Desian Dan Kenerja Mesin Grading Telur Ayam

DESAIN DAN KINERJA MESIN GRADING TELUR AYAM

FEBY NOPRIANDI

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Desain dan Kinerja
Mesin Grading Telur Ayam adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.

Bogor, Agustus 2015

Feby Nopriandi
NIM F151110011

* Perlimpahan hak cipta atas karya tulis dari penelitian kerjasama dengan pihak
luar IPB harus didasarkan pada perjanjian kerja sama yang terkait.

RINGKASAN
FEBY NOPRIANDI. Desian dan Kenerja Mesin Grading Telur Ayam Dibimbing
oleh DESRIAL dan WAWAN HERMAWAN.
Berdasarkan Standar Nasional Indonesia SNI No. 3926:2008, Bobot telur
dibedakan menjadi 3 kelompok yaitu kecil kurang dari 50 g, sedang 50 g sampai
60 g dan besar lebih dari 60 g. Dengan kriteria tersebut maka pengelompokan
telur memerlukan tenaga kerja, selama ini proses pengelompokan dilakukan
secara manual sehingga menyebabkan hasil pengelompokan telur tidak seragam
karena tergantung pada subjek yang melakukan sortasi dan waktu yang digunakan
relatif lebih lama. Pengunaan mesin grading merupakan suatu pemecahan untuk
mengatasi masalah tersebut. Mesin grading telur yang ada saat ini merupakan
hasil produksi luar negeri yang memiliki harga relatif mahal,untuk itu perlu
dikembangkan mesin grading telur buatan dalam negeri yang memiliki kinerja

sama dengan produk luar negeri tetapi memiliki harga yang lebih murah. Dengan
adanya desain mesin sortasi telur buatan lokal dengan teknologi pembuatan yang
bisa dikerjakan bengkel lokal, maka pada gilirannya akan menumbuh
kembangkan industri permesinan di dalam negeri. Mekanisme yang berhasil
dikembangkan dapat digunakan juga untuk keperluan pengelompokkan produk
sejenis berdasarkan bobot.
Penelitian ini terdiri dari tahap desain, tahap pembuatan dan tahap uji
kinerja mesin gradingi telur. Desain mesin dimulai dengan menentukan kriteria
dan spesifikasi mesin, sifat mekanik telur dan mekanisme kerja mesin. Tahapan
pembuatan mesin terdiri dari dari 3 tahap yaitu pembuatan sistem mekanis,
pembuatan sistem relay dan pengujian mesin. Unit sistem mekanis mesin sortasi
telur terdiri dari beberapa bagian yaitu roller, konveyor pengumpan, konveyor
pengarah, konveyor sortasi, penyortir telur, konveyor keluar. Konveyor masuk
merupakan sebuah unit belt konveyor yang menggerakan telur menuju bagian
konveyor pengarah. Konveyor pengarah berfungsi untuk mengarahkan telur agar
berada pada posisi yang tepat sebelum masuk ke bagian konveyor sortasi. Setelah
melalui konveyor pengarah telur menggelinding menuju konveyor sortasi untuk
dipindahkan ke unit penyortir. Sistem unit penyortir menggunakan prinsip
timbangan mekanis yang dihubungkan dengan kontak untuk menyalakan selenoid.
Pengujian mesin meliputi pengujian kapasitas, pengujian akurasi dan pengujian

retak. Pengujian kapasitas bertujuan untuk mendapatkan kapasitas tertinggi dari
berbagai kombinasi. Pengujian akurasi yang bertujuan untuk mengukur akurasi
mesin ini dalam menyortir telur. Pengujian retak yang bertujuan untuk melihat
apakah telur yang telah melewati mesin sortasi mengalami retak. Mesin sortasi ini
dapat menyortir dengan akurasi 83.8 % dengan kapasitas 60 butir/menit tanpa
mengakibatkan keretakan pada telur. Kapasitas mesin sortasi dipengaruhi oleh
kecepatan konveyor sortasi dimana kecepatan konveyor sortasi ditentukan dari
kombinasi kecepatan awal dan akhir (Va), kecepatan kerja (Vb) dan panjang
lintasan Va (L).
Kata kunci : telur, mesin grading, desain, pengujian mesin

SUMMARY
FEBY NOPRIANDI. Design and Performance of Egg Grading Machine.
Supervised by DESRIAL and WAWAN HERMAWAN.
Based on Indonesian National Standard (SNI) No 3926:2008, egg weight is
classified into three classifications : small (60 g). According to this criteria, the grading process of egg requires lots of
labour. Nowadays egg grading process was still done manually and it caused the
outcome was not uniform because it depend on the labour who conduct the
grading process and it requires lots of time. The case of egg grading machine is a
solution for those problems. The egg grading machines that commonly used were

made by Chinese and European countries and it relatively expensive, so it is
necessary to develop a grading machine made by indonesian country that has
same criteria with the grading machine made by other countries with lower cost.
With the local design and the manufacture technology that could be done in local
workshop, will make the domestic machinery industry thrive. The mechanism that
successfully developed can used to grade the similar product based on weight.
The study is divided into several stages they are designing, manufacturing,
and performance testing of the egg grading machine. The designing stage was
started by determining the criteria and spesification of the machine, egg
mechanical properties, and the mechanism of the machine.The constructing stage
consists the construction of mechanical system, manufacture relay system, and
performing test. Mechanical system unit has several, parts they are roller, feeding
conveyor, steering conveyor, sorting conveyor, exit conveyor, and conveyor
system. Feeding conveyor is a belt unit conveyor that arose the eggs to steering
conveyor. The function of steering conveyor is to direct the egg in order to make
the egg in the right position before entering the sorting conveyor. After passing
the steering conveyor the egg rolling to the sorting conveyor to be moved to the
sorting unit. Sorting unit system used a manual weight scale system that link with
the switch of the solenoid. If the egg fit the grade, the solenoid will push the egg
out to the next process. Machine performance test encompass capacity, accuracy,

and crack test. The aim of the capacity test is to get the highest capacity from
various combinations. The aim of the accuracy test is to quantify the accuracy of
the machine in sorting process. The aim of crack test is to see whether the eggs,
which pass the sorting machine, cracked. This sorting machine has 83.8%
accuracy with the capacity of 60 egg/minute without causing crack. The capacity
of the sorting machine is affected by the speed rotation of sorting conveyor where
the speed rotation of the sorting conveyor determined by the combination of initial
and end speed (Va), work speed (Vb), and length of the track on initial speed
path (L).
Keywords : eggs, grading machine, design, performance test

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini

dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

DESAIN DAN KINERJA MESIN GRADING TELUR AYAM

FEBY NOPRIANDI

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Teknik Mesin Pertanian dan Pangan

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Prof Dr Ir Sutrisno, MAgr

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Subhanahu Wa Ta’ala atas
segala Ar-rohman dan Ar-rohim-Nya dan juga kepada junjungan Nabi
Muhammad SAW yang telah menuntun kita ke jalan yang terang untuk mengatasi
segala hambatan dalam kehidupan ini dengan nikmat iman dan Islam. Dengan
nikmat tersebut penulis telah berusaha dan berdoa sehingga karya ilmiah ini
berhasil diselesaikan dengan rasa syukur yang tak terhingga. Judul penelitian ini
adalah Desain dan Kinerja Mesin Grading Telur Ayam. Sebagian dari penelitian
ini dipublikasikan pada jurnal Keteknikan Pertanian bulan Oktober 2015
Ungkapan terima kasih penulis ucapkan Bapak Dr Ir Desrial, MEng selaku
ketua komisi pembimbing dan Bapak Dr Ir Wawan Hermawan, MS selaku
anggota komisi pembimbing serta Bapak Prof Dr Ir Sutrisno, MAgr sebagai
penguji pada sidang akhir ujian tesis, dan Dr Y Aris Purwanto, MSc selaku Ketua
Program Studi Teknik Mesin Pertanian dan Pangan. Ungkapan terima kasih juga
disampaikan Ibunda tercinta Sarmiati, serta seluruh keluarga besar atas segala
dukungan, do’a dan kasih sayangnya. Ucapan terima kasih juga disampaikan
kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Republik Indonesia yang telah
mendukung studi penulis melalui Program Beasiswa Pendidikan Pasca Sarjana
(BPPS).
Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada teman-teman TMP 2011
(Agus Ginting, Dodik Arianto, Drupadi, Fahrul Irfan, Hasbi Mubarak, Setya

Permana, Tri Nugroho, Reni Gultom), teman-teman TMP 2010 dan para sahabat.
Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Ibu Rusmiyati dan Pak
Ahmad Mulyatulloh sebagai administrator program studi Teknik Mesin Pertanian
dan Pangan.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Agustus 2015

Feby Nopriandi

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI

vi

DAFTAR TABEL

vii

DAFTAR GAMBAR

vii

DAFTAR LAMPIRAN

vii

1 PENDAHULUAN
Tujuan penelitian
Manfaat penelitian

1
2
2

2 METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Bahan Penelitian
Alat Penelitian

Tahapan Penelitian
Kriterian Desain dn Analisis Teknik

2
2
2
3
3
4

3 ANALISIS RANCANGAN
Rancangan Fungsional
Rancangan Struktural
Metode Pengujian Kinerja

5
5
6
17

4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Prototipe Mesin
Kapasitas
Akurasi
Keretakan

19
19
18
21
22

5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran

20
23
23

DAFTAR PUSTAKA

23

LAMPIRAN

25

DAFTAR TABEL
1 Penguraian fungsional mesin dan pemilihan komponennya
2 Susunan kombinasi perlakuan

5
17

3 Hasil pengujian kapasitas pada berbagai kombinasi
4 Nilai persentase akurasi bobot telur

20
22

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

Diagram proses penelitian
Rancangan mesin sortasi telur
Sistem konveyor masuk
Desain konveyor masuk
Sistem penjatah telur
Proses pengumpanan telur dari konveyor masuk ke konveyor pengarah
Sistem konveyor pengarah
Proses pengumpanan telur dari konveyor pengarah ke konveyor sortasi
Desain konveyor pengarah
Desain roller
Alat penguji perubahan telur
Hubungan jarak dan perubahan telur pada grade A dan C
Sistem penggerak pada konveyor grading
Desain konveyor grading
Mekanisme engkol dan peluncur pada konveyor grading
Sistem penyortir
Desain penyortir
Sistem konveyor keluar
Desain konveyor keluar
Pola gerakan dari konveyor grading
Mesin grading telur ayam
Grafik hubungan prediksi kapaitas dengan observasi kapasitas

23 Hubungan Va dan Vb terhadap kapasitas
24 Keretakan telur

3
6
7
7
8
8
9
10
10
12
11
12
13
13
14
15
15
16
16
18
19
20
21
22

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7

Perhitungan daya motor listrik
Anova hasil pengujian
Pengujian posisi telur
Pengujian kapasitas
Pengujian akurasi
Simulasi kapasitas
Gambar teknik

26
32
33
34
35
36
37

1

PENDAHULUAN
Telur merupakan salah satu bahan makanan yang berasal dari ternak unggas
dan merupakan salah satu sumber pangan protein hewani yang populer dan sangat
diminati oleh masyarakat. Hampir seluruh kalangan masyarakat dapat
mengkonsumsi telur ayam ras untuk memenuhi kebutuhan protein hewani karena
telur memiliki zat-zat gizi yang tinggi. Zat-zat tersebut dibutuhkan oleh tubuh
manusia dan memiliki daya cerna, zat-zat tersebut adalah protein, lemak, vitamin,
dan mineral. Hal ini dikarenakan ayam ras relatif murah dan mudah diperoleh
serta dapat memenuhi kebutuhan gizi yang diharapkan. Ukuran telur yang
dihasilkan dari ayam ras mempunyai karakteristik yang bervariasi, baik berat,
bentuk, maupun warna, selain itu telur merupakan produk yang mudah rusak,
sifatnya mudah pecah dan kualitasnya cepat berubah baik dalam proses produksi,
transportasi maupun selama penyimpanan. Ada beberapa kerusakan telur yang
menyebabkan kualitas telur menurun antara lain pecahnya cangkang telur,
kehilangan gas CO2, tumbuhnya mikroorganisme dan pengenceran isi telur
(Shofiyanto et al. 2008).
Telur ayam yang akan dijual di pasar baik pasar domestik maupun yang
akan diekspor ke negara lain harus memenuhi standar mutu yang yang berlaku.
Berdasarkan Standar Nasional Indonesia SNI No. 3926:2008, telur ayam
konsumsi diklasifikasi berdasarkan warna kerabang dan berdasarkan bobot telur.
Telur konsumsi adalah telur ayam yang belum mengalami proses fortifikasi,
pendinginan, pengawetan, dan proses pengeraman. Telur ayam konsumsi
diklasifikasi berdasar warna kerabang yaitu sesuai galurnya dan bobot telur. Bobot
telur dibedakan menjadi 3 kelompok yaitu kecil kurang dari 50 g, sedang 50 g
sampai 60 g dan besar lebih dari 60 g. Persyaratan mutu telur yang diatur
mencakup persyaratan mutu fisik dan persyaratan mutu biologis. Persyaratan
mutu fisik meliputi kondisi kerabang, kondisi kantung udara, kondisi putih telur,
kondisi kuning telur, dan bau. Sedangkan persyaratan mutu mikrobiologis
meliputi jenis cemaran. Menurut Stewart dan Abbott (1972) berat telur ayam
dibagi menjadi 6 golongan, yaitu jumbo dengan berat lebih dari 65 g, extra large
60 g sampai 65 g, large 55 g sampai 60 g, medium 50 g sampai dengan 55 g,
small 45 g sampai 50 g, dan peewee di bawah 45 g.
Produksi telur di Indonesia pada tahun 2013 mencapai 1 223 718 ton
(Dirjen Perternakan dan Kesehatan Hewan 2013). Dengan jumlah produksi
tersebut maka pengklasifikasian telur secara manual memerlukan tenaga kerja
yang sangat besar. Selain itu penyortiran secara manual dapat menyebabkan hasil
pengelompokan telur tidak seragam karena tergantung pada subjek yang
melakukan grading dan waktu yang digunakan relatif lebih lama. Penggunaan
mesin grading merupakan suatu pemecahan untuk mengatasi masalah tersebut.
Proses grading telur secara manual dilakukan dengan memisahkan telur dari
penampungan menggunakan tangan dengan pengukuran secara visual yang
selanjutnya telur dimasukkan ke dalam kemasan atau tray. Terdapat 2 jenis mesin
grading telur yaitu mesin grading telur semi otomatis dan full otomatis. Mesin
grading telur semi otomatis masih menggunakan tenaga manusia untuk

2

memasukkan telur ke pengumpan, sehingga kecepatan dari mesin grading juga
ditentukan oleh operator. Mesin grading telur full otomatis digunakan pada
proses produksi telur yang sudah menggunakan otomatisasi dari proses
pengumpulan telur di kandang sampai ke proses pengepakan, sehinggga mesin
grading telur full otomatis merupakan kesatuan dari unit produksi telur.
Mesin grading yang ada selama ini merupakan hasil produksi luar negeri.
Kapasitas dari mesin grading bervariasi mulai dari 30 telur/menit sampai 360
telur/menit. Untuk mesin grading semi otomatis dengan kapasitas 60 telur/menit
memiliki harga berkisar antara U$ 4 500 sampai U$ 5 000/set (Jiaozuo Zhoufeng
Machinery 2015 ). Harga mesin tersebut masih sangat mahal, sehingga diperlukan
desain baru dengan mekanisme dan bahan yang lebih sederhana dari komponenkomponen lokal yang lebih murah. Oleh karena itu perlu dilakukan perancangan
mesin grading telur dengan akurasi tinggi, teruji dan menemukan kondisi
optimum agar mesin mencapai kapasitas maksimum. Dari hasil penelitian ini
didapatkan mesin grading telur yang telah teruji dan dapat digunakan oleh
pengusaha telur dalam melakukan proses grading telur untuk mengurangi
kebutuhan tenaga kerja dan meningkatkan pendapatan pengusaha telur.
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah mendesain, membuat dan menguji kinerja
mesin grading telur yang bekerja dengan cepat, tepat, dan aman secara otomatis
berdasarkan berat.
Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian ini diharapkan didapatkan mesin grading telur yang
telah teruji dan dapat digunakan oleh pengusaha telur dalam melakukan proses
grading telur, sehingga dapat mengurangi tenaga kerja dan meningkatkan
pendapatan. Dengan adanya desain mesin grading telur buatan lokal dengan
teknologi pembuatan yang bisa dikerjakan bengkel lokal, maka pada gilirannya
akan menumbuh kembangkan industri permesinan di dalam negeri. Mekanisme
yang berhasil dikembangkan dapat digunakan juga untuk keperluan
pengelompokkan produk sejenis berdasarkan bobot.

METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret 2013 sampai dengan Agustus
2014. Pembuatan dan pengujian kinerja mesin dilakukan di laboratorium dan
bengkel Teknik Mesin, Politeknik Negeri Sambas, Kalimantan Barat.
Bahan
Bahan yang digunakan untuk pembuatan prototipe mesin di antaranya
adalah 1) besi siku 50 × 50 mm, 2) besi poros diameter 5 dan 3mm, 3) alumunium
50 × 20 mm, 4) lembaran karet, 5) kabel, 6) trafo CT 10 ampere, 7) relay 12 volt,

3

8) pillowblock diameter poros 20 mm, 9) bearing diameter lubang 10 dan 5 mm,
10) poros plastik diameter 40 mm. Bahan yang digunakan untuk pengujian kinerja
mesin adalah telur ayam.
Alat
Peralatan yang digunakan dalam pembuatan konstruksi mesin adalah :
1. Peralatan perbengkelan : las listrik, mesin bubut, mesin gerinda, mesin bor,
gergaji, kikir, hand tap 1 set, dan kunci pas 1 set
2. Peralatan kelistrikan : multi tester, solder, dan tang kabel.
Instrumen yang digunakan dalam pengujian kinerja mesin adalah:
timbangan, dan tachometer.
Tahapan Penelitian
Tahapan penelitian ini terdiri dari tahap desain, tahap pembuatan dan tahap
uji kinerja mesin grading telur. Desain mesin dimulai dengan menentukan kriteria
dan spesifikasi mesin, sifat mekanik telur dan mekanisme kerja mesin. Tahapan
pembuatan mesin terdiri dari 3 tahap yaitu pembuatan sistem mekanis, pembuatan
sistem relay dan perakitan. Berdasarkan prosesnya tahap penelitian dapat
diuraikan melalui skema di Gambar 1.
Studi Pustaka
Perancangan

Pembuatan sistem mekanis :
konveyor pengumpan,
konveyor pengarah,
konveyor grading, penyortir
dan konveyor keluar

Pembuatan sistem relay

Perakitan

Uji kapasitas,
akurasi, dan
keretakan

Selesai

Gambar 1 Diagram proses penelitian

4

Kriteria Desain dan Analisis Teknik
Berdasarkan hasil kajian kebutuhannya, kriteria desain dan spesifikasi mesin
grading telur ayam ini adalah: a) dapat mengelompokkan telur ayam dalam tiga
kelompok berdasarkan bobotnya secara otomatis, b) memiliki kapasitas 60
telur/menit, c) memiliki tingkat akurasi pengelompokan mencapai 90% dan d)
mekanisme sederhana dan tidak mengakibatkan kerusakan fisik pada telur.
Komponen dan mekanisme yang digunakan diupayakan semaksimal mungkin dari
produksi lokal dan dapat dibuat di bengkel lokal. Dengan spesifikasi tersebut
diharapkan dapat setara dengan kinerja grading manual namun dengan tingkat
akurasi yang lebih baik. Penentuan sifat mekanik telur diperlukan untuk
menentukan mekanisme dan gaya pada mesin grading agar tidak menimbulkan
kerusakan pada telur. Sifat mekanik telur yang perlu diketahui di antaranya
kekuatan pecah, rupture energy, koefisien gesek, elastisitas kulit telur, dan
tekanan maksimum agar telur tidak retak. Kekuatan pecah adalah besarnya gaya
yang diberikan pada telur sampai telur terjadi retak, sedangkan rupture energy
adalah besarnya energi yang diberikan pada telur sampai terjadi retak pada telur.
Nilai kekuatan pecah telur berkisar antara 25 N sampai 28 N, sedangkan nilai
rupture energy untuk telur ayam berkisar antara 2.2 N.mm sampai 4.77 N.mm.
Telur memiliki nilai koefisien gesek tertinggi dengan karet sebesar 0.26 dan
terendah dengan kaca sebesar 0.108 (Ebubekir dan Ahmet 2007)
Elastisitas kulit telur berhubungan dengan gaya maksimum yang dapat
diberikan pada permukaan kulit telur. Ketika pembebanan diberikan pada bagian
ujung telur maka besar gaya maksimum yang dapat diberikan berkisar antara 33 N
hingga 49 N. Jika beban pembebanan diberikan pada sisi telur maka gaya
maksimum yang dapat diberikan sekitar 28.1 N hingga 41.1 N (Bain et al. 2006).
Retak pada telur juga terjadi karena adanya tegangan pada telur. Tegangan ini bisa
disebabkan oleh penumpukan telur. Besar tegangan maksimum yang terjadi pada
telur sekitar 15.2 MPa (Entwhistle dan Reddy 1996). Hong dan Huang (2011)
menganalisa besarnya tegangan yang terjadi pada telur saat berada pada mesin
pemeriksaan telur. Hasil analisa mereka menunjukkan distribusi tegangan keti
kgaya maksimum pada cangkan sebesar 20 N maka tegangan maksimum adalah
1082 MP dengan kecepatan maksimum 334 mm/s2
Penggerak dalam mesin grading menggunakan motor DC. Untuk
menentukan besarnya daya motor dihitung menggunakan persamaan:
P= F×V

(1)

dimana P adalah daya motor listrik (watt), F adalah gaya (N), dan V adalah
kecepatan linear (m/s). Menurut Sularso (1997) untuk menetukan daya rencana
motor listrik maka hasil perhitungan daya dari persamaan (2) perlu dikalikan
faktor koreksi sesuai dengan persamaan :
Pd = P × Fc

(2)

dimana Pd adalah daya rencana motor listrik (watt), P adalah daya motor listrik
(watt), dan Fc adalah faktor koreksi yang nilainya 1.2. Sedangkan putaran motor
(N) dapat dihitung dari kecepatan linear konveyor (V) dengan persamaan :
�=

� × 60
�

(3)

5

dimana N adalah putaran motor (rpm), V adalah kecepatan linear (m/s) dan D
adalah diameter puli (m). Sedangkan torsi motor dapat dihitung dengan
persamaan :
τ=F x r

(4)

dimana τ adalah torsi motor (Nm), F adalah gaya (N), dan r adalah jari-jari (m)
ANALISIS RANCANGAN
Rancangan Fungsional
Fungsi umum dari mesin grading telur yang didesain adalah:
mengelompokkan telur ayam ke dalam tiga kelompok bobot telur secara otomatis.
Untuk mencapai fungsi tersebut, diperlukan sub-sub fungsi dari mesin seperti
disajikan dalam Tabel 1. Untuk setiap sub fungsi, diperlukan komponen atau
mekanisme yang sesuai dengan kebutuhannya. Jenis komponen atau mekanisme
yang digunakan untuk mengerjakan sub fungsi tersebut dipilih dari beberapa
alternatif yang mungkin digunakan. Hasil pemilihan komponen dan mekanisme
untuk tiap sub fungsi mesin disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 Penguraian fungsional mesin dan pemilihan komponennya
Alternatif
Komponen/mekanisme
No.
Fungsi/sub-fungsi
komponen/mekanisme
yang dipilih
Mengumpankan telur
Konveyor sabuk dan
 Konveyor sabuk
1 secara teratur pada
mekanisme buka tutup
 Mekanisme buka
penata posisi telur
gerbang
tutup gerbang
 Konveyor tipe roller
2 Menata posisi telur
Konveyor tipe roller
 Rotor pemutar
 Mekanisme
Memindahkan telur
Mekanisme empat
3
pengungkit
pada bagian penimbang
batang hubung
 Timbangan
 Mekanisme
4 Menimbang telur
pengungkit
Mekanisme pengungkit
 Timbangan digital
Mendorong telur ke
 Mekanisme solenoid
5
Mekanisme solenoid
saluran pengarah
 Mekanisme pegas
Menampung telur hasil  Hoper
7
Hoper
pengelompkan bobotnya  Wadah kemasan
Memberikan daya dan
Motor listrik dan
 Motor bakar
8 menggerakkan
sistem transmisi
 Motor listrik
mekanisme-mekanisme
dayanya
Mengendalikan
Sistem kontrol
 Sistem kontrol
9 mekanisme pendorong
elektronik
elektronik
telur
Menyokong semua
10
Rangka
 Rangka
komponen mesin

6

Berdasarkan hasil rancangan fungsional, maka mesin grading telur yang
didesain ini terdiri dari beberapa bagian yaitu: a) konveyor pengumpan, b)
konveyor pengarah, c) konveyor grading, d) penyortir telur, e) konveyor keluar, f)
penampung telur, g) rangka, dan h) sistem kontrol (Gambar 2). Konveyor
pengumpan merupakan sebuah unit belt konveyor yang menggerakan telur
menuju bagian konveyor pengarah. Konveyor pengarah berfungsi untuk
mengarahkan telur agar berada pada posisi yang tepat sebelum masuk ke bagian
konveyor grading. Setelah melalui konveyor pengarah telur menggelinding
menuju konveyor grading untuk dipindahkan ke unit penyortir. Sistem unit
penyortir menggunakan prinsip timbangan tipe pengungkit yang dihubungkan
dengan mekanisme stop-kontak untuk menyalakan solenoid. Jika telur sesuai
dengan kelompok bobotnya maka solenoid akan mendorong telur keluar menuju
proses berikutnya.
Konveyor pengarah

Konveyor grading

Konveyor pengumpan

Grader
Konveyor
keluar

Gambar 2 Rancangan mesin grading telur
Rancangan Struktural
Konveyor Pengumpan
Konveyor pengumpan merupakan belt konveyor yang digerakan motor
DC. Beberapa roller dipasang untuk menjaga tegangan belt konveyor agar tidak
renggang. Telur yang masuk pada unit konveyor pengumpan memiliki posisi yang
acak untuk diteruskan ke konveyor pengarah. Agar telur yang masuk ke konveyor
pengarah terbagi secara merata maka dipasang sistem gerbang pengarah yang
berfungsi mengarahkan telur dan mencegah terjadinya penumpukan telur. Bagian
gerbang pengarah ini digerakkan oleh motor DC yang dihubungkan dengan

7

mekanisme crank and slider sehingga dapat bergerak dengan gerakan bolak–
balik dengan kecepatan 30 rpm. Sistem penjatah telur dipasang pada ujung
konveyor pengumpan untuk mengatur jumlah telur dan timing pada proses
pengumpanan telur yang masuk ke bagian konveyor pengarah. Sistem penjatah
telur itu diatur agar dapat bergerak secara translasi dengan kecepatan 10 cm/s.
Sistem dari konveyor pengumpan disajikan pada Gambar 3.

Gambar 3 Sistem konveyor pengumpan
Konveyor pengumpan mempunyai dimensi panjang 70 cm, lebar 50 cm, dan
tinggi 95 cm. Desain dari konveyor pengumpan disajikan pada Gambar 4.
Besarnya beban total yang akan dipindahkan oleh konveyor pengarah sebesar 43
kg. Beban tersebut terdiri dari berat maksimum telur dan berat dari sabuk. Dari
tabel nilai koefisien gesek diketahui besarnya koefisien gesek antara dua buah
baja yang dilumasi berkisar antara 0.15 sampai 0.2, sehingga besarnya gaya yang
diperlukan untuk menggerakan konveyor sebesar 69.77 N. Daya rencana dan
putaran dari motor listrik dapat dihitung dengan persamaan (2) dan (3), besarnya
daya rencana dan putaran dari motor konveyor pengumpan berturut-turut sebesar
4.94 watt dan 14.4 rpm. Sedangkan torsi dari motor dihitung dengan persamaan
(4), torsi motor yang diperlukan sebesar 3.2 Nm. Perhitungan daya motor DC
pada konveyor pengumpan dapat dilihat pada Lampiran 1

Gambar 4 Desain konveyor pengumpan

8

Penjatah Telur
Proses pengumpanan telur ke konveyor pengarah oleh sistem penjatah telur
diawali dengan posisi sistem penjatah telur tertutup untuk menghalangi telur
masuk ke konveyor pengarah. Gerakan terbuka dan tertutup dari sistem penjatah
telur tersebut diatur oleh dua buah switch on off seperti ditunjukkan oleh
Gambar 5.

Gambar 5 Sistem penjatah telur
Ketika motor DC berputar maka bagian konveyor pengarah akan turun
sampai menyentuh switch 2 sehingga merubah arah putaran motor listrik untuk
kembali menaikan penjatah ke posisi awal. Gerakan translasi dari sistem penjatah
tersebut akan berhenti saat menyentuh bagian switch 1. Proses pergerakan telur
dari bagian konveyor masuk ke konveyor pengarah disajikan pada Gambar 6.

(a)

(c)

(b)

(d)

Gambar 6 Proses pengumpanan telur dari konveyor pengumpan ke konveyor
pengarah ketika (a) sistem penjatah tertutup, (b) sistem penjatah
terbuka, (c) telur masuk, dan (d) sistem penjatah kembali tertutup

9

Konveyor Pengarah
Konveyor pengarah berfungsi untuk mengarahkan telur agar berada pada
posisi yang tepat yaitu ke posisi sejajar dengan roller pengarah dan mengantarkan
telur dari konveyor pengumpan ke konveyor grading. Konveyor pengarah terdiri
dari beberapa roller yang dipasang pada dua buah rantai dan disusun berjajar.
Roller bergerak secara linear sekaligus juga berputar pada porosnya agar posisi
telur searah dengan roller, seragam, dan menghantarkan telur dari konveyor
pengumpan ke konveyor grading. Untuk menjatah telur yang akan masuk ke
konveyor grading dipasang pintu yang dapat bergerak dengan lintasan seperempat
lingkaran secara bolak balik dengan karakteristik gerakan mentup lebih cepat dari
gerakan membuka yang waktunya disesuaikan dengan seluruh sistem penggerak
pada konveyor grading. Sistem dari konveyor pengarah disajikan pada Gambar 7

Gambar 7 Sistem konveyor pengarah
Besarnya beban total yang akan dipindahkan oleh konveyor pengarah
sebesar 9.43 kg. Beban tersebut terdiri dari berat maksimum telur, berat rantai dan
berat roller, sehingga besarnya gaya yang diperlukan untuk menggerakan
konveyor sebesar 53.45 N. Daya rencana dan putaran dari motor listrik dapat
dihitung dengan persamaan (2) dan (4), besarnya daya rencana dan putaran dari
motor konveyor pengumpan berturut-turut sebesar 2.67 watt dan 19.1 rpm.
Sedangkan torsi dari motor dihitung dengan persamaan (3), torsi motor yang
diperlukan sebesar 1.34 Nm. Perhitungan daya motor DC pada konveyor pengarah
dapat dilihat pada Lampiran 2. Saat pintu tertutup maka konveyor pengarah akan
mulai bergerak dan telur akan tertahan oleh pintu agar telur tidak jatuh ke wadah
dudukan telur yang berada di konveyor penyortir. Bersamaan dengan konveyor
pengarah yang terus bergerak turun, pintu mulai terbuka, karena desakan dari
gerakan konveyor tersebut mengakibatkan telur ikut menggelinding dengan
kecepatan yang sama dengan pintu hingga menempati dudukan telur. Proses
pergerakan telur dari konveyor pengarah ke konveyor grading disajikan pada
Gambar 8.

10

(a)

(b)
(c)
Gambar 8 Proses pengumpanan telur dari konveyor pengarah ke konveyor grading
ketika (a) telur masih pada konveyor pengarah, (b) telur mulai masuk ke
wadah dudukan konveyor grading, dan (c) telur masuk sepenuhnya pada
wadah konveyor grading.
Konveyor pengarah berdimensi panjang 60 cm, lebar 40 cm, tinggi 90 cm,
dan jarak antara roller sebesar 5 cm. desain dari konveyor pengarah disajikan
pada Gambar 9.

Gambar 9 Desain konveyor pengarah

11

Roller
Untuk merubah posisi telur agar menjadi seragam dapat dilakukan
dengan menempatkan telur pada dua buah roller dan memutar rol tersebut
sehingga arah telur berubah sejajar dengan roller. Faktor yang mempengaruhi
efisiensi pengarahan telur diantaranya adalah diameter rol, jarak antara roller,
kecepatan rol, sudut kemiringan pembatas telur, dan jarak sisi pembatas telur.
Diameter roller yang baik 40 sampai 50 mm, jarak antara roller 45 sampai 65 mm
sudut kemiringan pembatas telur 20° sampai 30° (Song et al. 2013). Dari data
pengukuran 100 sampel telur diketahui tinggi maksimum dari telur 67 mm dengan
diameter 44 mm, sehingga diperoleh selisih antara tinggi dan diameter telur 24
mm. Desain dari bentuk roller disajikan pada Gambar 10.

Gambar 10 Desain roller
Penentuan Jumlah Roller Konveyor Pengarah
Untuk menentukan jumlah minimum roller pada konveyor, maka perlu
dilakukan beberapa eksperimen. Eksperimen dilakukan dengan meletakkan telur
dari masing-masing grade di alat penguji yang dilengkapi dengan roller dan
kamera (Gambar 11).

Tempat kamera
Busur derajat
Tempat pengujian

Gambar 11 Alat penguji perubahan telur
Telur bergerak setiap 10 cm dan selanjutnya difoto untuk menentukan
besarnya derajat perubahan dari telur. Derajat perubahan telur dapat dilihat pada
busur yang terdapat pada alat pengujuan. Hubungan antara perubahan posisi telur
dengan jarak pergerakan dapat dilihat pada Gambar 12

12

63 g
64.8 g
61 g

0

10 20 30 40 50 60 70

Jarak pergerakan (cm)

(a)

100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
-80

Derajat Perubahanv(0)

Derajat Perubahan(0)

100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
-80

47.2 g
37.2 g
41.7 g

0

10 20 30 40 50 60 70

Jarak pergerakan (cm)

(b)

Gambar 12 Pergerakan telur pada grade A (a), pergerakan telur pada grade C (b)
Dari Gambar 12 terlihat derajat perubahan telur pada grade A cendrung
lebih besar dibandingkan dengan derajat perubahan telur pada grade B dan C.
Pada jarak perubahan 50 cm, sudut yang dihasilkan oleh telur grade A lebih dari
5° dan mendekati sumbu x, sedangkan pada grade C sudut yang dihasilkan
mencapai 0°. Grade A akan mencapai sudut 0° terhadap sumbu X pada jarak
pergerakan sebesar 60 cm, sehingga dapat disimpulkan bahwa semakin besar
bobot telur, maka jarak pergerakan agar telur berada sejajar dengan sumbu X juga
akan semakin besar. Jarak pergerakan minimum yang diperlukan telur untuk
sejajar terhadap sumbu X adalah 60 cm. Sprocket yang digunakan adalah
sprocket dengan jumlah gigi 14 buah dan jarak tiap roller sejauh 5 cm, sehingga
panjang rantai dapat ditentukan dengan persamaan berikut:
=2 +

�1+�2
2

+

�2−�1 2
4� 2

(5)

dimana L panjang rantai, C jarak sumbu poros, N1 jumlah gigi sproket 1 dan N2
jumlah gigi sproket 2. Dengan menggunakan persamaan (5) maka didapat panjang
rantai yang diperlukan 135 cm dan jumlah roller 27.

Konveyor Grading
Konveyor grading terdiri dari dudukan telur yang berbentuk sama dengan
dudukan pada grader. Konveyor grading bergerak untuk memindahkan telur dari
tiap penyortir sesuai dengan gradenya. Konveyor grading digerakan oleh dua
buah motor DC yang berputar secara bolak-balik. Sistem engkol peluncur
digunakan uuntuk mengubah gerakan rotasi menjadi translasi. Sistem penggerak
pada konveyor grading disajikan pada Gambar 13. Pada saat konveyor berada di
atas maka switch V1 tertekan dan menyalakan motor 2 untuk menngerakan
konveyor ke kanan. Konveyor akan terus bergerak hingga switch H2 tertekan dan
menghentikan gerakan motor 2 sekaligus menyalakan motor 1 untuk menggerakan
konveyor ke bawah.

13

Gambar 13 Sistem penggerak pada konveyor grading
Konveyor akan terus bergerak ke bawah sampai switch V2 tertekan untuk
menghentikan gerakan motor 1 dan meyalakan motor 1 untuk menggerakan
konveyor ke kiri. Konveyor akan terus bergerak ke kiri sampai switch H1 tertekan
untuk menghentikan motor 1 dan menyalakan motor 2 untuk menggerakan
konveyor ke atas. Proses tersebut akan berlangsung secara terus menerus dan
membentuk pola gerakan persegi panjang. Motor listrik 1 menggerakan sistem
mekanisme engkol peluncur arah horizontal dan motor listrik 2 menggerakan
mekanisme engkol peluncur arah vertikal. Pola dari gerakan konveyor grading
berbentuk persegi panjang dengan panjang gerakan horizontal 24 cm dan tinggi
gerakan vertikal 4 cm. Konveyor grading memiliki dimensi panjang 190 cm, lebar
22 cm dan tinggi 95 cm. Desain dari konveyor grading disajikan pada Gambar 14.

Gambar 14 Desain konveyor grading

14

Terdapat 2 variasi kecepatan konveyor arah horizontal. Kecepatan yang
pertama merupakan kecepatan awal dan akhir (Va) sedangkan kecepatan kedua
merupakan kecepatan kerja (Vb). Penggunaan 2 variasi kecepatan dimaksudkan
untuk memperkecil nilai momentum dan memperbesar kecepatan konveyor
grading sehingga dapat meningkatkan kapasitas mesin. Mekanisme engkol
peluncur untuk menggerakkan konveyor grading ditunjukkan pada Gambar 15.
Beban yang ditanggung oleh mekanisme untuk mengerakkan konveyor ke arah
horizontal meliputi beban telur dan wadah yang memiliki beban sebesar 14.2 kg.

Gambar 15 Mekanisme engkol dan peluncur pada konveyor grading
Gaya F1 pada Gambar menunjukan besarnya total beban yang akan
dipindahkan oleh mekanisme engkol peluncur setelah dikalikan dengan koefisien
gesek. Besar gaya horizontal F1 yang diperlukan untuk menggerakkan beban
tersebut sebesar 34.8 N. Setelah diketahui besarnya F1 maka dengan
menggunakan metode grafis didapat besarnya kecepatan dan gaya pada batang 2
berturut-turut sebesar 14.11 cm/s dan 43.44 N. Dengan menggunakan persamaan
(2) maka didapat besarnya daya rencana motor listrik 1 sebesar 7.36 watt
sehingga putaran motor dan torsi dapat dihitung dengan persamaan (3) dan (4)
yang besarnya berturut turut sebesar 6.74 rpm dan 8.68 Nm. Besarnya gaya F2
untuk menggerakkan konveyor kearah vertikal sebesar 139.16 N. Dengan
menggunakan metode grafis didapat besarnya kecepatan dan gaya pada batang 2
berturut-turut sebesar 41.4 cm/s dan 404.5 N. Dengan menggunakan persamaan
(2) maka didapat besarnya daya rencana motor listrik 2 sebesar 200.1 watt.
Putaran motor dan torsi dapat dihitung dengan persamaan (3) dan (4) yang
besarnya berturut turut sebesar 62.8 rpm dan 86.1 Nm. Perhitungan daya motor
DC pada konveyor grading dapat dilihat pada Lampiran 3.
Grader
Grader berfungsi untuk memisahkan bobot telur sesuai dengan gradenya.
Sistem penyortiran menggunakan prinsip timbangan manual yang dihubungkan
kesebuah kontak untuk menyalakan selenoid agar mengarahkan telur jika sesuai
dengan bobot yang ditentukan. Untuk mengatur besarnya grade pada penyortir
maka terdapat pemberat yang dapat diputar agar grade pada proses peyortiran
dapat diatur. Sistem dari penyortir disajikan pada Gambar 16.

15

Gambar 16 Sistem grader
Jika telur yang berada dipenyortir sesuai dengan grade yang ditentukan
maka kontak akan terputus dan memutus relay. Kontak pada relay yang digunakan
ialah normaly open. Kontak tersebut dihubungkan ke selenoid sehingga pada
waktu relay dalam posisi off maka akan mengaktifkan selenoid untuk
mengarahkan telur keluar dari dudukannya diantara telur dan pemberat dipasang
bearing agar gerakan dari penyortir benar-benar bebas. Desain dari penyortir
disajikan pada Gambar 17.

Gambar 17 Desain grader
Untuk mengatur besarnya bobot dari timbangan maka dipasang ulir agar
pemberat dapat diatur dengan cara memutar pemberat tersebut. Bobot dari
pemberat dapat ditentukan sebagai berikut :

=

�

(6)

dimana Fa bobot telur maksimum, Fb bobot pemberat, La jarak antara telur ke
tumpuan dan Lb jarak pemberat ke tumpuan. Diketahui bobot maksimum dari
telur Fa 80 gram, La 6.5 cm dan Lb 5.5 cm sehingga massa pemberat 94.55 gram.
Konveyor Keluar
Konveyor keluar berfungsi untuk meneruskan telur yang sudah tersortir ke
proses berikutnya yang menampung telur sesuai klasifikasi gradenya. Konveyor
keluar terdiri dari beberapa batang alumunium yang dipasang pada dua buah
rantai dan bergerak secara liner dengan kecepatan konstan. Untuk mencegah
benturan telur akibat lemparan telur dari penyortir dan sebagai penghubung antara
penyortir dan konveyor keluar maka terdapat landasan yang dilapisi dengan
bahan karet. Sistem dari konveyor keluar dapat disajikan pada Gambar 18.

16

Gambar 18 Sistem konveyor keluar
Konveyor keluar berdimensi panjang 85 cm, lebar 65 cm, dan tinggi 85
cm. Besarnya beban total yang akan dipindahkan oleh konveyor keluar sebesar
16.4 kg. Beban tersebut terdiri dari berat maksimum telur, berat rantai dan berat
roll alumunium. Desain dari konveyor keluar disajikan pada Gambar 19.

Gambar 19 Desain konveyor keluar
Besarnya gaya yang diperlukan untuk menggerakan konveyor sebesar 35.28
N. Daya dan putaran dari motor listrik dapat dihitung dengan persamaan (2) dan
(4), besarnya daya rencana dan putaran dari motor konveyor pengumpan berturutturut sebesar 2.12 watt dan 19.1 rpm. Sedangkan torsi dari motor dihitung dengan
persamaan (3), torsi motor yang diperlukan sebesar 0.88 Nm. Perhitungan daya
motor DC pada konveyor keluar dapat dilihat pada Lampiran 4

17

Sistem Relay
Pembuatan sistem kontrol berfungsi untuk mensingkronisasikan semua
gerakan pada motor listrik agar dapat bergerak dan berhenti pada posisi yang
tepat. Sistem kontrol ini menggunakan relay yang di hubungkan ke switch
dimana posisi on/off dari relay akan menghentikan dan menggerakan motor DC.
Metode Pengujian Kinerja Mesin Grading
Pengujian Kapasitas
Pengujian kapasitas bertujuan untuk mendapatkan kecepatan maksimum
yang dapat diberikan pada mesin grading. Prosedur pengujian dilakukan dengan
menentukan variable-variabel mesin yang berubah, dilanjutkan membuat
rancangan percobangan untuk pengujian. Variable mesin yang divariasikan adalah
nilai L (panjang lintasan pada kecepatan Va) , kecepatan awal (Va) , dan kecepatan
kerja (Vb). Nilai Va yang digunakan untuk pengujian sama dengan Nilai Vb yaitu
Vb1 4.56 cm/s (11.4 rpm), Vb2 6.2 cm/s (15.5 rpm), dan Vb3 9.8 cm/s (24.5 rpm).
Sedangkan nilai L adalah L1 0 cm, L2 3 cm dan L3 6 cm. Ketiga variabel tersebut
divariasikan masing-masing menjadi 3 perlakuan, sehingga terdapat 27 kombinasi
perlakuan dengan pengulangan masing-masing sebanyak 3 kali. Rancangan
percobaan menggunakan pengujian dengan tiga faktor memakai tipe split-splitplot design dengan kecepatan kerja dijadikan main plot, kecepatan awal dan akhir
dijadikan sub plot dan panjang lintasan kecepatan awal dan akhir dijadikan sub
sub plot. Setiap perlakuan terlebih dahulu disusun dengan cara pengacakan untuk
menghindari terjadinya bias. Hasil pengacakan tiap perlakuan dimasukkan dalam
tabel kombinasi perlakuan berikut.
Tabel 2 Susunan kombinasi perlakuan yang telah dilakukan pengacakan

Keterangan :
Va1 = kecepatan awal dan akhir 1
Va2 = kecepatan awal dan akhir 2
Va3 = kecepatan awal dan akhir 3
L1 = panjang lintasan 1 saat di Va
L3 = panjang lintasan 3 saat di Va

Vb1 = kecepatan kerja 1
Vb2 = kecepatan kerja 2
Vb3 = kecepatan kerja 3
L2 = panjang lintasan 2 saat di Va

18

Data yang terkumpul dianalisis statistik untuk mengetahui pengaruh tiap
perlakuan terhadap kinerja mesin dan mendapatkan persamaan untuk
memprediksi kapasitas. Analisis statistik dilakukan dengan program komputer
(MINITAB dan Excel).
Kapasitas Teoritis Mesin
Kapasitas kerja mesin adalah banyaknya telur yang berhasil disortasi dalam
satuan waktu. Kapasitas mesin dapat dihitung berdasarkan pola pergerakan dan
perubahan kecepatan dari konveyor grading dengan asumsi tidak terdapat telur
yang jatuh saat dipindahkan oleh konveyor grading, adapun pola gerakan dari
konveyor grading ditunjukkan pada Gambar 20.

Gambar 20 Pola gerakan dari konveyor grading
Dari pola tersebut maka dapat ditentukan persamaan untuk menghitung
kapasitas teoritis sebagai berikut :
�=

60
( /� )+((

− )/� )

×

(7)

dimana KP adalah kapasitas mesin (telur/menit), Va adalah kecepatan awal dan
akhir konveyor grading (cm/s), Vb adalah kecepatan kerja konveyor grading
(cm/s), L adalah panjang lintasan saat kecepatan di Va, TL adalah panjang total
lintasan, dan TS adalah kapasitas angkut telur pada konveyor grading dalam satu
kali siklus (butir/putaran).
Pengujian Akurasi
Pengujian akurasi bertujuan untuk melihat seberapa akurat mesin grading
ini dalam melakukan pengelompokan telur. Pada pengujian ini digunakan 18
sampel telur yang dikondisikan dengan 6 kali pengulangan. Berat telur yang
digunakan dalam pengujian ini adalah empat telur pada grade A yaitu 64 g, 63 g,
62 g, 61 g, delapan telur pada grade B yaitu 60 g, 59 g, 58 g, 57 g, 56 g, 54 g, 53
g, 52 g, 51 g, 50 g , dan empat telur pada grade C yaitu 49 g, 48 g, 47 g, 46 g.
Pengkondisian sampel tersebut dimaksudkan untuk mengetahui tingkat kesalahan
pada masing-masing grade. Akurasi dapat dihitung dengan membandingkan
jumlah telur yang berhasil dikelompokan dengan jumlah yang seharusnya
terkelompok. Akurasi dapat dihitung dengan persamaan berikut:
�=

ℎ

× 100%

(8)

dimana A adalah akurasi (%), Jt adalah jumlah telur yang terkelompok dengan
tepat, dan Jh adalah jumlah telur yang seharusnya terkelompok.

19

Pengujian Keretakan
Pengujian ini bertujuan untuk melihat apakah telur yang telah melewati
mesin grading mengalami retak. Pengujian ini menggunakan 30 sampel telur
dengan grade yang berbeda. Sebelum dikelompokkan telur terlebih dahulu
diteropong untuk melihat kondisi awal. Telur yang kondisinya baik dimasukkan
ke dalam mesin grading, setelah keluar dari masin grading telur tersebut kembali
diteropong untuk melihat keadaan akhir telur setelah melewati mesin grading.
Setiap satu butir telur dilakukan dua kali peneropongan pada ujung telur untuk
memastikan tidak terdapat keretakan pada seluruh bagian telur.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Prototipe Mesin
Gambar 21 menunjukkan bagian-bagian mesin grading telur yang telah
selasai dibangun. Bagian utama mesin grading seperti konveyor pengumpan,
konveyor pengarah, konveyor grading, penyortir dan konveyor keluar dapat
berfungsi dengan baik dan gerakan dari setiap bagian dapat tersinkronisasi,
sehingga mesin grading ini dapat digunakan untuk proses penyortiran telur.

Konveyor
keluar

Konveyor
pengumpan

Konveyor
grading

Konveyor
pengarah
Roller

Grader

Gambar 21 Mesin grading telur ayam

Kapasitas
Hasil pengujian pengaruh kecepatan awal (Va), k e ce p at an k e rj a ( V b ),
da n j ar a k p e ru ba h an ke c ep at a n ( L ) t e rh a da p k ap as i t as pe n yo rt i r an
disajikan pada Tabel 3. Data hasil pengujian dianalisis dengan Analysis of
Variance (ANOVA) menggunakan program MINITAB 15. Hasil Anova dapat
dilihat pada Lampiran 5

20

Tabel 3 Hasil pengujian kapasitas (telur/menit) pada berbagai kombinasi
L1
L2
L3
Va1
29.4
32.1
32.4
Vb1
Va2
29.4
8.46
37.55
Va3
29.4
0
6.97
Va1
47.4
38.40
32.4
Vb2
Va2
45.28
41.33
44.88
Va3
11.58
14.15
7.60
Va1
0
13.25
33
Vb3
Va2
0
7.13
60.43
Va3
0
0
0
Keterangan : Va1 = 4.56 cm/s
Va2 = 6.2 cm/s Va3 = 9.8cm/s
Vb1 = 4.56 cm/s
Vb2 = 6.2 cm/s Vb3 = 9.8cm/s
L1 = 0 cm
L2 = 3 cm
L3 = 6 cm
Hasil ANOVA menunjukkan bahwa nilai P pada L adalah 0 , pada Va
adalah 0, dan pada Vb adalah 0, sehingga dapat disimpulkan ketiga variabel
tersebut sangat berbeda nyata pengaruhnya terhadap kapasitas dari mesin grading
telur. Kondisi dimana besar Va 6.2 cm/s, Vb 9.8 cm/s, dan L 6 cm, merupakan
kondisi terbaik dengan kapasitas 60.4 telur/menit. Dengan menggunakan
persamaan (7) kapasitas teoritis dari mesin sortasi saat Va 6.2 cm/s, Vb 9.8 cm/s,
dan L 6 cm adalah 64.2 telur/menit. Dari hasil pengujian dan analisis data yang
diperoleh dapat dibuat suatu persamaan regresi multi linear kuadratik untuk
memprediksi kapasitas mesin grading telur.
�

= − 78.0 – 7.17
+ 6.62 � + 9.02 � – 0.263L × � +
0.486 × � + 0.0101 � × � + 0.751 2 − 0.214 � 2 −
(9)
0.317 � 2

Dengan menggunakan persaman (9) dapat dibandingkan kapasitas prediksi
dengan kapasitas terukur yang ditunjukkan pada Gambar 22.
70
Kapasitas terukur
(telur/menit)

60
50
40
30
20
10
0
0 10 20 30 40 50 60 70
Kapasitas prediksi (telur/menit)

Gambar 22 Grafik hubungan kapasitas prediksi dengan kapasitas terukur
Nilai prediksi kapasitas yang didapat cukup baik dengan nilai determinasi
70.5% (Lampiran 5). Persamaan tersebut dapat digunakan untuk memprediksi
nilai kapasitas dari mesin grading telur dengan berbagi kombinasi antara Va, Vb
dan L.

21

Hasil simulasi menunjukaan kapasitas tertinggi berada pada saat Va 6 cm/s,
Vb 7.6 cm/s, dan L 6 cm dengan kapasitas 49 telur/menit. Kapasitas tersebut lebih
besar dibanding saat Va 6.2 cm/s, Vb 9.8 cm/s, dan L 6 cm dengan kapasitas 39
telur/menit. Hasil prediksi tersebut dapat dijadikan masukan dalam perancangan
mesin berikutnya, sehingga diperoleh kinerja mesin yang lebih baik dari
perencangan sebelumnya. Hasil prediksi kapasitas dapat dilihat pada Lampiran 7.
Hubungan antara Va, Vb dan L dapat disimulasikan dengan persamaan (9)
sebagai berikut:

Kapasitas (telur/menit)

L 0 cm

L 3 cm

50
40
30
20
10

60
Kapasitas (telur/menit)

L 0 cm
L 6 cm

60

L 3 cm

L 6 cm

50
40
30
20
10
0

0
4.4 5.2

6

4.4 5.2

6.8 7.6 8.4 9.2
Va (cm/s)

(a)

6

6.8 7.6 8.4 9.2
Vb (cm/s)

(b)

Gambar 23 Hubungan Va dan kapasitas saat Vb 6 cm/s (a), hubungan Vb dan
kapasitas saat Va 6 cm/s (b)
Dari Gambar 23 terlihat nilai kapasitas akan langsung turun dengan
meningkatnya nilai Va. Nilai Va yang tepat sangat menentukan besarnya kapasitas
mesin grading. Jika nilai Va terlalu tinggi, akan terjadi peningkatan kecepatan dari
0 sampai ke Va yang cukup besar, sehingga mengakibatkan terjadinya kejutan
yang berakibat jatuhnya telur dari konveyor grading. Selain itu nilai Va yang
terlalu tinggi juga mengakibatkan besarnya penurunan kecepatan dari Va ke 0
yang akan mengakibatkan momentum yang besar. Jika Va terlalu lambat maka
pergerakan konveyor grading juga menjadi lambat sehingga kapasitas yang
dihasilkan menjadi kecil. Nilai L3 merupakan jarak perubahan kecepatan dengan
kapasitas tertinggi. Kenaikan nilai Vb akan meningkatkan nilai kapasitas, tetapi
sampai pada nilai tertentu kapasitas cendrung untuk menurun, hal ini dikarenakan
kecepatan yang nilainya terlalu tinggi mengakibatkan telur jatuh dari konveyor
penyortir.
Akurasi
Dari pengujian 18 telur sebanyak 6 kali pengulangan, dapat diketahui
kesalahan dalam penyortiran terjadi pada bobot telur yang mendekati batas dari
grade. Nilai akurasi dari mesin grading ini adalah sebesar 83.8 %. Kurangnya
tingkat akurasi dikarenakan titik berat dari telur yang tidak selalu berada di tengah
sehingga penimbangan bobot yang mengunakan sistem pengungkit menjadi tidak
akurat. Selain itu getaran yang terjadi pada konveyor grading mempengaruhi
dalam penimbangan bobot telur. Adanya impact saat telur diletakan ke grader

22

juga berakibat penimbangan bobot menjadi lebih besar dari nilai yang seharusnya.
Untuk mengatasi hal tersebut dan meningkatkan akurasi maka dapat digunakan
sistem timbangan dengan sensor load cell sehingga getaran atau noise dari
pembacaan bobot telur dapat dihilangkan. Hasil pengujian akurasi dari tiap grade
telur disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4 Nilai persentase akurasi bobot telur
Ulangan
1
2
3
4
5
6
Akurasi grade A (%)
100
100 67
80
67
80
Akurasi grade B (%)
90
90
90
90
80
90
Akurasi grade C (%)
80
80
75 100 100 50
Akurasi mesin (%)

Rata-rata
82.3
88.3
80.83
83.81

Keretakan
Dari hasil pengujian pada 30 sampel telur tidak ditemukan terjadinya retak
pada telur. Sebelum digrading telur diteropong terlebih dahulu untuk dipastikan
tidak terdapat retak (Gambar 24 b), kemudian hasil dari penyortiran diteropong
kembali dan tidak ditemukan terjadinya retak (Gambar 24 c). Tidak terdapatnya
keretakan telur saat melewati mesin grading ini dikarenakan gaya yang terjadi
pada telur masih dibawah nilai rupture force dari telur. Gaya tersebut dapat terjadi
pada sisitem pendorong telur di bagian grader. Selain itu keretakan dapat terjadi
saat telur berpindah dari unit konveyor. Pada mesin grading perpindahan telur
dari satu unit konveyor ke konveyor yang lain selalu dilengkapi dengan sistem
pemindah yaitu penjatah pada konveyor pengumpan dan pintu pada konveyor
pengarah. Sistem pemindah tersebut dapat mencegah telur berbenturan dengan
unit konveyor saat proses pemindahan telur.
Retak

(a)

(b)

(c)
Gambar 24 Contoh telur yang mengalami retak (a), hasil peneropongan sebelum
penyortiran (b), hasil peneropongan sesudah penyortiran (c)

23

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Mesin grading telur ayam berdasarkan bobot telah berhasil dirancang dan
diuji coba. Mesin grading ini da