PERANCANGAN MESIN PERAJANG TEMPE

i

TUGAS AKHIR

PERANCANGAN MESIN PERAJANG TEMPE

Oleh :

HARRY FAHRIEZA

201310120312213

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

vi ABSTRAKSI

Besarnya minat konsumen pada keripik tempe menuntut para produsen meningkatkan produksinya. Mesin-mesin perajang tempe kebanyakan, hanya menyediakan 1 (satu) lubang inlet untuk merajang, dan ketebalan rajangannya tidak dapat diatur maka, ini kurang menunjang proses produksi.

Berlandaskan masalahan tersebut, maka dibuatlah rancangan mesin perajang tempe dengan 6 lubang inlet, dan piringan perajang dengan 3 buah mata pisau, yang dilengkapi mekanisme pengatur ketebalan rajangan, maksimal 4 mm.

Digerakkan dengan motor listrik gearbox berdaya 0,37kW (0,5HP) dengan motor frame size 63, gearbox frame size 71, dan flange tipe IMB5 / V1, kecepatan 300 rpm. Sehingga menghasilkan kapasitas maksimum produksi 324.000 keping/jam. Dimensi mesin perajang tempe secara keseluruhan, yaitu, lebar 35 cm dan tinggi 70 mm.

Kata kunci: Mesin perajang, Tempe

ABSTRACTION

The magnitude of consumer interest in tempeh chips require producers to increase production. Tempeh Slicer Machine most, only provide 1 (one) for slicing inlet hole, and thickness of slicing can not be set then, this lack of support the production process.

Based on these problems, then made the design of kind of tempeh slicing machine with 6 inlet holes, and the slicing disk with 3 blades, which include regulatory mechanism chopped thickness, maximum 4 mm.

Driven by an electric motor gearbox with power 0,37kW (0.5 HP) and motor frame size 63, gearbox frame size 71 and the flange type IMB5 / V1, with speed of 300 rpm. Resulting in maximum production capacity of 324,000 pieces / hour. Dimensions tempe slicer machine as a whole, namely, width 35 cm and height 70 mm.

vii

KATA PENGANTAR

Segala puji hanya milik Allah SWT. Shalawat dan salam selalu tercurahkan kepada Rasulullah SAW. Berkat limpahan dan rahmat-Nya penyusun mampu menyelesaikan skripsi atau tugas akhir yang berjudul “Perancangan Mesin Perajang

Tempe” ini guna memenuhi persyaratan untuk menyelesaikan Program Strata 1 (S1) pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muahammadiyah Malang.

Skripsi ini tidak akan tersusun tanpa adanya bantuan dan dukungan dari berbagai pihak baik dalam segi moril maupun material, oleh karena itu segala ungkapan terima kasih penulis persembahkan kepada:

1. Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karuniaNya sehingga penulis bisa menyelesaikan.

2. Ayah dan Ibu tercinta, yang selalu memberikan doa dan restu bagi penulis juga dukungan.

3. Bapak Budiono, S.Si, M.T selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan bimbingan serta saran selama penyusunan.

4. Bapak Ir. H. Ali Saifullah, M.T selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan bimbingan serta saran selama penyusunan.

5. Bapak Ir. Daryono, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin UMM, yang telah memberikan bimbingan serta arahan selama penyusunan skripsi ini dilakukan.

6. Bapak Ir. Mulyono, M.T selaku dosen wali yang telah memberikan bimbingan serta arahan selama menjalani studi.

7. Teman – teman sebimbingan, teman alih jenjang dari POLIBAN, dan teman-teman mahasiswa di Universitas Muhammadiyah Malang.

Harapan penulis semoga Skripsi atau Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat baik bagi penulis sendiri ataupun bagi pembaca khusunya mahasiswa Universitas Muhammadiyah Malang.

Malang, 30 Oktober 2015 Penulis,

viii DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ………. _i

POSTER ……… ii

LEMBAR PENGESAHAN ……….. iii

LEMBAR ASISTENSI KONSULTASI ……….. iv

LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ……….. vi

ABSTRAKSI ………...………... vii

KATA PENGANTAR ………viii

DAFTAR ISI……….. _ix

DAFTAR TABEL……….. _xi

DAFTAR GAMBAR………. _xii

BAB I : PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 2

1.3. Tujuan Penulisan ... 2

1.4. Manfaat Penulisan ... 2

1.5. Batasan Masalah ... 2

1.6. Konsep Rancangan ... 3

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tempe dan Keripik Tempe ... 10

2.2. Mesin-mesin Perajang Tempe ... 11

2.3. Pemilihan Material ... 13

2.4. Perencanaan Kapasitas Produksi ... 18

2.5. Mekanika Kekuatan Material ... 18

2.6. Perencanaan Daya ... 21

2.7. Perencanaan Motor Listrik ... 22

2.8. Perencanaan Pisau Perajang ... 25

ix

2.10. Perencanaan Spline ... 32

2.11. Perencanaan Bantalan (Bearing) ... 35

2.12. Perencanaan Sambungan Baut dan Ulir ... 36

BAB III : METODE PERANCANGAN 3.1. Diagram Alir Perancangan Konsep ... 38

3.2. Diagram Alir Perancangan Alat ... 41

BAB IV : PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Perhitungan Kapasitas Produksi ... 44

4.2. Perhitungan Daya Mesin ... 44

4.3. Pemilihan Motor ... 47

4.4. Perhitungan Poros ... 48

4.5. Perhitungan Bantalan ... 52

4.6. Perhitungan Piringan Pisau Perajang ... 53

4.7. Perhitungan Badan Mesin Perajang ... 59

4.8. Perhitungan Badan Inlet dan Outlet Mesin perajang ... 60

4.9. Perhitungan Kaki Mesin Perajang ... 61

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Hasil Perancangan ... 62

5.2. Saran ... 62 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

1. CURRICULUM VITAE

2. MAKALAH PRESENTASI

3. NASKAH PUBLIKASI

x

DAFTAR TABEL

Tabel. 2.1. Kandungan Zat Gizi Tempe ... 10

Tabel. 2.2. Massa Jenis Tempe ... 11

Tabel. 2.3. Komposisi macam-macam Tipe Stainless Steel ... 17

Tabel. 2.4. AISI Stainless Steel Tipe 304 ... 17

Tabel. 2.5. Dimensi Motor Standar IEC ... 24

Tabel. 2.3. Spline Lurus SAE ... 34

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar. 1.1. Konsep Rancangan Mesin Perajang Tempe ... 6

Gambar. 1.2. Konsep Rancangan Piringan Perajang ... 7

Gambar. 1.3. Mekanisme Pengatur Ketebalan Rajangan ... 9

Gambar. 2.1. Mesin perajang manual ... 12

Gambar. 2.2. Mesin perajang dengan motor listrik ... 13

Gambar. 2.3. Dimensi Motor IEC ... 24

Gambar. 2.5. Gaya pada pisau ... 26

Gambar. 2.6. Spline dan gerigi ... 33

Gambar. 2.7. Involut spline ... 33

Gambar. 2.8. Ulir baut ... 37

Gambar. 3.1. Konsep Rancangan ... 40

xii

DAFTAR PUSTAKA

CV. Wijaya Makmur Sentosa, 2014, Mengenai Stainless Steel,

(www.wijayamakmur.com, diakses 30 September 2015 Pukul 10.00 WIB).

Geißler Robert, 2014, Concerning the Sharpness of Blades, (www.hroarr.com, diakses 5 Oktober 2015 Pukul 15.00 WIB).

Greiffenberger Antriebstechnik ABM, 2006, Helical, shaft mounted and special

geared motors, Edisi 11 48 hlm.

Kasmidjo R.B, 1990, Tempe, Mikrobiologi dan Biokimia Serta Pemanfaatannya, Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi, UGM, Yogyakarta.

Mott L Robert, P.E, 2004, Machine Elements In Mechanical Design, New Jersey, Penerbit: Pearson Education. Inc.

PUSIDO Badan Standardisasi Nasional, 2012, Tempe: Persembahan Indonesia untuk Dunia, ii + 17 hlm.

Nurhidajah & Aminah Siti, 2008, Chips Tempe Sebagai Makanan Ringan Alternatif

Pengganti Junk Food, Volume 1 No. 1, hlm 2.

Purohit Kamlesh, Sharma C.S, 2003, Design Of Machine Elements, New Delhi, Penerbit: PHI Learning Private Limited.

Pinem Daud .Mdh, 2010, Mekanika Kekuatan Material, Bandung, Penerbit: Rekayasa Sains.

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Keripik tempe (Soya Bean Chips) adalah sejenis makanan ringan yang banyak diminati saat ini. Keripik tempe berupa irisan tipis dari tempe yang digoreng di dalam minyak nabati. Untuk menghasilkan rasa yang gurih dan renyah biasanya dicampur dengan adonan tepung yang diberi bumbu rempah tertentu (wikipedia, 2015). Besarnya minat konsumen terhadap keripik tempe, akan menuntut para produsen untuk meningkatkan hasil produksinya. Sehingga dibutuhkan peningkatan sarana prasarana yang menunjang proses produksi, salah satunya mesin perajang (Slicer Machine).

Mesin perajang tempe yang ada saat ini sudah cukup baik, hanya saja seiring meningkatnya kebutuhan maka, harus diiringi dengan perkembangan sarana prasarana yang lebih baik. Kebanyakan mesin perajang yang ada saat ini, hanya dilengkapi satu lubang masuk bahan baku, sehingga perajangannya harus dilakukan satu per satu, hal ini dinilai tidak menunjang kebutuhan produksi yang semakin meningkat. Permasalahan lainnya adalah mesin tidak dapat mengatur ketebalan hasil rajangan, sedangkan tebal-tipisnya rajangan merupakan faktor penting dari keripik yang dihasilkan.

Untuk menjawab permasalahan tersebut, maka dilakukanlah perancangan mesin perajang tempe yang mampu menunjang kebutuhan produksi, dan mampu mengatur ketebalan rajangan yang dihasilkan.

2

1.2. Rumusan Masalah

Dari permasalahan – permasalahan yang melatar belakangi maka, dirumuskanlah solusi dalam bentuk perancangan yaitu, merancang mesin perajang tempe yang dapat menunjang kebutuhan produksi keripik tempe serta dilengkapi dengan mekanisme pengatur ketebalan rajangan.

1.3. Tujuan Perancangan

Tujuan dari perancangan ini adalah untuk menunjang kebutuhan produksi keripik tempe dan mengontrol ketebalan rajangan tempe sesuai keinginan.

1.4. Manfaat Perancangan

Manfaat yang diharapkan dari perancangan ini adalah industri keripik tempe dapat terpenuhi kebutuhan produksinya dan mampu mengontrol ketebalan rajangan tempe sesuai keinginan.

1.5. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dalam perancangan ini adalah : 1. Rancangan mesin perajang ini hanya untuk merajang tempe

2. Perancangan ini berfokus pada perencanaan mesin perajang, tidak pada perencanaan bahan baku yang dirajang (tempe).

3. Komponen penggerak mesin perajang ini adalah motor listrik arus bolak-balik (AC).

4. Bahan baku yang dirajang adalah tempe berbentuk silinder dengan dimensi menyesuaikan mesin perajang.

3

1.6. Konsep Rancangan

Mesin perajang tempe didesain dengan 6 lubang masuk (inlet) bahan baku tempe untuk sekali proses agar mempercepat proses produksi. Piringan perajang diposisikan vertikal dengan 3 mata pisau yang dapat diatur ketebalan rajangannya menggunakan mekanisme ulir. Digerakkan oleh motor AC (Alternating Current) yang ditempatkan di dalam badan mesin perajang dengan posisi vertikal, dan dihubungkan langsung dengan pasak pada poros untuk memutar piringan perajang.

Adapun komponen-komponen desain dari rancangan ini, adalah sebagai berikut:

1.6.1. Badan Inlet (Inlet Body)

Badan inlet dirancang sebagai saluran masuknya bahan baku dengan 6 lubang saluran. Desain inlet body berbentuk melengkung, yaitu cembung pada bagian tengah dan cekung pada bagian saluran masuk, sehingga apapun yang menumpuk di atas badan inlet secara otomatis akan jatuh kesaluran masuknya. Inlet body diletakkan di posisi paling atas dari mesin perajang dan juga berfungsi sebagai penutup atas dari komponen penggerak (motor).

1.6.2. Badan Mesin Perajang (Slicer Body)

Badan mesin perajang dirancang sebagai tempat dipasangnya komponen penggerak dan semua komponen lainnya. Bagian tengah badan mesin perajang berfungsi sebagai rumah poros piringan perajang, dudukan bantalan, serta dudukan motor sehingga dapat terhubung langsung oleh pasak dengan poros. Slicer body dikelilingi 6 lubang

4

silinder yang berfungsi sebagai tempat diprosesnya bahan baku tempe oleh piringan perajang.

1.6.3. Piringan Perajang

Pisau perajang dirancang berbentuk piringan dengan 3 mata pisau agar dapat merajang lebih cepat, dan dilengkapi dengan mekanisme ulir untuk mengatur ketebalan rajangan. Adapun komponen pisau perajang diantaranya :

1. Baut pisau, berfungsi untuk mengikat pisau pada dudukannya. 2. Pisau, berfungsi sebagai pengiris bahan baku.

3. Piringan dudukan pisau, berfungsi sebagai tempat dipasangnya pisau. 4. Piringan landasan, berfungsi sebagai landasan tempe yang akan

dirajang.

5. Penyetel ketebalan, berfungsi menaikkan dan menurunkan pisau untuk mengatur ketebalan rajangan.

6. Cincin pengunci, berfingsi mengunci semua komponen piringan perajang yang terpasang agar tidak terlepas satu sama lain.

7. Baut cincin pengunci, berfungsi untuk mengikat cincin pengunci pada tempatnya.

1.6.4. Badan Outlet (Outlet Body)

Badan outlet dirancang sebagai corong saluran keluar yang menjaga hasil rajangan agar tidak berhamburan, dan sebagai pelindung piringan perajang sehingga aman saat berputar.

5

1.6.5. Kaki (Stand) Mesin Perajang

Kaki (stand) mesin perajang dirancang sebagai tempat dipasangnya mesin perajang dimana mesin perajang diikat dengan sambungan baut badan mesin perajang, sehingga mesin perajang dapat berdiri dengan kaki tersebut.

6

7

8

1.6.6. Mekanisme Pengatur Ketebalan Rajangan

Rancangan piringan perajang dilengkapi dengan mekanisme untuk mengatur ketebalan rajangan. Adapun cara kerjanya adalah sebagai berikut:

Penyetel (adjuster) ketebalan dan piringan landasan terhubung satu sama lain oleh ulir pada keduanya. Putaran ulir dirancang searah putaran jarum jam. Jika penyetel diputar ke arah jarum jam, maka piringan landasan akan tertarik kebawah, sedangkan penyetel akan naik keatas. Piringan dudukan pisau terhubung dengan penyetel, sehingga akan ikut teangkat naik dan menimbulkan selisih ketinggian antar piringan dudukan pisau dan piringan landasan. Beda ketinggian inilah yang menghasilkan ketebalan rajangan.

Untuk melancarkan gerakan meluncur (sliding) naik dan turun tersebut, piringan dudukan pisau dan piringan landasan dilengkapi dengan spline.

9

silinder yang berfungsi sebagai tempat diprosesnya bahan baku tempe oleh piringan perajang.

1.6.3. Piringan Perajang

Pisau perajang dirancang berbentuk piringan dengan 3 mata pisau agar dapat merajang lebih cepat, dan dilengkapi dengan mekanisme ulir untuk mengatur ketebalan rajangan. Adapun komponen pisau perajang diantaranya :

1. Baut pisau, berfungsi untuk mengikat pisau pada dudukannya. 2. Pisau, berfungsi sebagai pengiris bahan baku.

3. Piringan dudukan pisau, berfungsi sebagai tempat dipasangnya pisau. 4. Piringan landasan, berfungsi sebagai landasan tempe yang akan

dirajang.

5. Penyetel ketebalan, berfungsi menaikkan dan menurunkan pisau untuk mengatur ketebalan rajangan.

6. Cincin pengunci, berfingsi mengunci semua komponen piringan perajang yang terpasang agar tidak terlepas satu sama lain.

7. Baut cincin pengunci, berfungsi untuk mengikat cincin pengunci pada tempatnya.

1.6.4. Badan Outlet (Outlet Body)

Badan outlet dirancang sebagai corong saluran keluar yang menjaga hasil rajangan agar tidak berhamburan, dan sebagai pelindung piringan perajang sehingga aman saat berputar.

1.6.5. Kaki (Stand) Mesin Perajang

Kaki (stand) mesin perajang dirancang sebagai tempat dipasangnya mesin perajang dimana mesin perajang diikat dengan sambungan baut badan mesin perajang, sehingga mesin perajang dapat berdiri dengan kaki tersebut.

1.6.6. Mekanisme Pengatur Ketebalan Rajangan

Rancangan piringan perajang dilengkapi dengan mekanisme untuk mengatur ketebalan rajangan. Adapun cara kerjanya adalah sebagai berikut:

Penyetel (adjuster) ketebalan dan piringan landasan terhubung satu sama lain oleh ulir pada keduanya. Putaran ulir dirancang searah putaran jarum jam. Jika penyetel diputar ke arah jarum jam, maka piringan landasan akan tertarik kebawah, sedangkan penyetel akan naik keatas. Piringan dudukan pisau terhubung dengan penyetel, sehingga akan ikut teangkat naik dan menimbulkan selisih ketinggian antar piringan dudukan pisau dan piringan landasan. Beda ketinggian inilah yang menghasilkan ketebalan rajangan.

Untuk melancarkan gerakan meluncur (sliding) naik dan turun tersebut, piringan dudukan pisau dan piringan landasan dilengkapi dengan spline.