ANALISIS UJI KERJA MESIN PENGGILING KOPI BIJI SALAK 21 KG/JAM.

ANALISIS UJI KERJA MESIN PENGGILING KOPLAK (KOPI

BIJI SALAK) KAPASITAS 21 KG/JAM

TUGAS AKHIR

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya

Disusun oleh

MARANATA JAYANTO SIHITE

5133220057

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

MEDAN

iii ABSTRAK

Maranata Jayanto Sihite : Analisis Uji Kerja Mesin Penggiling Kopi Biji Salak 21 Kg/Jam. Tugas Akhir. Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.

Tujuan tugas akhir ini adalah merancang mesin penggiling biji salak untuk mendapatkan hasil berupa rancang bangun, desain mesin dan analisis uji kerja mesin penggiling kopi biji salak. Metode perancangan mesin penggiling kopi biji salak adalah dengan melakukan survei kebutuhan mesin penggiling kopi biji salak, timbul permasalahan masih banyaknya penggilingan kopi biji salak yang digiling secara manual, kemudian melaksanakan perancangan konsep. Berdasarkan konsep kemudian, dirancang sebuah produk berupa desain gambar. Hasil tugas akhir ini adalah berupa rancangan mesin penggiling kopi biji salak yang dengan menggunakan silinder pemecah dan penggiling, untuk transmisi daya digunakan sabuk V karena mudah penggunaannya, puli dengan perbandingan 4/7 dari motor listrik 0,5 hp 1400 rpm. Rangka mesin profil L 40 x 40 x 4 mm bahan st 42 dan kapasitas 21 kg/jam.

iv

ABSTRACT

Maranata Jayanto Sihite: Analysis Test Grinding Machine Coffee Snakefruit seed 21 Kg / hour. Final project. Faculty of Engineering, University of Medan.

The purpose of this final project was to design grinding machines snakefruit seed to get the results in the form of working drawings and determine the components of coffee bean grinding machines snakefruit seed. The design method coffee snakefruit seed grinding machine is again is to survey the needs of grinding coffee snakefruit seed, there are still many problems arise grinding coffee snakefruit seed are still manually, then implement design concepts. Based on the concept then, designed a product in the form of design drawings. The results of this final project is a designed coffee bean grinding machine snakefruit by using cylindrical breakers and grinders, used for power transmission V belt for easy use, pulleys with 4/7 ratio of the electric motor of 0.5 hp 1400 rpm. L profile machine frame 40 x 40 x 4 mm 42 st materials and the capacity of 21 kg / hour.

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan anugerah-Nya yang dilimpahkan kepada penulis sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik oleh penulis.

Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program Studi Diploma III Teknik Mesin Jurusan Pendidikan eknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.

Penulis merasa banyak mendapat saran, bimbingan, serta bantuan dari berbagai pihak selama menyelesaikan Tugas Akhir ini. Untuk itu, tidak lupa penulis mengucapkan terimakasih khususnya kepada:

1. Prof. Dr. Harun Sitompul, M.Pd selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.

2. Drs. Hidir Efendi, M.Pd. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Unimed 3. Drs. Robert Silaban, M.Pd selaku ketua Prodi Teknik Mesin D3 Unimed 4. Bapak Drs. Muslim, ST, M.Pd selaku Dosen Pembimbing yang telah

membimbing penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Teristimewa saya ucapkan terimakasih kepada Ayahanda B. Sihite dan Ibunda R. br tamba, selaku orangtua dari penulis, serta Kakak, Abang dan Adek Penulis yang selalu memberi semangat, dan doa.

6. Kepada Satu Tim Tugas Akhir Penulis, Debby Oktober Sinaga dan Ramses Fernando Nainggolan yang selalu bekerjasama dan selalu berdiskusi dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

vii DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ... i

SURAT PERNYATAAN... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR GAMBAR ... x

LAMPIRAN BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1

B. Identifikasi Masalah ... 2

C. Batasan Masalah... 3

D. Rumusan Masalah ... 3

E. Tujuan ... 4

F. Manfaat ... 4

G. Teknik Pengumpulan Data ... 5

BAB II LANDASAN TEORI A. Kandungan Gizi Biji Salak... 6

B. Prinsip Kerja Mesin ... 6

C. Komponen Utama Mesin ... 7

1. Hopper ... 9

2. Motor Listrik ... 9

3. Poros ... 10

4. Puli ... 12

5. Sabuk ... 13

viii BAB III METODE PENELITIAN

A. Metode Penelitian... 18

B. Tempat dan Waktu Penelitian ... 18

C. Diagram Alur Penelitian ... 18

D. Proses Pengujian ... 21

1. Alat-alat Pengujian ... 22

2. Penentuan Daya Motor ... 22

3. Poros ... 28

4. Puli ... 31

5. Sabuk ... 33

6. Perencanaan Bantalan ... 39

7. Perencanaan Pasak ... 40

8. Poros Penggiling ... 42

9. Perencanaan penggiling ... 45

BAB IV ANALISIS KERJA MESIN A. Hasil Pengujian ... 48

B. Pembahasan Hasil Pengujian ... 52

1. Hasil Uji Mesin ... 53

2. Analisis Kapasitas Mesin Penggiling ... 59

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 60

B. Saran ... 61

DAFTAR PUSTAKA ... 62 LAMPIRAN

ix

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Diameter minimum puli yang diizinkan dan dianjurkan (mm)... 31

Tabel 2. Ukuran Puli Mesin Penggiling Biji Salak ... 33

Tabel 3. Spesifikasi Sabuk Pemecah Biji Salak ... 50

Tabel 4 . Spesifikasi Sabuk Penggiling Biji Salak ... 51

Tabel 5. Ukuran Puli Mesin Penggiling Biji Salak ... 51

Tabel 6. Hasil uji Fungsi ... 52

x

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Konstruksi Mesin Penggiling Biji Salak ... 8

Gambar 2. Hopper ... 9

Gambar 3. Puli ... 12

Gambar 4. Sabuk “V” ... 13

Gambar 5. Konstruksi Sabuk “V” ... 14

Gambar 6. Ukuran Panjang Sabuk “V”... 14

Gambar 7. Bantalan ... 16

Gambar 8. Jenis-Jenis Bantalan Gelinding ... 17

Gambar 9. Diagram alur penelitian ... 19

Gambar 10. Massa Biji Salak ... 26

Gambar 11. Puli ... 31

Gambar 12. Pemilihan Sabuk V ... 34

Gambar 13. Gaya Geser Pada Pasak ... 40

Gambar 14. Grafik pengujian ... 54

Gambar 15. Hasil penimbangan 3 kali pengujian ... 54

Gambar 16. Massa Biji Salak Dalam Sekali Penimbangan ... 55

Gambar 17. Massa Gelas Ukur ... 55

Gambar 18. Massa Serbuk Biji Salak ... 57

1 BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Perkembangan sektor industri masyarakat rumahan memegang peranan strategis dan harus membawa perubahan mendasar dalam struktur ekonomi di Indonesia. Hal ini berarti sektor industri di dalam perekonomian berperan sebagai motor penggerak utama bagi pertumbuhan sektor-sektor lainnya. Salah satunya industri rumah tangga pengolahan kopi dari biji salak. Dalam era globalisasi saat ini, ilmu pengetahuan dan teknologi juga telah berkembang dengan pesat, sehingga saat ini manusia dituntut untuk mempunyai kemampuan yang cukup untuk mengimbangi kemajuan teknologi yaitu dengan cara mengubah pola pikir dan kreatif serta inovatif dengan cara menciptakan suatu mesin yang dapat bermanfaat dalam bidang industri khususnya industri pengolahan kopi dari biji salak. Mesin yang diciptakan juga harus mempunyai mutu yang baik serta mampu untuk menghasilkan produk yang mampu bersaing di pasaran. Mesin ini diciptakan dengan tujuan untuk mengefisiensikan waktu dan proses pengolahan bubuk kopi. Dalam proses pembuatan kopi biji salak untuk meningkatkan hasil pengolahan dan mempersingkat penggilingan biji kopi ini, maka dirancang suatu mesin yang mampu menggiling biji salak menjadi bubuk kopi.

Dalam proses pembuatan mesin di butuhkan rancangan mesin, desain mesin dan analisis uji kerja mesin untuk mendapatkan hasil pengujian. Rancangan mesin dan desain mesin penggiling kopi biji salak yang kami gunakan memiliki tinggi

2

total mesin mulai dari tanah hingga ujung tabung corong masuk, dirancang tinggi mesin 1010 mm, panjang mesin 700 mm, dan lebar mesin 300 mm. Motor listrik yang digunakan adalah 1/2 HP, 1400 rpm. Putaran yang dibutuhkan berkisar antara 500 rpm untuk pemecah dan untuk penggiling 350 rpm. Dengan desain mesin ini diharapkan dapat memberi kemudahan dan kenyamanan bagi operator saat pengoperasianya. Kerangka dibuat dari besi profil L ukuran 40 x 40 x 4 mm untuk menopang beban, baik beban dinamis maupun statis. Setelah hasil perancangan dan desain di dapat maka dilakukan analisis uji kerja mesin penggiling kopi biji salak untuk mendapat hasil pengujian yang efisien dalam waktu yang singkat dan mesin ini dirancang khusus untuk menggiling biji salak menjadi bubuk kopi dan memiliki konstruksi yang sederhana sehingga proses kerjanya tidak rumit dengan menekan biaya perancangan sekecil mungkin agar dapat dimiliki oleh masyarakat industri rumahan.

B. Identifikasi Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang diatas, maka perencanaan mesin ini dibuat berdasarkan permasalahan yang timbul dalam perencanaan mesin, yaitu : 1. Sistem penggilingan biji salak agar dapat menjadi bubuk kopi.

2. Rancangan mesin penggiling biji salak yang dapat bekerja secara efisien dalam waktu singkat.

3. Daya dan putaran penggerak yang digunakan. 4. Hasil penggiling biji salak.

3

C. Batasan Masalah

Karena luasnya permasalahan dalam perancangan mesin penggiling biji salak ini, penulis membatasi masalah yang akan dibahas dalam penulisan Tugas Akhir ini. Adapun hal-hal yang akan dibahas dalam penulisan Tugas Akhir ini sebagai berikut :

1. Mengetahui sistem penggilingan biji salak agar dapat menjadi bubuk kopi. 2. Dalam proses pengujian mesin penggiling biji salak dapat bekerja secara

efisien dalam waktu yang singkat dan sesuai dengan yang diharapkan.

3. Mengetahui komponen-komponen yang digunakan dalam perancangan mesin penggiling biji salak.

4. Pengujian hanya di fokuskan untuk analisis uji kerja mesin penggilingan biji salak.

D. Rumusan Masalah

Dari batasan masalah diatas dapat dirumuskan permasalahan yaitu sebagai berikut :

1. Bagaimana mekanisme kerja mesin penggiling biji salak menjadi bubuk kopi?

2. Bagaimana proses pengujian penggiling kopi biji salak?

3. bagaimana komponen-komponen yang di gunakan dalam mesin penggiling kopi biji salak?

4

E. Tujuan

Secara akademis tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan program Diploma III di Universitas Negeri Medan. Secara teknik tujuan dari penulisan dan perancangan ini adalah :

1. Untuk mengetahui mekanisme kerja mesin penggiling biji salak agar dapat menjadi bubuk kopi.

2. Untuk mengetahui proses pengujian penggiling kopi biji salak.

3. Untuk mengetahui komponen-komponen yang di gunakan dalam mesin penggiling kopi biji salak.

4. Mendapatkan hasil uji mesin penggiling biji salak yang efisien dalam waktu singkat.

F. Manfaat

Adapun manfaat yang dapat diperoleh adalah sebagai berikut : 1. Bagi Mahasiswa

a. Meningkatkan pengetahuan tentang perancangan dan kreativitas mahasiswa.

b. Sebagai suatu penerapan teori dan praktek kerja yang diperoleh dari bangku perkuliahan.

c. Manambah pengetahuan dalam menciptakan suatu karya teknologi tepat guna.

5

2. Bagi Universitas

a. Sebagai sarana meningkatkan kualitas sumber daya manusia bagi lulusan Universitas Negeri Medan khususnya untuk program studi D3 Teknik Mesin.

3. Bagi Industri/Lembaga

a. Dapat menambah hasil produksi dan dapat menyesuaikan dengan permintaan yang ada.

b. Dapat mempersingkat waktu pada proses penggilingan biji salak.

G. Teknik Pengumpulan Data

Teknik pengumpulan data digunakan penulis dalam penyusunan laporan tugas akhir ini 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.

2 Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing yang bersangkutan maupun pihak-pihak profesional yang dapat membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

3 Melakukan studi lapangan dengan mengamati mesin rancangan yang sudah ada dan mengadakan diskusi dengan teman.

60 BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Selama melakukan analisis kerja mesin penggiling kopi biji salak, penulis menyimpulkan beberapa hasil dalam pengujian :

1. Metode penelitian yang digunakan adalah jenis penelitian secara langsung menguji alat atau produk dari mesin penggiling kopi biji salak. Dalam penelitian ini juga dapat dikembangkan di dunia industri terutama dibidang permesinan. Selama penelitian juga dilengkapi oleh peralatan kampus Universitas Negeri Medan (UNIMED).

2. Dalam proses pengujian mesin kopi biji salak mempunyai tahap-tahap yaitu, penjelasan konsep mesin penggiling kopi biji salak, mengumpulkan informasi permasalahan dan kendala yang dihadapi untuk mendapatkan solusi, dan mendapatkan konsep pengujian produk.

3. Dalam melakukan pengujian alat bantu ukur yang dipergunakan dalam pengujian diantaranya gelas ukur dan stopwatch.

4. Diperlukan beberapa langkah analisis kebutuhan untuk memperjelas tugas pengujian mesin penggiling kopi biji salak berupa spesifikasi mesin, standar penampilan, dan target keunggulan produk.

5. Dalam penggilingan diperlukan analisis mesin dengan mengetahui analisis uji fungsi, hasil uji mesin, dan analisis kapasitas mesin penggiling.

61

B. Saran

1. Dengan menggunakan metode penelitian secara langsung menguji alat atau produk dari mesin penggiling kopi biji salak diharapkan dapat di kembangkan oleh peneliti yang ada di Universitas Negeri Medan.

2. Dalam proses pengujian harus menggunakan tahapan-tahapan yang telah di tentukan untuk mendapat hasil dari penggilingan kopi biji salak.

3. Dalam proses penggilingan persiapan biji salak yang akan di gunakan harus benar-benar yang sudah di keringkan dan sudah masak agar proses penggilingan dapat maksimal.

4. Mengetahui analisis kebutuhan untuk mempermudah dalam proses pengujian mesin harus sesuai dengan penggiling kopi biji salak.

5. Untuk menjaga umur mesin, bersihkan mesin setiap selesai penggunaannya. Membersihkan mesin walaupun kelihatannya mudah dan sederhana namun merupakan salah satu pemeliharaan mesin.

6. Selama melakukan pengujian perawatan mesin juga harus di perhatikan agar hasil uji fungsi, hasil uji mesin dapat beroperasi dengan baik.

62

DAFTAR PUSTAKA

Creamer, Robert H. (1984). Machine Design. United Stated: Wesley Publishing Company.

Hanoto. (1981). Mekanika Teknik. TEDC:Bandung

Karta, I.W., Eva Susila, L.A., Mastra, I.N. Asnawa, P.G. (2015). Kandungan Gizi Pada Kopi Biji Salak. Denpasar: Jurnal Virgin.

Shigley, Joseph E, (1984). Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta : Erlangga. Sato,Takesi, (2000). Menggambar Mesin Menurut Standar Iso. Jakarta: Pradnya

Paramita.

Sularso dan Kiyokatsu Suga. (1978). Dasar – Dasar Pemilihan dan Perencanaan Elemen Mesin. Jakarta : PT. Pradya Paramita.

Sularso dan Kiyokatsu Suga, (2004). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta: Pradnya Paramita.

3

C. Batasan Masalah

Karena luasnya permasalahan dalam perancangan mesin penggiling biji salak ini, penulis membatasi masalah yang akan dibahas dalam penulisan Tugas Akhir ini. Adapun hal-hal yang akan dibahas dalam penulisan Tugas Akhir ini sebagai berikut :

1. Mengetahui sistem penggilingan biji salak agar dapat menjadi bubuk kopi. 2. Dalam proses pengujian mesin penggiling biji salak dapat bekerja secara

efisien dalam waktu yang singkat dan sesuai dengan yang diharapkan.

3. Mengetahui komponen-komponen yang digunakan dalam perancangan mesin penggiling biji salak.

4. Pengujian hanya di fokuskan untuk analisis uji kerja mesin penggilingan biji salak.

D. Rumusan Masalah

Dari batasan masalah diatas dapat dirumuskan permasalahan yaitu sebagai berikut :

1. Bagaimana mekanisme kerja mesin penggiling biji salak menjadi bubuk kopi?

2. Bagaimana proses pengujian penggiling kopi biji salak?

3. bagaimana komponen-komponen yang di gunakan dalam mesin penggiling kopi biji salak?

E. Tujuan

Secara akademis tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan program Diploma III di Universitas Negeri Medan. Secara teknik tujuan dari penulisan dan perancangan ini adalah :

1. Untuk mengetahui mekanisme kerja mesin penggiling biji salak agar dapat menjadi bubuk kopi.

2. Untuk mengetahui proses pengujian penggiling kopi biji salak.

3. Untuk mengetahui komponen-komponen yang di gunakan dalam mesin penggiling kopi biji salak.

4. Mendapatkan hasil uji mesin penggiling biji salak yang efisien dalam waktu singkat.

F. Manfaat

Adapun manfaat yang dapat diperoleh adalah sebagai berikut : 1. Bagi Mahasiswa

a. Meningkatkan pengetahuan tentang perancangan dan kreativitas mahasiswa.

b. Sebagai suatu penerapan teori dan praktek kerja yang diperoleh dari bangku perkuliahan.

c. Manambah pengetahuan dalam menciptakan suatu karya teknologi tepat guna.

5

2. Bagi Universitas

a. Sebagai sarana meningkatkan kualitas sumber daya manusia bagi lulusan Universitas Negeri Medan khususnya untuk program studi D3 Teknik Mesin.

3. Bagi Industri/Lembaga

a. Dapat menambah hasil produksi dan dapat menyesuaikan dengan permintaan yang ada.

b. Dapat mempersingkat waktu pada proses penggilingan biji salak.

G. Teknik Pengumpulan Data

Teknik pengumpulan data digunakan penulis dalam penyusunan laporan tugas akhir ini 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.

2 Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing yang bersangkutan maupun pihak-pihak profesional yang dapat membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

3 Melakukan studi lapangan dengan mengamati mesin rancangan yang sudah ada dan mengadakan diskusi dengan teman.

60 BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Selama melakukan analisis kerja mesin penggiling kopi biji salak, penulis menyimpulkan beberapa hasil dalam pengujian :

1. Metode penelitian yang digunakan adalah jenis penelitian secara langsung menguji alat atau produk dari mesin penggiling kopi biji salak. Dalam penelitian ini juga dapat dikembangkan di dunia industri terutama dibidang permesinan. Selama penelitian juga dilengkapi oleh peralatan kampus Universitas Negeri Medan (UNIMED).

2. Dalam proses pengujian mesin kopi biji salak mempunyai tahap-tahap yaitu, penjelasan konsep mesin penggiling kopi biji salak, mengumpulkan informasi permasalahan dan kendala yang dihadapi untuk mendapatkan solusi, dan mendapatkan konsep pengujian produk.

3. Dalam melakukan pengujian alat bantu ukur yang dipergunakan dalam pengujian diantaranya gelas ukur dan stopwatch.

4. Diperlukan beberapa langkah analisis kebutuhan untuk memperjelas tugas pengujian mesin penggiling kopi biji salak berupa spesifikasi mesin, standar penampilan, dan target keunggulan produk.

5. Dalam penggilingan diperlukan analisis mesin dengan mengetahui analisis uji fungsi, hasil uji mesin, dan analisis kapasitas mesin penggiling.

61

B. Saran

1. Dengan menggunakan metode penelitian secara langsung menguji alat atau produk dari mesin penggiling kopi biji salak diharapkan dapat di kembangkan oleh peneliti yang ada di Universitas Negeri Medan.

2. Dalam proses pengujian harus menggunakan tahapan-tahapan yang telah di tentukan untuk mendapat hasil dari penggilingan kopi biji salak.

3. Dalam proses penggilingan persiapan biji salak yang akan di gunakan harus benar-benar yang sudah di keringkan dan sudah masak agar proses penggilingan dapat maksimal.

4. Mengetahui analisis kebutuhan untuk mempermudah dalam proses pengujian mesin harus sesuai dengan penggiling kopi biji salak.

5. Untuk menjaga umur mesin, bersihkan mesin setiap selesai penggunaannya. Membersihkan mesin walaupun kelihatannya mudah dan sederhana namun merupakan salah satu pemeliharaan mesin.

6. Selama melakukan pengujian perawatan mesin juga harus di perhatikan agar hasil uji fungsi, hasil uji mesin dapat beroperasi dengan baik.

DAFTAR PUSTAKA

Creamer, Robert H. (1984). Machine Design. United Stated: Wesley Publishing Company.

Hanoto. (1981). Mekanika Teknik. TEDC:Bandung

Karta, I.W., Eva Susila, L.A., Mastra, I.N. Asnawa, P.G. (2015). Kandungan Gizi Pada Kopi Biji Salak. Denpasar: Jurnal Virgin.

Shigley, Joseph E, (1984). Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta : Erlangga. Sato,Takesi, (2000). Menggambar Mesin Menurut Standar Iso. Jakarta: Pradnya

Paramita.

Sularso dan Kiyokatsu Suga. (1978). Dasar – Dasar Pemilihan dan Perencanaan Elemen Mesin. Jakarta : PT. Pradya Paramita.

Sularso dan Kiyokatsu Suga, (2004). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta: Pradnya Paramita.