaya Selama Proses Pembuatan ..........................................................
54
H. Pengujian Mesin ....................................................................................
56
I. Grafik Pengujian ...................................................................................
57
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................
60
A. Kesimpulan ..........................................................................................
60
B. Saran ....................................................................................................
60
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
62
LAMPIRAN
vi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Bagian-Bagian Buah Pala ...........................................................
7
Gambar 2. Pala Dengan Kulit Kerasnya Sesudah Dikeringkan ....................
7
Gambar 3. Perbandingan Bagian-Bagian Buah Pala ....................................
9
Gambar 4. Konstruksi Mesin Pemecah Pala .................................................
12
Gambar 5. Motor Listrik ...............................................................................
16
Gambar 6. Poros ............................................................................................
17
Gambar 7. Sabuk ...........................................................................................
21
Gambar 8. Konstruksi Sabuk V ....................................................................
19
Gambar 9. Tipe dan ukuran penampang sabuk V .........................................
20
Gambar 10. Puli motor ..................................................................................
25
Gambar 11. Bearing (bantalan) .....................................................................
27
Gambar 12. Gear Box ...................................................................................
30
Gambar 13. Nama Bagian-Bagian Roda Gigi Payung ..................................
31
Gambar 14. Roda Gigi Payung Istimewa .....................................................
32
Gambar 15. Penyaringan ...............................................................................
34
Gambar 16. Jenis-Jenis Pasak .......................................................................
35
Gambar 17. Baut dan Mur.............................................................................
36
vii
Gambar 18. Konstruksi Mesin Pemecah Pala ...............................................
38
Gambar 19. Konstruksi Mesin Pemecah Pala ...............................................
38
Gambar 20. Corong Masukan .......................................................................
47
Gambar 21. Pembuatan Rangka Mesin .........................................................
48
Gambar 22. Pembuatan Stator/dinding pemecah ..........................................
50
Gambar 23. Pembuatan penyaringan pala.....................................................
51
Gambar 24. Piringan pelontar .......................................................................
52
Gambar 25. Perakitan Komponen Mesin ......................................................
52
Gambar 26. Pengecetan Mesin Pemecah Pala ..............................................
53
Gambar 27. Mesin Pemecah Cangkang Biji Pala .........................................
53
Gambar 28. Grafik Pengujian .......................................................................
57
Gambar 29. Gambar pala setelah di pecah ....................................................
59
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Persentase Berat Dari Bagian-Bagian Buah Pala............................
9
Tabel 2. Komposisi Kimia Buah Pala ...........................................................
10
Tabel 3. Perbedaan bantalan luncur dengan bantalan gelinding ..................
27
Tabel 4. Daftar Jenis Barang dan Harga .......................................................
54
Tabel 5. Tabel Pengujian Mesin ...................................................................
56
ix
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pala merupakan salah satu tanaman yang memiliki banyak kegunaan.
Tanaman pala ini banyak sekali tumbuh di Indonesia karena sebagian wilayah di
Indonesia merupakan daerah berlahan kering dengan curah hujan yang tinggi dan
tidak banyak berubah sepanjang tahun. Tanaman ini berasal dari pulau Banda,
Maluku dan sekarang sudah menyebar ke daerah-daerah lain Indonesia, bahkan
sampai di Grenada, Amerika Tengah dan lain-lain. Tanaman ini tumbuh baik di
daerah pegunungan dengan ketinggian kurang dari 700 meter dari permukaan laut,
yang tingginya lebih dari 18 meter dan berdiameter 30-45 cm. Luas lahan
tanaman pala di Indonesia mencapai 1,47 juta hektar pada tahun 1990 yang
sebagian besar merupakan perkebunan rakyat (Sunanto,1993).
Pala sebagai tanaman tahunan dipat dipeanen setelah 7 tahun ditanam,
setelah berbuah pala dapat dipanen hingga 60-70 tahun. Pala dikenal sebagai
tanaman rempah yang memiliki nilai ekonomis dan multiguna karena setiap
bagian tanaman dapat dimanfaatkan dalam berbagai industri. Biji, fuli dan minyak
pala merupakan komoditas ekspor dan digunakan dalam industri makanan dan
minuman. Minyak yang berasal dari biji, fuli dan daun banyak digunakan untuk
industri obat-obatan, parfum dan kosmetik. Buah pala berbentuk bulat berkulit
kuning jika sudah tua, berdaging putih. Bijinya berkulit tipis agak keras berwarna
hitam kecokelatan yang dibungkus fuli berwarna merah padam. Isi bijinya putih,
bila dikeringkan menjadi kecokelatan gelap dengan aroma khas. Buah pala terdiri
1
2
atas daging buah (77,8%), fuli (4%), tempurung (5,1%) dan biji (13,1%)
(Rismunandar, 1990). Secara komersial biji pala dan fuli (mace) merupakan
bagian terpenting dari buah pala dan dapat dibuat menjadi berbagai produk antara
lain minyak atsiri dan oleoresin. Produk lain yang mungkin dibuat dari biji pala
adalah mentega pala yaitu trimiristin yang dapat digunakan untuk minyak makan
dan industri kosmetik (Somaatmaja1984). Daging buah pala dapat dimanfaatkan
untuk diolah menjadi manisan, asinan, dodol, selai,anggur dan sari buah (sirup)
pala.
Berusaha tanaman pala memiliki prospek yang cukup cerah terutama jika
berusaha dalam pengolahan biji pala. Jika biji pala masih dalam keadaaan
“mentah” (belum diolah) harganya masih murah. Biji pala yang belum diolah
disini adalah biji yang masih dalam kondisi yang kering. Apabila biji pala telah
diolah, harganya dapat meningkat menjadi berlipat ganda. Hal ini yang belum
disadari oleh pengusaha di Indonesia baik pengusaha besar atau pengusaha kecil
(Sunanto,1993).
Berusaha biji pala ini sering dihadapkan pada persoalan kualitas dan
efisiensi waktu. Kenyataan menunjukkan, masih banyak ditemukan daging pala
yang hancur dan proses pemecahannya membutuhkan waktu yang lama. Penyebab
utamanya adalah sebagian besar produk biji pala dihasilkan dengan menggunakan
alat yang digunakan seadanya dan kurang higienis. Sehingga hasil tidak efisien.
Untuk mendapatkan biji pala yang utuh tidaklah semudah yang
dibayangkan. Biji pala terbungkus oleh lapisan kulit yang keras. Oleh karena itu,
diperlukan teknologi untuk dapat membantu mencari pemecahan masalah tersebut
3
dengan menciptakan suatu alat dengan mekanisme tetap sehingga dapat
menghasilkan kualitas biji pala yang baik serta dapat memenuhi kapasitas
tertentu. Dari uraian di atas maka penulis tertarik membuat alat sebagai pemecah
biji pala.
B. Batasan Masalah
Dalam perencanaan mesin pemecah biji pala dengan kapasitas 25 kg/jam
sangatlah luas, maka penulis membatasinya, yakni ;
1. Perancangan konstruksi mesin pemecah cangkang biji palakapasitas 25
kg/jam.
2. Perancangan penggerak pada mesin pemecah cangkang biji pala kapasitas
25 kg/jam.
3. Perancangan waktu yang diperlukan pada mesin cangkang biji pala
kapasitas 25 kg/jam.
C. Tujuan
Adapun tujuan penulis dalam membahas masalah-maslah diatas,
mencakup dua hal yaitu secara teknik dan akademis.
a. Merancang gambar konstruksi mesin dan komponen – komponen
utama mesin pemecah cangkang biji pala .
b. Mengetahui prinsip kerja mesin pemecah cangkang biji pala .
c. Mengetahui perhitungan komponen – komponen utama yang
digunakan.
d. Mengetahui kapasitas hasil produksi.
4
D. Manfaat
Laporan dari rancangan mesin pemecah cangkang biji pala ini diharapkan
dapat bermanfaaat bagi :
1. Universitas Negeri Medan sebagai lembaga pendidikan formal yang dapat
memperkenalkan rancangan pemecah cangkang biji pala kepada
masyarakat umum.
2. Mahasiswa yang akan membahas masalah yang sama untuk dijadikan
masukan dan tambahan informasi atau sebagai bahan perbandingan.
3. Penulis sendiri untuk menambah pengetahuan dan dapat mengembangkan
ilmu yang diperoleh baik secara teori maupun secara praktik.
4. Masyarakat secara umum dan petani pala secara khusus agar dapat
mempermudah pekerjaan pemecah cangkang biji pala.
E. Teknik Pengumpulan Data
Teknik pengumpulan data digunakan penulis dalam penyusunan laporan
tugas akhir adalah :
1. Studi literatur dengan mencari buku – buku yang ada dalam perpustakaan
kampus Universitas Negeri Medan maupun sumber lain dari luar yang
berkaitan dengan perancangan mesin tersebut.
5
2. Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing yang bersangkutan
maupun dari pihak – pihak profesional yang dapat membantu dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Melakukan studi lapangan dengan mengamati mesin rancangan yang
sudah ada.
4. Mengadakan diskusi dengan teman.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil perencanaan yang telah dilakukan, maka dapat
disimpulkan bahwa:
1. Mesin pemecah cangkang pala ini menggunakan motor listrik dengan
putaran 1450 rpm, dan putaran untuk penyaring digunakan reducer yang
fungsinya mengurangi putaran dari motor listrik.
2. Sistem penggerak dan sistem transmisi yang digunakan pada mesin
pemecah pala kapasitas 25 kg/jam ini aman dan layak digunakan.
3. Recucer yang digunakan pada mesin pemecah cangkang pala ini adalah
reducer yang memiliki perbandingan 1:50.
4. Mesin pemecah buah pala aman untuk digunaan.
B. Saran
Setelah melihat kontruksi mesin yang didesain dan dibuat, penulis
menyarankan beberapa hal tindakan perbaikan untuk meningkatkan efisiensi
mesin, yaitu :
1. Pada alat ini perlu dilakukan penelitian dan pembahasan lebih lanjut
terhadap mesin yang sudah ada
2. Sebaiknya ditambahkan sistim gearbox agar dapat menentukan kecepatan
yang dibutuhkan
60
61
3. Memperbesar jarak antara stator dan pelontar agar haasil pecah lebih baik.
4. Bagi mahasiswa yang nantinya akan merevisi mesin ini diharapkan bisa
merancang sebuah model dan kapasitasnya lebih besar dan lebih baik
secara proses pemisahan/penyaring yang lebih cepat dan efisien.
DAFTAR PUSTAKA
Sularso dan Suga, K. (2013). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin.
Jilid 11, Jakarta: Pradnya Paramita.
G, Niemann. (1996). Elemen Mesin. (Anton Budiman: terjemahan), Jakarta:
Erlangga.
Kannaiah, P. (2003). Machine Design. New Delhi : Scitech
Bee, P.Ferdinand dan Johnston E.Jr. (1991). Statika. Jakarta : Erlangga
Hollger, Siegbert. (2000). Matematika Teknik untuk Kejuruan Logam. Jakarta :
Katalis
Gere & Tomoshenko, Hans J. Wospakrik. (1996). Mekanika Bahan. Jilid 1 Edisi
Kelima, Jakarta : Erlangga
Zainun Achmad. (1999). Elemen Mesin 1. Bandung : Refika Aditama.
Lukman, Adhi Siswaja. http://tabloidpasar.com/
62