UJI UNJUK KERJA MESIN PEMECAH BIJI PALA KAPASITAS 25 KG/JAM.
UJI UNJUK KERJA MESIN PEMECAH BIJI PALA
KAPASITAS 25 KG/JAM
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Ahlimadya
Program Studi Teknik Mesin – D3
Jurusan Teknik Mesin
Oleh
JONBONJOFI SIMARMATA
5123220012
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
2016
ABSTRAK
Jonbonjofi Simarmata: Uji Unjuk Kerja 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 melakukan uji unjuk kerja 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 uji unjuk kerja mesin 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 uji 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
Jonbonjofi Simarmata: Performace test 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. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada Bapak Indra Koto, S.T,
M.Eng sebagai dosen pembimbing Tugas Akhir yang telah banyak memberikan
masukan, motivasi, dan petunjuk-petunjuk dalam meyelesaikan tugas akhir ini.
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 “Uji Unjuk Kerja
Mesin Pemecah Biji Pala 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.
Ibu 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.
Teristimewa saya ucapkan terima kasih kepada Ayahanda Simarmata dan
Ibunda Simamora selaku orangtua dari penulis dan keluarga Simarmata
yang telah banyak mendukung di dalam perkuliahan baik berupa doa,
semangat, dan juga materi.
7.
Teman-teman seperjuangan, terkhusus buat Olan Pardede 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,
Pebruari 2016
Penulis,
Jonbonjofi Simarmata
NIM. 5123220012
iv
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN
ABSTRAK .................................................................................................
i
ABSTRACT .................................................................................................
ii
KATA PENGANTAR ...............................................................................
iii
DAFTAR ISI ..............................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ......................................................................................
ix
BAB I PENDAHULUAN .........................................................................
1
A. Latar Belakang ..................................................................................
1
B. Rumusan Masalah ..............................................................................
3
C. Batasan Masalah ................................................................................
3
D. Tujuan ...............................................................................................
3
E. Manfaat ..............................................................................................
4
BAB II LANDASAN TEORI ....................................................................
5
A. Tinjauan Teori ...................................................................................
5
B. Penanganan PascaP anen ...................................................................
8
C. Pengeringan Bunga Pala (Pala) .........................................................
10
D. Pemecah Tempurung biji ...................................................................
10
E. Konstruksi Mesin Pemecah Pala Posisi Vertikal .....................................
11
F. Komponen-Komponen Utama Mesin Pemecah Cangkang Pala ...............
13
G. Kapasitas Mesin Pemecah Biji Pala ..................................................
15
H. Teori Perancangan .............................................................................
15
BAB III METODE PERANCANGAN DAN PENELITIAN...................
38
A. Tempat Dan Waktu Pelaksanaan .......................................................
38
B. Alat Dan Bahan ....................................................................................
38
C. Gambar Alat ......................................................................................
41
D. Diagram Alir Metodologi Penelitian ..................................................
42
E. Materi Penelitian.................................................................................
42
F. Rancangan Penelitian ............................................................................
43
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN....................................................
44
v
A. Dimensi Mesin ................................................................................
44
B. Perhitungan Komponen ...................................................................
44
C. Perhitungan Sistem Transmisi .........................................................
50
D. Hasil Uji Fungsi ..............................................................................
70
BAB V PENUTUP ....................................................................................
75
A. Kesimpulan ......................................................................................
75
B. Saran ................................................................................................
75
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
76
LAMPIRAN
vi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Pala (Myristica Fragan Haitt) ...................................................
6
Gambar 2.
Biji Pala ....................................................................................
9
Gambar 3.
(a) dan (b) Konstuksi Mesin PemecahBiji Pala Posisi Vertikal ..
11
Gambar 4.
Arah Benturan Biji Pala Pada Dinding Stator dan Sirip Stator ...
13
Gambar 5.
Benda Jatuh Bebas ....................................................................
14
Gambar 6.
Motor Listrik ............................................................................
16
Gambar 7.
Skema Motor Listrik .................................................................
17
Gambar 8.
Poros ........................................................................................
19
Gambar 9.
Bantalan ...................................................................................
22
Gambar 10.
Bentuk Puli (pully) –V ..............................................................
27
Gambar 11.
Bentuk Transmisi ......................................................................
27
Gambar 12.
Konstruksi Sabuk – V ...............................................................
29
Gambar 13.
Konstruksi Penampang Sabuk –V .............................................
29
Gambar 14.
Baut ..........................................................................................
30
Gambar 15.
Tekanan Permukaan Pada Ulir ..................................................
32
Gambar 16.
Bentuk Pasak ............................................................................
34
Gambar 17.
Gear Box Reducer.....................................................................
37
Gambar 18.
Diagram Uji Compressin UTS .................................................
39
Gambar 19.
Gambar Konstruksi Mesin .......................................................
41
Gambar 20.
Diagram Alir Penelitian ...........................................................
42
Gambar 21.
Tabung Wadah Lontaran ..........................................................
45
Gambar 22.
Piringan Pelontar .....................................................................
46
Gambar 23.
Kerangka Mesin .......................................................................
46
Gambar 24.
Gerakan Biji Pala pada Tong Pemeca ........................................
51
Gambar 25.
Transmisi Sabuk pada Poros Perantara .....................................
54
Gambar 26.
Puli dan Penampang Puli ..........................................................
54
Gambar 27.
Penampang Sabuk V tipe A .....................................................
55
Gambar 28.
Transmisi Sabuk ......................................................................
55
Gambar 29.
Gaya geser pada pasak ..............................................................
68
vii
Gambar 30.
Grafik Pengujian .......................................................................
72
Gambar 31.
Gambar Pala Setelah di Pecah ...................................................
74
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.
Baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja batang difinis
dingin untuk poros .......................................................................... 19
Tabel 2.
Faktor – Faktor daya yang akan di transmisikan.............................. 21
Tabel 3.
Diameter Poros ............................................................................... 21
Tabel 4.
Nomor bantalan ............................................................................. 23
Tabel 5.
Penampang sabuk-V ...................................................................... 26
Tabel 6.
Panjang Sabuk-V standart ............................................................... 29
Tabel 7.
Tekanan permukaan yang diizinkan pada ulir ................................. 33
Tabel 8.
Ukuran pasak dan alur pasak........................................................... 35
Tabel 9.
Perlengkapan peralatan pada uji coba kekerasan cangkang pala ...... 38
Tabel 10. Bahan yang di gunakan pada uji coba kekerasan cangkang pala ...... 38
Tabel 11. Hasil uji coba kekerasan biji pala .................................................... 38
Tabel 12. Perlengkapan peralatan pembuatan rangka mesin............................ 39
Tabel 13. Bahan yang digunakan untuk rangka mesin .................................... 40
Tabel 14. Perlengkapan peralatan pembuatan bagian pelontar ........................ 40
Tabel 15. Bahan yang digunakan .................................................................... 40
Tabel 16. Perlengkapan alat-alat untuk pembuatan panyaring ......................... 40
Tabel 17. Bahan untuk penyaring .................................................................. 41
Tabel 18. Hasil uji fungsi ............................................................................... 70
Tabel 19. Tabel pengujian mesin .................................................................... 72
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.Luas lahan tanaman pala di
Indonesia mencapai 1,47 juta hektar pada tahun 1990 yang sebagian besar
merupakan perkebunan rakyat (Sunanto,1993).
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 industry 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 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
1
2
digunakan untuk minyak makan dan industri kosmetik (Somaatmaja, 1984).
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).
Pemasaran
biji
pala
ini
sering
dihadapkan
pada
persoalan
kualitas.Kenyataan menunjukkan,masih banyak ditemukan daging pala yang
hancur dan warnanya tidak putih.Penyebab utamanya adalah sebagian besar
produk
biji
pala
dihasilkan
dengan
menggunakan
cara
yang
masih
tradisional,misalnya dikeringkan setelah itu disimpan sampai rusak tanpa ada
pengupasan kulit biji pala terlebih dahulu.
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 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.
3
B. Rumusan Masalah
Dalam menyusun laporan tugas akhir ini disajikan beberapa hal yang dapat
mendukung teori-teori yang dijadikan landasan didalam melaksanakan atau
mewujudkan teori tersebut dalam praktek.
Batasan-batasan masalah yang akan dibahas antara lain :
1. Bagaimana hasil uji kinerja pada mesin pemecah biji pala kapasitas 25
kg/jam.
2.
Bagaimana hasil pengujian waktu yang di perluakan mesin pemecah
biji pala kapasitas 25 kg/jam.
C. Batasan Masalah
Dalam perencanaan mesin pemecah biji pala dengan kapasitas 25 kg/jam
sangatlah luas, maka penulis membatasinya, yakni ;
1. Pengujian hasil uji kinerja pada mesin pemecah biji pala kapasitas 25
kg/jam.
2. Pengujian waktu yang diperlukan pada mesin pemecah biji pala
kapasitas 25 kg/jam.
D. Tujuan
Adapun tujuan penulis dalam membahas masalah-maslah diatas,
mencakup dua hal yaitu secara teknik dan akademis.
1. Melakukan pengujian kinerja mesin pemecah biji pala kapasitas 25
kg/jam.
2. Melakukan pengujian kinerja mesin pemecah biji pala kapasitas 25
kg/jam.
4
E. 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.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil laporan diatas maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Hasil uji kinerja mesin pemecah biji pala dengan kapasitas 25 kg/jam didapat
bahwa semakin besar beban yang diproses maka waktu yang diperlukan akan
semakin bertambah.
2. Berdasarkan hasil pengujian, bahwa hasil pemecahan biji yang dilakukan oleh
mesin pemecah biji pala kapasitas 25kg/jam di pengaruhi oleh tingkat
kekeringan dari biji pala itu sendiri.
3. Waktu yang dibutuhkan untuk memecahkan 1kg biji pala adalah 2 menit.
B. SARAN
Proses penyempurnaan produk masih diperlukan untuk meningkatkan
efesiensi, usulan perbaikan pada mesin ini antara lain:
1. Sebaiknya dilakukan penambahan sistim gearbox agar dapat menentukan
kecepatan yang di butuhkan, karena diakibatkan oleh perbedaan kualitas panen
biji.
2. Penentuan kapasitas mesin sebaiknya berdasarkan kebutuhan agar dapat
mengoptimalkan daya penggerak yang diperlukan.
3. 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
75
76
DAFTAR PUSTAKA
Sularso dan Suga, K. (2013). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin.
Jakarta: Pradnya Paramita.
Amstead, B.H, dkk.(1981). Teknologi Mekanik, alih bahasa:Sriati Djaprie, Jakarta,
Erlangga.
Darmawan, H. (2004). Pengantar Perancangan Teknik (Perancangan Produk).
Bandung: ITB
G Niemann. (1996). Elemen Mesin. (Anton Budiman: terjemahan), Jakarta:
Erlangga.
Mott, Robert L. (2009).Elemen-Elemen Mesin Dalam Perancangan Mekanis Buku
1. Yogyakarta: Andi.
Sato, G. T. dan Hartanto, N. S. (1996). Menggambar Mesin Menurut Standar ISO.
Jakarta: Pradnya Paramita.
Zainun Achmad. (1999). Elemen Mesin 1. Bandung : Refika Aditama.
Lukman, Adhi Siswaja. http://tabloidpasar.com/
KAPASITAS 25 KG/JAM
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Ahlimadya
Program Studi Teknik Mesin – D3
Jurusan Teknik Mesin
Oleh
JONBONJOFI SIMARMATA
5123220012
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
2016
ABSTRAK
Jonbonjofi Simarmata: Uji Unjuk Kerja 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 melakukan uji unjuk kerja 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 uji unjuk kerja mesin 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 uji 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
Jonbonjofi Simarmata: Performace test 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. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada Bapak Indra Koto, S.T,
M.Eng sebagai dosen pembimbing Tugas Akhir yang telah banyak memberikan
masukan, motivasi, dan petunjuk-petunjuk dalam meyelesaikan tugas akhir ini.
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 “Uji Unjuk Kerja
Mesin Pemecah Biji Pala 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.
Ibu 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.
Teristimewa saya ucapkan terima kasih kepada Ayahanda Simarmata dan
Ibunda Simamora selaku orangtua dari penulis dan keluarga Simarmata
yang telah banyak mendukung di dalam perkuliahan baik berupa doa,
semangat, dan juga materi.
7.
Teman-teman seperjuangan, terkhusus buat Olan Pardede 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,
Pebruari 2016
Penulis,
Jonbonjofi Simarmata
NIM. 5123220012
iv
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN
ABSTRAK .................................................................................................
i
ABSTRACT .................................................................................................
ii
KATA PENGANTAR ...............................................................................
iii
DAFTAR ISI ..............................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ......................................................................................
ix
BAB I PENDAHULUAN .........................................................................
1
A. Latar Belakang ..................................................................................
1
B. Rumusan Masalah ..............................................................................
3
C. Batasan Masalah ................................................................................
3
D. Tujuan ...............................................................................................
3
E. Manfaat ..............................................................................................
4
BAB II LANDASAN TEORI ....................................................................
5
A. Tinjauan Teori ...................................................................................
5
B. Penanganan PascaP anen ...................................................................
8
C. Pengeringan Bunga Pala (Pala) .........................................................
10
D. Pemecah Tempurung biji ...................................................................
10
E. Konstruksi Mesin Pemecah Pala Posisi Vertikal .....................................
11
F. Komponen-Komponen Utama Mesin Pemecah Cangkang Pala ...............
13
G. Kapasitas Mesin Pemecah Biji Pala ..................................................
15
H. Teori Perancangan .............................................................................
15
BAB III METODE PERANCANGAN DAN PENELITIAN...................
38
A. Tempat Dan Waktu Pelaksanaan .......................................................
38
B. Alat Dan Bahan ....................................................................................
38
C. Gambar Alat ......................................................................................
41
D. Diagram Alir Metodologi Penelitian ..................................................
42
E. Materi Penelitian.................................................................................
42
F. Rancangan Penelitian ............................................................................
43
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN....................................................
44
v
A. Dimensi Mesin ................................................................................
44
B. Perhitungan Komponen ...................................................................
44
C. Perhitungan Sistem Transmisi .........................................................
50
D. Hasil Uji Fungsi ..............................................................................
70
BAB V PENUTUP ....................................................................................
75
A. Kesimpulan ......................................................................................
75
B. Saran ................................................................................................
75
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
76
LAMPIRAN
vi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Pala (Myristica Fragan Haitt) ...................................................
6
Gambar 2.
Biji Pala ....................................................................................
9
Gambar 3.
(a) dan (b) Konstuksi Mesin PemecahBiji Pala Posisi Vertikal ..
11
Gambar 4.
Arah Benturan Biji Pala Pada Dinding Stator dan Sirip Stator ...
13
Gambar 5.
Benda Jatuh Bebas ....................................................................
14
Gambar 6.
Motor Listrik ............................................................................
16
Gambar 7.
Skema Motor Listrik .................................................................
17
Gambar 8.
Poros ........................................................................................
19
Gambar 9.
Bantalan ...................................................................................
22
Gambar 10.
Bentuk Puli (pully) –V ..............................................................
27
Gambar 11.
Bentuk Transmisi ......................................................................
27
Gambar 12.
Konstruksi Sabuk – V ...............................................................
29
Gambar 13.
Konstruksi Penampang Sabuk –V .............................................
29
Gambar 14.
Baut ..........................................................................................
30
Gambar 15.
Tekanan Permukaan Pada Ulir ..................................................
32
Gambar 16.
Bentuk Pasak ............................................................................
34
Gambar 17.
Gear Box Reducer.....................................................................
37
Gambar 18.
Diagram Uji Compressin UTS .................................................
39
Gambar 19.
Gambar Konstruksi Mesin .......................................................
41
Gambar 20.
Diagram Alir Penelitian ...........................................................
42
Gambar 21.
Tabung Wadah Lontaran ..........................................................
45
Gambar 22.
Piringan Pelontar .....................................................................
46
Gambar 23.
Kerangka Mesin .......................................................................
46
Gambar 24.
Gerakan Biji Pala pada Tong Pemeca ........................................
51
Gambar 25.
Transmisi Sabuk pada Poros Perantara .....................................
54
Gambar 26.
Puli dan Penampang Puli ..........................................................
54
Gambar 27.
Penampang Sabuk V tipe A .....................................................
55
Gambar 28.
Transmisi Sabuk ......................................................................
55
Gambar 29.
Gaya geser pada pasak ..............................................................
68
vii
Gambar 30.
Grafik Pengujian .......................................................................
72
Gambar 31.
Gambar Pala Setelah di Pecah ...................................................
74
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.
Baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja batang difinis
dingin untuk poros .......................................................................... 19
Tabel 2.
Faktor – Faktor daya yang akan di transmisikan.............................. 21
Tabel 3.
Diameter Poros ............................................................................... 21
Tabel 4.
Nomor bantalan ............................................................................. 23
Tabel 5.
Penampang sabuk-V ...................................................................... 26
Tabel 6.
Panjang Sabuk-V standart ............................................................... 29
Tabel 7.
Tekanan permukaan yang diizinkan pada ulir ................................. 33
Tabel 8.
Ukuran pasak dan alur pasak........................................................... 35
Tabel 9.
Perlengkapan peralatan pada uji coba kekerasan cangkang pala ...... 38
Tabel 10. Bahan yang di gunakan pada uji coba kekerasan cangkang pala ...... 38
Tabel 11. Hasil uji coba kekerasan biji pala .................................................... 38
Tabel 12. Perlengkapan peralatan pembuatan rangka mesin............................ 39
Tabel 13. Bahan yang digunakan untuk rangka mesin .................................... 40
Tabel 14. Perlengkapan peralatan pembuatan bagian pelontar ........................ 40
Tabel 15. Bahan yang digunakan .................................................................... 40
Tabel 16. Perlengkapan alat-alat untuk pembuatan panyaring ......................... 40
Tabel 17. Bahan untuk penyaring .................................................................. 41
Tabel 18. Hasil uji fungsi ............................................................................... 70
Tabel 19. Tabel pengujian mesin .................................................................... 72
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.Luas lahan tanaman pala di
Indonesia mencapai 1,47 juta hektar pada tahun 1990 yang sebagian besar
merupakan perkebunan rakyat (Sunanto,1993).
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 industry 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 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
1
2
digunakan untuk minyak makan dan industri kosmetik (Somaatmaja, 1984).
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).
Pemasaran
biji
pala
ini
sering
dihadapkan
pada
persoalan
kualitas.Kenyataan menunjukkan,masih banyak ditemukan daging pala yang
hancur dan warnanya tidak putih.Penyebab utamanya adalah sebagian besar
produk
biji
pala
dihasilkan
dengan
menggunakan
cara
yang
masih
tradisional,misalnya dikeringkan setelah itu disimpan sampai rusak tanpa ada
pengupasan kulit biji pala terlebih dahulu.
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 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.
3
B. Rumusan Masalah
Dalam menyusun laporan tugas akhir ini disajikan beberapa hal yang dapat
mendukung teori-teori yang dijadikan landasan didalam melaksanakan atau
mewujudkan teori tersebut dalam praktek.
Batasan-batasan masalah yang akan dibahas antara lain :
1. Bagaimana hasil uji kinerja pada mesin pemecah biji pala kapasitas 25
kg/jam.
2.
Bagaimana hasil pengujian waktu yang di perluakan mesin pemecah
biji pala kapasitas 25 kg/jam.
C. Batasan Masalah
Dalam perencanaan mesin pemecah biji pala dengan kapasitas 25 kg/jam
sangatlah luas, maka penulis membatasinya, yakni ;
1. Pengujian hasil uji kinerja pada mesin pemecah biji pala kapasitas 25
kg/jam.
2. Pengujian waktu yang diperlukan pada mesin pemecah biji pala
kapasitas 25 kg/jam.
D. Tujuan
Adapun tujuan penulis dalam membahas masalah-maslah diatas,
mencakup dua hal yaitu secara teknik dan akademis.
1. Melakukan pengujian kinerja mesin pemecah biji pala kapasitas 25
kg/jam.
2. Melakukan pengujian kinerja mesin pemecah biji pala kapasitas 25
kg/jam.
4
E. 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.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil laporan diatas maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Hasil uji kinerja mesin pemecah biji pala dengan kapasitas 25 kg/jam didapat
bahwa semakin besar beban yang diproses maka waktu yang diperlukan akan
semakin bertambah.
2. Berdasarkan hasil pengujian, bahwa hasil pemecahan biji yang dilakukan oleh
mesin pemecah biji pala kapasitas 25kg/jam di pengaruhi oleh tingkat
kekeringan dari biji pala itu sendiri.
3. Waktu yang dibutuhkan untuk memecahkan 1kg biji pala adalah 2 menit.
B. SARAN
Proses penyempurnaan produk masih diperlukan untuk meningkatkan
efesiensi, usulan perbaikan pada mesin ini antara lain:
1. Sebaiknya dilakukan penambahan sistim gearbox agar dapat menentukan
kecepatan yang di butuhkan, karena diakibatkan oleh perbedaan kualitas panen
biji.
2. Penentuan kapasitas mesin sebaiknya berdasarkan kebutuhan agar dapat
mengoptimalkan daya penggerak yang diperlukan.
3. 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
75
76
DAFTAR PUSTAKA
Sularso dan Suga, K. (2013). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin.
Jakarta: Pradnya Paramita.
Amstead, B.H, dkk.(1981). Teknologi Mekanik, alih bahasa:Sriati Djaprie, Jakarta,
Erlangga.
Darmawan, H. (2004). Pengantar Perancangan Teknik (Perancangan Produk).
Bandung: ITB
G Niemann. (1996). Elemen Mesin. (Anton Budiman: terjemahan), Jakarta:
Erlangga.
Mott, Robert L. (2009).Elemen-Elemen Mesin Dalam Perancangan Mekanis Buku
1. Yogyakarta: Andi.
Sato, G. T. dan Hartanto, N. S. (1996). Menggambar Mesin Menurut Standar ISO.
Jakarta: Pradnya Paramita.
Zainun Achmad. (1999). Elemen Mesin 1. Bandung : Refika Aditama.
Lukman, Adhi Siswaja. http://tabloidpasar.com/