Perancangan Pembuatan Mesin Tepung Tapioka Dengan Kapasitas 7 Kg Per Jam

KARYA AKHIR

PERANCANGAN PEMBUATAN

MESIN TEPUNG TAPIOKA DENGAN

KAPASITAS 7 KG PER JAM

OLEH :

KARYA AKHIR YANG DIAJUKAN UNTUK MEMENUHI

SYARAT MEMPEROLEH GELAR SARJANA SAINS TERAPAN

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI

PROGRAM DIPLOMA – IV FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009

BAMBANG WAHYUDI

035202009

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah S.W.T, karena berkat

rahmat dan hidayah-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Karya

Akhir ini dengan judul “PERANCANGAN PEMBUATAN MESIN TEPUNG

TAPIOKA DENGAN KAPASITAS 7 KG PER JAM ”.

Penyusunan laporan Karya Akhir ini dilakukan guna untuk menyelesaikan

Studi di Program Studi Teknologi Mekanik Industri Universitas Sumatera Utara,

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Terapan.

Dalam kegiatan penulis untuk menyelesaikan Karya Akhir ini, penulis telah banyak mendapat bantuan berupa bimbingan, arahan dan saran dari berbagai pihak. Untuk itu maka dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir.H. Mulfi Hazwi, Msc, sebagai Dosen Pembimbing penulis.

2. Bapak Dr.Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Program Studi Teknologi

Mekanik Industri Program Diploma-IV, FT-USU.

3. Bapak dan Mama’ tercinta yang senantiasa memberikan dukungan semangat

dan materi serta mendoakan penulis.

4. Seluruh Staf Pengajar Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.

5. Pegawai Departemen Teknik Mesin kak Is, kak Sonta, bang Syawal, bang

Izhar Fauzi, bang Yono, bang Rustam dan bang Marlon.

6. Rekan mahasiswa stambuk ’02, ’03 dan 04, Arwindren.SST,Rohancen

Damanik. SST, Zuherry Saragih, Mario.SST, M.Irfrans Syahputra.SST, dan

serta rekan-rekan stambuk yang namanya tidak dapat disebutkan satu-persatu

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih belum sempurna adanya, karena

masih banyak kekurangan baik dari segi ilmu maupun susunan bahasanya. Oleh

karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran demi menyempurnakan

laporan ini.

Akhir kata bantuan dan budi baik yang telah penulis dapatkan, menghaturkan

terima kasih dan hanya Allah S.W.T, yang dapat memberikan limpahan berkat yang

setimpal. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan bagi penulis

sendiri tentunya.

Medan, Agustus 2009

Penulis

BAMBANG WAHYUDI Nim: 035202009

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... ... i

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR GAMBAR ... ... vi

DAFTAR TABEL ... ... vii

DAFTAR SIMBOL...viii

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

1.2 Alasan Pemilihan judul ... ... 2

1.3 Tujuan ... ... 3

1.4 Manfaat ... ... 3

1.5 Metode Pengujian... ... 4

1.6 Batasan Masalah... ... 4

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pengenalan Bahan Baku ... ... 5

2.2 Pembuatan Tepung Singkong (Tapioka) ... ... 7

2.3 Proses Pembuatan Tepung Tapioka ... ... 8

2.4 Tahapan-Tahapan Dalam Perancangan ... .….. 10

2.5 Bagian Utama Mesin ... ... 12

2.6 Dasar Perencanaan Elemen Mesin ... .….. 16

2.6.1 Perencanaan Daya Motor ... .….. 16

2.6.2.1 Macam-Macam Poros...……….……… 17

2.6.2.2 Bahan Poros….……….. 18

2.6.2.3 Poros pada Screw Press……….…….19

2.6.2.4 Panjang Screw Press ... ….23

2.6.3 Perencanaan Sabuk Dan Puli ... ….23

2.6.4 Perencanaan Bantalan ... ….24

2.6.5 Baut ... ….26

BAB III PROSEDUR PENGUJIAN 3.1 Tempat Dan Waktu Pengujian ... ... 29

3.2 Pengujian Alat ... ... 29

3.3 Uji Spesifikasi ... …... 30

3.4 Perangkaian Komponen ... …... 30

3.5 Prinsip Kerja Mesin ... …... 31

BAB IV ANALISA PERHITUNGAN ELEMEN MESIN DAN PERAWATAN MESIN 4.1 Daya Motor Penggerak ... ... 32

4.2 Sistem transmisi sabuk dan puli...32

4.3 Analisa Perbandingan Puli... 34

4.4 Poros ... ... 35

4.41 Analisa kekuatan poros pada motor penggerak ... ... 35

4.4.2 Analisa kekuatan poros pada Screw Press... . ... 35

4.4.3 Screw Press ... ... 36

4.4.4 Tegangan-Tegangan yang terjadi pada Screw Press ... ... 36

4.6 Maintenance ... ... 39

4.6.1 Pengertian dan tujuan utama perawatan ... .….. 39

4.6.2 Perawatan bagian-bagian utama mesin ... .….. 40

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan...42

5.2 Saran ... ... 43

DAFTAR PUSTAKA...44 LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Bagan Alir Pembuatan Tepung Tapioka ... .... 9

Gambar 2.2 Bagian utama mesin ... .... 12

Gambar 2.3 Kerangka mesin ... .... 13

Gambar 2.4 Corong masuk ... .... 14

Gambar 2.5 Poros dan Screw Press... .... 14

Gambar 2.6 Piringan penumbuk berputar dan piringan penumbuk diam ... .... 15

Gambar 2.7 Saringan ... .... 16

Gambar 2.8 Corong keluar ... .... 16

Gambar 2.9 Poros pada screw press ... .... 19

Gambar 2.10 Jenis-jenis bantalan gelinding ... .... 25

Gambar 2.11 Sket bantalan... 25

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Kandungan unsur-unsur gizi dan kalori dalam singkong ….………..6

Tabel 2.2 Hasil produksi dan keunggulan beberapa varietas singkong………... 7

Tabel 2.3 Bahan dan Alat untuk pembuatan tepung Tapioka………...8

Tabel 2.4 JIS G 3123 Batang baja karbon difinis dingin……….19

Tabel 2.5 Baja karbon JIS G 4051………..……….20

Tabel 2.6 Faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan………21

DAFTAR SIMBOL

LAMBANG KETERANGAN SATUAN

A Luas ( m2)

a Percepatan ( m/s2)

Q Kapasitas ( kg )

P Daya ( kW )

B

σ Kekuatan tarik ( kg /mm2

)

a

τ Tegangan geser izin ( kg /mm2

)

D,d Diameter ( mm )

N Putaran ( rpm)

d

P Daya perencana (kW)

τ Tegangan geser ( kg /mm2)

T Torsi (kg.mm)

ω Kecepatan sudut ( rad/s )

ρ Massa jenis (kg /m3)

η efisiensi -

Mt

3

Momen geser bantalan ( N.mm )

V Volume ( m )

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kurang lebih dari tujuh puluh persen penduduk Indonesia bermata pencaharian

dari sektor pertanian. Oleh karena itu kegiatan pertanian haruslah menjadi

kebanggaan kita, sebab dari dunia pertanian itulah produksi yang menghidupi

sebagian besar bangsa ini berasal. Kegiatan dalam sektor pertanian merupakan salah

satu kekuatan ekonomi kita. Karena jumlah penduduk kita terus bertambah dan

kebutuhan pangan senantiasa meningkat secara terus menerus, menjadi tuntutan

untuk terus meningkat produksi pertanian.

Usaha penganekaragaman pangan sangat penting artinya sebagai usaha untuk

mengatasi ketergantungan pada satu bahan pangan pokok saja. Misalnya dengan

mengolah umbi-umbian menjadi bahan awetan yang mempunyai rasa khas dan tahan

lama disimpan. Bentuk olahan tersebut berupa tepung, gaplek, tapai dan lain-lainnya.

Hal ini sesuai dengan program pemerintah khususnya dalam mengatasi masalah

kebutuhan bahan pangan.

Berdasarkan harian Republika terbitan tanggal 17 January 2005 Indonesia

merupakan negara pengimpor tepung terbesar di Asia Tenggara. Untuk memenuhi

kebutuhan bahan baku tepung dalam pembuatan mie instan, roti, dan pangan lainnya,

Indonesia harus mengimpor sekitar 4 juta ton tepung setiap tahunnya.

Dengan semakin meningkatnya kebutuhan pangan yang berbahan baku tepung,

maka kebutuhan tepung setiap tahunnya akan meningkat. Meningkatnya kebutuhan

tepung tersebut berdampak semakin besarnya volume impor tepung setiap tahunnya,

Dalam upaya memenuhi kebutuhan bahan baku tepung didalam negeri, supaya

menggali dan memanfaatkan potensi sumber daya alam hayati melalui penelitian dan

pengembangan didalam negeri harus dilakukan terus-menerus. Hal tersebut sangat

dilakukan karena sekitar 16,7 persen dari sumber daya hayati dunia terdapat di

Indonesia. Dari ribuan spesies yang ada, diperkirakan baru 6.000 jenis yang

dimanfaatkan untuk kebutuhan manusia.

Dengan demikian, berarti masih banyak potensi sumber daya hayati yang belum

dimanfaatkan. Seandainya saja sumber daya yang berlimpah tersebut dapat

dimanfaatkan dengan cara pengolahan yang terprogram, tentu akan memberikan

kontribusi yang besar bagi pembangunan ketahanan pangan di Tanah Air, termasuk

untuk memenuhi kebutuhan tepung didalam negeri.

Dalam upaya memenuhi kebutuhan bahan baku tepung didalam negeri, berbagai

upaya dilakukan untuk memenuhi kebutuhan tepung tersebut, diantaranya dengan

menciptakan mesin yang efektif serta berdaya guna dalam pembuatan tepung. Ini

kiranya dapat berupaya dalam menciptakan produksi tepung yang sangat mudah.

Oleh karena itu perancangan ini mengambil judul “ Perancangan Pembuatan Mesin

Tepung Tapioka ”

1.2. Alasan Pemilihan Judul

Kebutuhan akan bahan makanan dan penyediaan sumber gizi terus meningkat

dari tahun ketahun, dalam hal ini singkong. Para petani dituntut untuk mampu

menghasilkan produksi yang semaksimal mungkin, namun teknologi yang dimiliki

Dari kekurangan-kekurangan itulah maka dirancang mesin tepung tapioka yang

bertujuan untuk membantu dalam mengatasi masalah-masalah yang dihadapi oleh

seorang petani dalam mengolah hasil pertaniannya.

1.3. Tujuan

1.3.1. Tujuan umum dari perancangan mesin tepung tapioka adalah :

1. Mengaplikasikan disiplin ilmu yang diperoleh selama duduk dibangku kuliah.

2. Dapat merancang suatu alat untuk para petani singkong dalam mengolah hasil

panennya menjadi tepung tapioka.

3. Ikut berpartisipasi dalam menyumbangkan ide yang berbasis teknologi tepat

guna.

4. Untuk memperluas wawasan petani singkong yang ingin membuka usaha

menjadi produsen tepung tapioka.

1.3.2. Tujuan khusus dari perancangan mesin tepung tapioka adalah :

Untuk mengetahui cara merancang komponen-komponen mesin dan

effisiensi, daya, putaran dan kapasitas alat pembuat tepung tapioka yang telah

dirancang yaitu termasuk fungsi, dan mekanisme kerja mesin.

1.4. Manfaat

Manfaat yang diperoleh dari perancangan mesin pembuat tepung tapioka adalah :

1. Para petani dapat terbantu dalam pengolahan hasil panen singkong mereka

secara optimal.

2. Dapat menambah wawasan dan pengalaman dalam menerapkan ilmu yang

3. Bagi rekan-rekan mahasiswa yang ingin membahas dan meningkatkan

rancangan mesin ini.

1.5. Metode Pengujian

Untuk memperoleh data guna penyusunan laporan ini, metode yang penulis

lakukan antara lain adalah :

1. Mengadakan studi literatur diperpustakaan.

2. Mencari hal-hal yang berhubungan dengan perancangan mesin dimedia

internet.

3. Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing dan pihak-pihak yang

memahami tentang perancangan mesin tepung tapioka.

4. Melakukan studi lapangan dengan melihat dan mengganti mesin-mesin

rancangan lain yang telah ada.

1.6. Batasan masalah

Dalam penulisan karya akhir ini, pembahasan dibatasi sebagai berikut :

1. Pengujian alat

2. Kinerja sistem transmisi

3. Uji Spesifikasi, dan

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Pengenalan Bahan Baku

Singkong (Manihot Utilisima) disebut juga ubi kayu atau ketela pohon

(Najiati,Sri dan Danarti,1999). Mengenai asal tanaman singkong tersebut, ada

beberapa ahli botani yang menyatakan bahwa tanaman singkong berasal dari amerika

beriklim tropis. Namun, seorang ahli botani Rusia, Nikolai Ivanovick Vavilov,

memastikan bahwa tanaman singkong tersebut berasal dari Brazil (Conceicac, A.J.

dan C.V. Sampaio, 1993).

Singkong masuk ke Indonesia pada tahun 1852 melalui kebun raya Bogor, dan

kemudian tersebar keseluruh wilayah nusantara pada saat Indonesia dilanda

kekurangan pangan, yaitu sekitar tahun 1914-1918. Dengan demikian singkong

menduduki posisi sebagai makanan pokok ketiga, setelah padi dan jagung (Najiati,Sri

dan Danarti,1999).

Hasil panen utama dari tanaman singkong adalah umbinya. Umbi singkong

merupakan tempat untuk meyimpan persedian cadangan makanan. Pada umumnya,

umbi singkong berbentuk bulat panjang yang makin keujung ukurannya makin kecil.

Pada dasarnya, umbi singkong terdiri atas tiga lapisan yang meliputi yaitu :

1. Lapisan kulit luar

Merupakan lapisan kulit yang tipis; yang mudah robek, berwarna coklat,

dan coklat abu-abu.

2. Lapisan kulit dalam

Merupakan suatu lapisan kulit yang memiliki ketebalan antara 1 mm-3

3. Lapisan bagian daging : bagian yang memiliki persentasi terbesar dari

singkong.

Dari unsur penelitian diketahui bahwa kandungan unsur-unsur gizi dalam

singkong, relatif tinggi (lihat Tabel 2.1 dibawah ini). Oleh karena itu, masyarakat

harus tahu lebih banyak mengenai singkong maupun komposisi kandungan gizi yang

terkandung didalammya adalah :

Tabel 2.1. Kandungan Unsur-unsur Gizi dan Kalori dalam Singkong No. Nama Unsur Kadar Gizi / 100 gr Bahan

1. Energi 146 kal

2. Karbohidrat 34,7 gr

3. Protein 1,2 gr

4. Lemak 0,3 gr

5. Mineral 1,3 gr

6. Zat Besi 0,007 mg

7. Kalsium 0,003 mg

8. Fosfor 0,004 mg

9. Vitamin B 0,006 mg

10. Vitamin C 0,003 mg

11. Air 62,5 gr

Sumber ; Daftar Analisis Bahan Makanan, Fak. Kedokteran UI, Jakarta; 1992.

Dalam rangka mencari varietas unggul, puluhan bibit singkong unggul telah

didatangkan dari berbagai negara lain (Wargiono. J.Diane M.Barret. 1987). Beberapa

sifat unggul singkong yang diharapkan antara lain adalah :

1. Produksi singkong harus lebih dari 30 ton / ha.

2. Kadar karbohidrat atau pati antara 35 % sampai 40 %.

3. Umur panen pendek ( kurang dari 8 bulan, sudah dapat dipanen ).

4. Tahan terhadap hama dan penyakit.

Catatan; Sebagai bahan industri, singkong yang memiliki kadar HCN lebih tinggi dari

100 mg/kg, masih dapat diterima karena derajat keputihannya jauh lebih tinggi.

Berkaitan dengan hasil produksi usaha industri pembuatan tepung tapioka, telah

dipilih sebanyak 7 (tujuh) varietas singkong yang memiliki keunggulan dalam hal

kandungan karbohidrat atau patinya (lihat Tabel 2.2 dibawah ini).

Tabel 2.2. Hasil Produksi dan Kunggulan Beberapa Varietas Singkong No. Varietas Hasil Produksi

/ Ha ( Ton )

Kadar Pati ( % )

Kadar HCN / kg ( mg )

Rasa

1. Adira I 20 – 35 45,2 27,5 Enak

2. Adira II 20 – 35 40,8 123,7 Pahit

3. Malang I 52,4 – 59,6 32 – 36 — —

4. Malang II 31,5 32 – 36 — —

5. Basiorao 30 31,2 80 Agak pahit

6. Bogor 40 30,9 100 Pahit

7. Malang 20 30 – 37 30 Enak

Sumber : Departemen Pertanian,, Jakarta ; 1992.

2.2. Pembuatan Tepung Singkong ( Tapioka )

Untuk memperoleh tepung tapioka yang berkualitas tinggi sebaiknya dipilih

singkong dari jenis yang baik dan tidak mempunyai rasa yang pahit. Disamping itu,

singkong yang akan diproses sebaiknya singkong yang dicabut pada hari itu juga atau

dalam masih keadaan yang segar. Singkong yang disimpan selama dua hari atau

terlalu lama, akan menyebabkan terjadi perubahan warna menjadi hitam akibat kerja

enzim polifenolase yang terdapat dalam lendir daging ketela, yang mengakibatkan

sarinya akan berkurang. Untuk mengatasi hal tersebut, singkong diolah untuk

Tabel 2.3. Bahan dan Alat untuk Pembuatan Tepung Tapioka

No. BAHAN DAN ALAT JUMLAH

A. Bahan

1. Singkong 300 kg

B. Alat

1. Pisau 2 pasang

2. Nyiru atau widig ( untuk penjemuran ) 50 -100 buah

3. Kayu untuk bak 25 papan

4. Bambu untuk penglari 10 buah

5. Slang plastik / pipa pralon Secukupnya

6. Kain saringan 3 pasang

7. Rak bambu ( alas penjemuran ) 50 – 100 buah

8. Ember plastik 10 buah

Sumber: Handoyo; Sumadji Eko; Membuat tepung Tapioka; Jakarta; Bharata Karya Aksara;1985.

2.3. Proses Pembuatan Tepung Tapioka 1. Pengupasan Kulit Singkong

Daging singkong dipisahkan dari kulit dengan cara pengupasan. Selama proses

pengupasan kulit singkong dilakukan sortasi bahan baku dengan pemilihan singkong

yang bagus. Singkong yang jelek terlebih dahulu dipisahkan dan yang tidak diikutkan

pada proses berikutnya.

2. Pencucian

Dilakukan dengan cara meremas-remas singkong didalam bak yang berisi air

bersih, untuk memisahkan kotoran yang menempel pada daging singkong.

3. Pengirisan

Daging singkong yang sudah dibersihkan dengan air, selanjutnya diletakkan

4. Pengeringan

Singkong yang telah diiris kemudian dikeringkan dengan menggunakan sinar

matahari dengan cara menjemur singkong pada suhu ± 40 ºC, dalam napam atau widig yang diletakkan diatas rak-rak bambu selama 1-2 hari (tergantung dari cuaca).

Tepung tapioka yang dihasilkan sebaiknya mengandung kadar air ± 15-19 % (Wargiono.J. Diane M. Barret. 1987). Untuk mengetahui Bagan alir Proses

Pembuatan tepung Tapioka (dapat diperlihatkan pada gambar 2.1.)

Gambar 2.1. Bagan Alir Pembuatan Tepung Tapioka. Penggilingan

Tepung Tapioka Singkong

Dikupas

Dicuci

Diiris

Pengeringan

Kulit singkong dibuang

Limbah padat dibuang

2.4. Tahapan-Tahapan Dalam Perancangan

Hasil pertama dari sebuah rancangan mesin tidaklah pernah sempurna.

Langkah demi langkah harus dijalani sebelum hasil yang ideal tercapai. Hal-hal yang

harus diperhatikan dalam pengembangan lanjut sebuah rancangan mesin mencapai

taraf tertentu adalah : hambatan yang timbul, cara mengatasi efek samping yang tidak

terduga, kemampuan untuk memenuhi tuntutan pemakaian dan kemampuan untuk

mengatasi saringan, hal mana akan memperlancar pengembangan itu sendiri.

Dalam mendisain tidak mungkin mengingat semua pokok-pokok utama secara

serentak. Secara bertahap mengumpulkan pokok-pokok utama dan

pengalaman-pengalaman. Menurut G. Neimann ada beberapa tahapan dalam perancangan, yaitu :

1. Mula pertama, tugas disain yang bagaimanakah harus dipenuhi ? Faktor-faktor

utama apa yang sangat menentukan untuk konstruksi ? Bahan-bahan, jumlah

produk, cara produksi, bahan setengah jadi manakah yang patut

dipertimbangkan.

2. Menentukan ukuran-ukuran utama dengan perhitungan kasar.

3. Menentukan alternatif-alternatif dengan sketsa tangan.

4. Memilih bahan. Bahan-bahan umumnya yang mudah didapat dipasaran seperti

baja karbon diprioritaskan pemakaiannya.

5. Bagaimana memproduksi. Konstruksi dan cara pembuatan elemen-elemen

tergantung dari jumlah produk yang akan dihasilkan.

6. Mengamati disain secara teliti. Setelah menyelesaikan disain berskala,

konstruksi diuji berdasarkan pokok-pokok utama yang menentukan dengan cara

yang teliti. Adapun hal-hal yang harus diperhatikan adalah:

b. Mengubah konstruksi sebuah disain sebelum diproduksi adalah jauh lebih

menghemat waktu bila dibandingkan dengan perubahan-perubahan yang

dilakukan waktu atau setelah produksi berjalan.

c. Hasil konstruksi yang matang biasanya dicapai setelah dilakukan

bermacam-macam disain dan perbaikan-perbaikan.

d. Konstruksi yang terbaik merupakan hasil kompromi dari berbagai ragam

tuntutan para pemakai.

7. Merencanakan sebuah elemen; gambar kerja bengkel (workshop blue print).

Pokok-pokok utama yang harus diperhatikan dalam meneliti gambar kerja

adalah sebagai berikut :

a. Ukuran: apakah elemen tersebut lengkap dan jelas ukurannya ? Apakah

ukuran-ukuran tersebut sudah termasuk bagian yang terpotong dalam

proses pembuatan ?

b. Toleransi dan simbol pengerjaan

c. Nama bahan dan jumlah produk

d. Apakah disain ini mengikuti standar dan norma yang berlaku ?

e. Keterangan mengenai metode-metode khusus pengerasan (hardening),

celup dingin (quenching), pelapisan permukaan, semprot pasir (sand blastin)

dan sebagainya yang akan dialami elemen-elemen tersebut.

8. Gambar lengkap dan daftar elemen. Setelah semua ukuran-ukuran elemen

2.5. Bagian Utama Mesin

Rancangan mesin tepung tapioka yang dimaksudkan adalah rancangan bagian

utama mesin, rancangan bentuk dan dimensi yang ditetapkan berdasarkan beberapa

pertimbangan diantaranya kemudahan dalam pengoperasian, bahan teknik yang

tersedia dan kekuatan bahan yang digunakan (dapat diperlihatkan pada gambar 2.2.)

Gambar 2.2 Bagian Utama Mesin Keterangan : 1. Kerangka Mesin

2. Corong keluar

3. Pisau penumbuk berputar 4. Bantalan

5. Rumah Pisau penumbuk berputar 6. Rumah Screw Press

7. Corong Masuk 8. puli 2"

9. Screw Press 10. Sabuk A 45 11. Motor penggerak 12. puli 4"

Bagian utama mesin adalah bagian yang sangat penting dalam mendukung

fungsi mesin. Hal ini dapat dirinci sebagai berikut :

1. Kerangka Mesin

Kerangka mesin terbuat dari besi siku, kerangka mesin berfungsi sebagai

tempat dudukan mesin dan bagian lain yang diatasnya. Jika kerangka sebuah

mesin tidak kuat kemungkinan besar akan mempengaruhi kinerja mesin, maka

dalam perancangan mesin tepung tapioka ini kerangka mesin yang dipakai

terbuat dari besi siku 30 x 30, dengan ketebalan 2 mm.

Kerangka Mesin

Gambar 2.3. Kerangka Mesin

2. Corong Masuk

Corong masuk digunakan sebagai tempat masukkan bahan baku. Berfungsi

sebagai pengarah bahan baku agar tepat jatuh pada rumah screw press diantar

menuju kepiringan penumbuk. Dalam memasukan singkong kedalam corong

masuk sebaiknya dilakukan secara bertahap untuk menghindari penumpukan

kinerja mesin. Corong masuk terbuat dari besi plat dengan ketebalan 2 mm

yang terletak pada bagian puncak mesin.

Corong Masuk

Gambar 2.4. Corong Masuk

3. Poros Dan Screw Press

Untuk menggerakkan dan mentransmisikan daya biasanya digunakan poros.

Didalam merencanakan poros ada beberapa kriteria yang harus dimiliki poros

diantaranya poros harus tahan terhadap puntiran, lenturan dan lendutan. Screw

Press digunakan untuk mengepress singkong kering dan mengantar menuju

piringan penumbuk agar lebih padat ketika didalam penggilingan menjadi

tepung tapioka.

Poros

4. Piringan Penumbuk

Didalam penggilingan tepung tapioka ini direncanakan menggunakan piringan

penumbuk. Didalam piringan penumbuk ini diletakkan pisau-pisau penumbuk.

Pada piringan penumbuk ini terdapat dua piringan penumbuk yaitu : Piringan

pertama adalah piringan penumbuk yang diam terletak pada tutup mesin

terdiri atas 4 buah pisau penumbuk. Pada piringan kedua terdiri atas 4 buah

pisau penumbuk berputar. Bagian ini yang berputar menumbuk bahan baku

singkong. Pisau berputar pada lintasannya masing-masing.

Pisau penumbuk berputar

Gambar 2.6. piringan penumbuk berputar dan piringan penumbuk diam

5. Saringan

Pada rumah piringan penumbuk dipasang saringan dengan ukuran 25 mm x

125 mm secara keseluruhan oleh saringan kasa. Saringan mempunyai tingkat

kerenggangan tertentu, semakin tipis jarak saringan kasa maka akan

menentukan kehalusan produk yang dihasilkan. Tujuan utama dari saringan

ini adalah untuk menyaring bahan baku singkong, apabila bahan baku yang

ditumbuk sudah menjadi butiran-butiran tepung yang halus akan keluar

melalui saringan ini, namun apabila bahan baku dalam keadaan tidak halus

Gambar 2.7. Saringan

6. Corong Keluar

Setelah tertumbuk halus maka butiran-butiran tepung tapioka tersebut akan

keluar melalui corong pengeluaran. Corong pengeluaran terbuat dari besi plat

dengan ketebalan 2 mm.

Gambar 2.8. Corong keluar

2.6. Dasar Perencanaan Elemen Mesin 2.6.1. Perencanaan Daya Motor

Untuk menghitung daya motor terlebih dahulu mendefinisikan daya yaitu :

Daya =

waktu kerja usaha

Atau P=

60 n . 2.

T. π ( R.S.Khurmi,Machine Design,hal:12 )

Dimana : P = Daya yang diperlukan ( watt )

T = Torsi (N.m )

ω

=

Kecepatan sudut ( rad / s ) n = Putaran motor (rpm )

Maka daya rencana : Pd = P. f ( Sularso, Elemen Mesin, hal:7 ) c

Dimana : Pd = Daya rencana ( Watt )

P = Daya yang diperlukan (Watt )

=

c

f Faktor koreksi

2.6.2. Poros

Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampir

semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama

dalam transmisi dipegang oleh poros.

2.6.2.1. Macam -Macam Poros

Poros untuk meneruskan daya yang diklasifikasikan menurut pembebanannya

adalah sebagai berikut :

1. Poros Transmisi

Poros macam ini mendapat beban puntir murni atau lentur. Daya

ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling roda gigi, puli sabuk atau

2. Poros Spindel

Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas,

dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindel. Syarat yang harus

dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta

ukurannya harus teliti.

3. Poros Gandar

Poros seperti yang dipasang diantara roda-roda kereta barang, dimana tidak

mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, disebut

gandar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan

oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga.

2.6.2.2. Bahan Poros

Poros untuk umumnya biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin

dan difinis, baja karbon konstruksi (disebut bahan S-C) yang dihasilkan dari ingot

yang di- “ kill ” ( baja yang dideoksidasikan dengan ferosilikon dan dicor ; kadar

karbon terjamin) (JIS G3123). Meskipun demikian bahan ini kelurusannya agak

kurang tetap dan dapat mengalami deformasi karena tegangan yang kurang seimbang

misalnya bila diberi alur pasak, karena ada tegangan sisa didalam terasnya. Tetapi

penarikan dingin membuat permukaan poros menjadi keras dan kekuatannya

bertambah besar. Untuk mengetahui jenis baja karbon yang sering dipakai untuk

Tabel 2.4. JIS G3123 Batang baja karbon difinis dingin ( sering dipakai Untuk poros )

Sumber: (sularso;Elemen Mesin; hal:330 )

2.6.2.3. Poros pada screw press

Didalam perancangan mesin tepung tapioka ini bahan poros yang dipakai

adalah dengan menggunakan bahan S50C, karena jenis ini digunakan untuk

konstruksi umum, dengan kekuatan tarik (σB)62 Kg/ mm². Dapat diperlihatkan Pada tabel 2.5 menjelaskan macam-macam jenis baja karbon cor.

Untuk mengetahui bentuk Poros pada Srew press terdapat pada gambar 2.9

Dimana :

di = diameter screw

ds = diameter poros

p = jarak antara screw

α = sudut kemiringan screw

Tabel 2.5. Baja karbon JIS G 4051

Sumber: (Sularso; elemen mesn;, hal: 330)

Poros berfungsi untuk memutar piringan penumbuk. Untuk itu poros harus direncanakan mampu untuk menahan beban-beban yang dialami oleh poros tersebut.

Diameter poros harus juga diperhitungkan terhadap beban-beban yang akan dialami

poros. Maka perencanaan diameter poros dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan-persamaan sebagai berikut :

3 .

. 16

s d

T

π τ =

Supaya konstruksi aman maka τ_izin(τ_a)≥τ_timbul (kg/mm2

3 .

. 16

s a

d T

π τ ≥

3 1 . . 16       ≥ a s T d τ π 3 1 . 1 , 5       ≥ a s T d τ Dimana : ds

a

τ

= Diameter poros (mm)

T = Torsi (kg.mm)

= Tegangan izin (kg/mm2

P fc

Pd = .

)

Jika P adalah daya nominal output dari motor penggerak (kW), maka berbagai

faktor keamanan bisa diambil, sehingga koreksi pertama bisa diambil kecil. Jika

faktor koreksi adalah fc, maka daya perencana adalah :

Dimana Pd = Daya perencana (kW)

Harga fc dapat dilihat tabel 2.6. dibawah ini

Tabel 2.6. Faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan

Sumber: (Sularso;Elemen Mesin; Hal: 7)

Untuk menghitung Torsi T (kg.mm) dapat dihitung dari daya perencana (kW) adalah

sebagai berikut :

ω Pd T = n Pd T π 2 1000 60 102× × ×

=

T= 9,74. 105 1

n Pd

( Sularso, Elemen Mesin, hal: 7 )

Daya yang Akan Ditransmisikan fc

Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 - 2,0

Daya maksimum yang diperlukan 0,8 - 1,2

Dimana : T = Momen Puntir rencana ( kg.mm) Pd = Daya rencana (watt )

1

n = Putaran motor ( rpm)

Tegangan geser yang diizinkan :

2 1

/Sf xSf B

a σ

τ = ( Sularso, Elemen Mesin, hal: 8 )

Dimana : τ_a = Tegangan geser izin ( kg/mm² )

B

σ = Kekuatan tarik ( kg/mm² )

1

Sf = Faktor keamanan untuk baja karbon, yaitu 6,0

2

Sf = Faktor keamanan untuk baja karbon dengan alur pasak

dengan harga 1,3-3,0

Dari persamaan diatas diperoleh rumus untuk menghitung diameter poros :

3 / 1 5 1 , 5      

= K C T

d _{t b}

a

τ

Dimana : d₅ = Diameter poros ( mm ) =

t

K Faktor koreksi untuk momen puntir :

= 1,0 (jika beban halus)

= 1,0 - 1,5 (Jika terjadi sedikit kejutan atau tumbukan) = 1,5 - 3,0 (Jika beban dikenakan dengan kejutan) =

b

C Faktor lenturan

= 1,2 - 2,3 (jika tidak ada beban lentur maka Cb = 1) T = Momen punter.

2.6.2.4 Panjang Srew Press

Panjang screw press adalah sama dengan panjang lintasan. Bila diameter screw press sudah direncanakan, maka jarak antara puncak screw press dapat dihitung

dengan sudut kemiringan screw press (α), dengan persamaan :

d

p=0,8. ( Spivakopsky,1969)

Dan untuk tinggi sisir ulir

p h= 12 3

Dimana : h = Tinggi sisir ulir [m]

p = Pitch [m]

2.6.3. Perencanaan Sabuk Dan Puli

Sabuk digunakan untuk mentransmisikan daya motor kebagian poros.

Pemilihan sabuk dan puli dilakukan agar tidak terjadinya kehilangan gaya-gaya yang

ditransmisikan. Untuk mengetahui diameter puli digunakan rumus:

p p D d N N = 2 1

( Sularso,Elemen Mesin, hal:166 )

Dimana : N₁ =Putaran porospenggerak (rpm) N2 =Putaran porosyangdigerakkan

( )

rpm

(mm) penggerak puli Diameter = p d

D_p =Diameter porosyangdigerakkan(mm)

Untuk menghitung panjang keliling sabuk digunakan :

(

)

2

) (

4 1 2

2 _{p p} D_p d_p

C D

d C

Jarak sumbu poros adalah :

C =

8

) (

8 2

2

p

p d

D b

b+ − −

Dimana :

b = 2L -3,14

(

D_p +d_p

)

( Sularso,Elemen Mesin, hal:170 ) keterangan : L = Panjang keliling sabuk (mm)

C = Jarak sumbu poros (mm)

2.6.4. Perencanaan Bantalan

Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga

putaran atau gerakan bolak balik dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang

umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin

lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi

seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat bekerja secara semestinya.

A. Klasifikasi Bantalan

Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros

a. Bantalan Luncur. Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros

dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan

bantalan dengan perantara pelapisan pelumas.

b. Bantalan Gelinding. Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara

bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding

2. Atas dasar arah beban terhadap poros

a. Bantalan Radial. Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak

lurus sumbu poros.

b. Bantalan Radial. Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros.

c. Bantalan Gelinding Khusus. Bantalan ini dapat menumpu beban yang

arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros.

Bantalan yang digunakan untuk mesin tepung beras ini adalah bantalan

gelinding. Bantalan gelinding mempunyai keuntungan dari segi gesekan gelinding

yang sangat kecil dibandingkan dengan bantalan luncur. Terdapat pada gambar 2.10.

Gambar 2.10. Jenis-jenis bantalan gelinding

3. Gambar sket dari bantalan

Bantalan berfungsi sebagai dudukan poros dan untuk mendukung poros

akibat gaya tegangan sabuk dan beban yang diberikan terhadap poros. Beban radial

bantalan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

=

e

F x. V. F_r + y.F_a (Joseph E.Shigley, Perencanaan Teknik Mesin, hal: 58 ) Ket : F_e = Beban radial ekivalen ( N )

=

r

F Beban radial yang bekerja ( N ) =

a

F Beban aksial yang bekerja ( N )

V = Faktor rotasi

X = Faktor radial

Y = Faktor aksial

Maka beban nominal dinamis spesifik ( C ) dapat dihitung dengan rumus:

C =W

k L 1/

6

10    

 _{( R.S. Khurmi, Machine Design, hal: 909)} Dimana : C = Beban nominal dinamis spesifik

L = Umur bantalan

W = Ekivalen beban dinamik

K = 3, untuk bantalan peluru

10/3, untuk bantalan rol

2.6.5. Baut

Baut berfungsi sebagai pengikat untuk dudukan rumah screw press dan

dudukan pada motor penggerak tetapi selain itu berfungsi juga untuk pengikat poros

terhadap puli. Jika momen rencana dari poros adalah T (kg.mm) dan diameter poros

) 2 / (d_s

T

F=

Tegangan geser yang ditimbulkan adalah :

2 4 / d F k × = π τ

Dimana : τk = Tegangan geser yang terjadi (kg/mm

2 2 1 fk fk b ka S S × = σ τ )

d = Diameter luar baut (mm)

Tegangan geser izin didapat dengan :

Dimana : Sfk1 = Faktor keamanan (umumnya diambil 6)

Sfk2 2 4 / d F ka × ≥_π τ

= Faktor keamanan

= 1,0-1,5 (jika beban dikenakan perlahan-lahan)

= 1,5-3,0 (jika beban dikenakan tumbukan ringan)

= 2,0-5,0 (jika beban dikenakan secara tiba-tiba dengan

tumbukan berat)

Dari tegangan geser izin, panjang pasak yang diperlukan dapat diperoleh dengan :

Gaya keliling F (kg) yang sama seperti diatas dikenakan pada luas permukaan

samping pasak. Maka tekanan permukaannya adalah :

1 t d F P × =

Dimana : P = Tekanan permukaan (kg/mm2)

dari harga tekanan permukaan yang di izinkan, panjang pasak yang diperlukan

dapat dihitung dengan :

1

t d

F Pa

× =

Dimana : Pa = Tekanan permukaan izin (kg/mm2

Tabel 2.7. Tekanan permukaan yang diizinkan pada ulir )

Harga Pa dapat dilihat tabel 2.7. dibawah ini

Bahan Tekanan permukaan yang diizinkan

Pa (kg/mm2)

Ulir luar Ulir dalam Untuk pengikat Untuk

penggerak

Baja liat Baja liat atau perunggu 3 1

Baja keras Baja liat atau perunggu 4 1,3

Baja keras Besi cor 1,5 0,5

BAB III

PROSEDUR PENGUJIAN

3.1. Tempat Dan Waktu Pengujian

Pengujian dilakukan ditempat pembuatan alat yaitu dibengkel las Jl. Mangaan 8

Link. 17 mabar-Medan.

3.2. Pengujian Alat

Dalam uji fungsi, bagian utama yang akan diuji yaitu sistem transmisi yang telah

dibuat. Cara pengujian adalah :

1. Memastikan baut pengikat puli dalam sistem transmisi terpasang dengan baik.

2. Memastikan puli dan sabuk terpasang dengan baik untuk menghindari slip.

3. Menghidupkan motor listrik .

4. Mengamati kerja listrik, poros, puli, bantalan, sabuk V, dan melihat apakah

semua komponen tersebut bekerja dengan baik.

5. Mengamati dan lihat dengan teliti putaran pulinya terjadi slip atau

6. Menghitung kapasitas singkong yang dihasilkan mesin permenit, perjam dan

seterusnya.

sliding.

7. Bila semua komponen bekerja dengan baik dan sistem transmisi bisa bekerja

3.3. Uji Spesifikasi

Uji spesifikasi dilakukan untuk mengetahui dimensi alat, komponen yang

dipakai, bahan yang dipakai, kekuatan bahan dan hasil yang dicapai oleh sistem

pembuatan tepung tapioka tersebut. Cara pengujian, yaitu :

1. Mengukur dan mencatat seluruh bagian alat dan dicocokkan dengan gambar

kerjanya.

2. Mencatat semua komponen yang dipakai, baik yang dibuat sendiri maupun

komponen jadi yang dibeli beserta bahan komponen tersebut.

3. Mencatat proses perancangan, proses pembuatan dan proses perakitan

komponen menjadi mesin pembuat tepung tapioka.

4. Membuat kesimpulan pengujian spesifikasi sebagai bahan informasi bagi

pihak yang membutuhkan.

3.4. Perangkaian Komponen

Perangkaian komponen ini dimaksud sebagai komponen transmisi yang

meliputi puli dan sabuk. Puli dengan diameter 4 inchi dipasang pada poros motor

penggerak, kemudian diikat dengan baut. Puli dengan diameter 2 inchi dipasang pada

poros screw press diikat dengan menggunakan baut. Menghubungkan komponen

yang telah dirangkai pada dudukannya masing-masing dan dihubungkan dengan

Gambar 3.1. Perangkaian komponen

3.5. Prinsip Kerja Mesin

Pada mesin tepung tapioka ini menggunakan piringan penumbuk untuk

menghaluskan bahan baku (singkong) menjadi tepung tapioka yang diinginkan.

Prinsip kerja dari mesin ini adalah sebagai berikut :

1. Tahap pertama bahan baku singkong dimasukkan kecorong pemasukkan.

2. Didalam corong pemasukan dilakukan pemasukan bahan baku secara

bertahap, masuk kedalam screw press dan selanjutnya bahan baku diantar

kepiringan penumbuk. Hal ini perlu dilakukan karena untuk menghindari

penumpukan bahan baku pada saluran pemasukan sehingga mengakibatkan

berkurangnya tingkat efisiensi serta terganggunya kinerja mesin.

3. Selanjutnya bahan baku singkong masuk kedalam saluran piringan penumbuk. Didalam piringan penumbuk bahan baku akan berputar dan akan tertumbuk oleh pisau penumbuk yang berputar.

4. Selanjutnya saringan akan menyaring bahan baku yang telah tertumbuk.

5. Setelah proses penyaringan, tepung keluar dari corong keluar dan ditampung

BAB IV

ANALISA PERHITUNGAN ELEMEN MESIN DAN PERAWATAN MESIN

4.1. Daya Motor Penggerak

Motor merupakan pusat dari gerakan dalam keseluruhan sistem, maka dari

pada itu harus diperhatikan dan diperhitungkan dengan teliti dan benar agar sistem

yang kita rancang dapat berjalan sesuai dengan yang kita harapkan.

Diketahui daya elektro motor = 373 Watt

Diketahui putaran elektro motor = 1400 rpm

Maka untuk perhitungan torsi didapat :

5 , 259 1400 373 , 0 10 74 ,

9 × 5 =

=

T kg.mm

Untuk perhitungan daya motor adalah sebagai berikut :

P = 60 n . π 2. T. = 259,5     60 1400 3,14. . 2 = 60 52 , 2250

= 373 (Watt ) = 0,373 kWH

4.2. Sistem Transmisi Sabuk Dan Puli

Sistem transmisi pada mesin pembuat tepung tapioka adalah dengan puli,

dengan putaran motor 1400 rpm. Data-data pada mesin yang dirancang :

1. puli motor penggerak Ø 4’’ ( 101,6 mm)

Dengan mengabaikan slip pada sabuk maka jumlah putaran pada

masing-masing puli adalah sebagai berikut :

2 1 1 d d x n

n= ( Khurmi,1980.hal 675 )

Dimana : d = diameter puli penggerak ₁

n = putaran puli penggerak ₁

d = diameter puli yang digerakkan ₂

n = putaran puli yang digerakkan ₂

Putaran puli pada screw press adalah :

2 1 1 2 d d x n n =

= 1400 × 8 , 50 6 , 101

= 2800 rpm

Diameter puli diatas merupakan (dk) diameter luar puli, maka untuk menentukan

diameter nominal puli (dp) adalah :

8 , 39 11 8 , 50 1

1 =dk −t = − =

dp mm 6 , 90 11 6 , 101

2 = − =

dp mm

Kecepatan linear sabuk dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

916 , 2 1000 60 1400 8 , 39 = × × × =π

v m/s

Jarak poros rencana diambil 2 kali diameter puli besar, maka

6 , 79 8 , 39

2× =

=

rencana

C mm

Panjang sabuk rencana (L) dapat dihitung sebagai berikut :

66 , 2666 ) 6 , 101 8 , 39 ( 6 , 79 4 1 ) 6 , 101 8 , 39 ( 2 6 , 79

2 − 2 =

× + + + × = π L mm

Dari tabel lampiran 1 dapat dipilih panjang sabuk standart adalah 105 inchi,

maka jarak sumbu poros dapat dihitung sebagai berikut :

21 , 593 8 ) 6 , 101 8 , 39 ( 8 87 , 7556 87 ,

7556 2 2

= − + + = C mm

Dimana untuk b=2×2666,66−3,14(39,8+101,6)=7556,87 mm Menurut Sularso, Elemen Mesin

C dp Dp

L− − ≥

2 , 2 126,26

8 , 39 6 , 101 66 ,

2666 − − ≥ , baik

2

dk Dk

C > + , 126,26 baik

4.3. Analisa Perbandingan Puli

Dari data-data diatas diperoleh perbandingan puli 2" diporos screw press dan 4"

keporos motor penggerak menghasilkan tepung tapioka sebanyak 7 kg perjam,

dengan putaran puli pada screw press dan pisau berputar untuk menghancurkan

singkong adalah sebesar 2800 rpm.

Sedangkan untuk perbandingan puli 3" diporos screw press dan 4" keporos

motor penggerak menghasilkan tepung tapioka sebanyak 5 kg perjam, dalam hal ini

putaran puli pada screw press dan pisau berputar menghancurkan singkong adalah

sebesar 1820 rpm.

Putaran puli pada screw press adalah :

2 1 1 2 d d x n n =

= 1400 ×

2 . 76 6 , 101

4.4. Poros

4.4.1. Analisa Kekuatan Poros Pada Motor

Poros pada motor penggerak berdiameter 20 mm. Bahan poros diperkirakan dari

baja karbon S30C dengan kekuatan tarik (σ_B) = 48 kg/mm2, maka σ_a adalah :

4 2 6

48 2

1× = × = = Sf Sf B a σ

σ kg/mm2, τa =0,5×4=2 kg/mm

5 , 259 1400 373 , 0 10 74 ,

9 × 5 =

=

T

2

Torsi (kg.mm) adalah :

kg.mm

Tegangan geser yang timbul :

165 , 0 20 5 , 259 1 , 5 . 1 , 5 3 3 = × = = s d T τ kg/mm τ τ >a

2

Jadi dapat dikatakan bahwa konstruksi aman karena

4.4.2. Analisa Kekuatan Poros Pada Screw Press

Poros screw press berdiameter 25 mm. Bahan poros diperkirakan dari baja karbon S50C dengan kekuatan tarik (σ_B) = 62 kg/mm2, maka σ_a adalah :

16 , 5 2 6 62 2

1× = × = = Sf Sf B a σ

σ kg/mm2,τ_a =0,5×5,16=2,58kg/mm

5 , 259 1400 373 , 0 10 74 ,

9 × 5 =

=

T

2

Torsi (kg.mm) adalah :

kg.mm

Tegangan geser yang timbul :

847 , 0 25 5 , 259 1 , 5 . 1 , 5 3 3 = × = = s d T τ kg/mm τ τ >a

2

4.4.3. Screw Press

Panjang screw press adalah sama dengan panjang lintasan. Bila diameter screw

press sudah direncanakan 32 mm = 0,032 m, maka jarak antara puncak screw press

dapat dihitung dengan sudut kemiringan screw press (α), dengan persamaan :

d

p=0,8. ( Spivakopsky,1969)

P = 0,8 x 0,032=0,0256 m = 2,56 mm

Dan untuk tinggi sisir ulir

p h= 12 3

Dimana : h = Tinggi sisir ulir [m]

p = Pitch [m]

940 , 0 40 , 9 56 , 2 3 2 /

1 × = =

= mm

h m

4.4.4. Tegangan- Tegangan Yang Terjadi Pada Screw Press Kecepatan dorong (v) muatan dapat dihitung sebagai berikut :

3 10 9 , 5 6000 1400 0256 , 0 6000 − = =

= pxn x x

v m/s

Untuk berat muatan permeter (q) dapat dihitung sebagai berikut :

2 , 15 10 9 , 5 6 , 3 7 6 ,

3 = 3 =

= ₋

x x v

q

q kg/m

Maka gaya dorong screw press adalah :

f I q F s . . =

Dimana : f = Koefesien gesek (diambil 0,6)

1 6 , 0 254 , 0 7 =

= x x

s

4.5. Bantalan

Dalam mesin ini bantalan yang digunakan adalah bantalan gelinding. Bantalan

gelinding mempunyai keuntungan dari gesekan gelinding yang sangat kecil bila

dibandingkan dengan bantalan luncur.

Bila diketahui gaya radial dari poros sebesar 529,7 (N). Maka momen geser

bantalan dapat ditentukan sebagai berikut :

) 2 / .( .f D F

Mt =

Dimana : M = Momen geser bantalan ( N.mm). _t

F = Gaya radial ( N )

f = Koefisien geser bantalan = 0,0015 untuk bola bantalan tunggal

D = Diameter poros (mm)

Maka :

t

M = 529,7. 0,0015. ( 14/2 ) t

M = 5,56 (N.mm)

Akibat gaya gesek yang timbul maka akan menyebabkan sebagian daya akan turut

hilang. Maka besar daya yang hilang adalah :

loss

P = Mt.N.(2π/60)

Dimana : P_loss = Daya hilang (Watt)

t

M = Momen geser bantalan (N.mm)

N = Putaran poros (rpm) Maka : Ploss = 5,56 .1400.

(

2.π/60

)

loss

P = 814,7 (Watt)

Beban ekivalen yang dialami pada bantalan adalah :

a r

e X.F Y.F

Dimana : F = Beban radial ekivalen (N) _e

X = Faktor radial = 0,6

r

F = Beban radial yang bekerja (N) Y = Faktor aksial = 0,5

a

F = Beban aksial yang bekerja (N)

Bila beban aksial (Fa), maka :

Fa = K Fr . 47 , 0 Fa = 5 , 1 7 , 592 . 47 , 0

Fa = 185,71 (N)

Jadi beban ekivalen yang dialami pada bantalan adalah :

e

F = 0,6. 592,7 + 0,5 .185,71

e

F = 66135,04 (N)

Bila diasumsikan kehandalan bantalan yang bekerja sebesar 95 % dengan

pemakaian direncanakan selama 1800 jam, maka dapat ditentukan umur bantalan

yang digunakan sebesar :

R = exp

            − 17 , 1 10 84 , 6 L L

Dimana : R = Kehandalan Bantalan ( R = 0,95) L = Umur bantalan yang direncanakan

10

L = Umur penilaian bantalan

Maka :

0,95 = exp

            − 17 , 1 10 84 , 6 1800 L

10

L =

17 , 1

051293294 ,

0

7 , 678

   

 

10

L = 3332,34 jam

Maka umur bantalan yang dapat dipergunakan sebesar 3332,34 jam.

4.6. Maintenance

4.6.1. Pengertian Dan Tujuan Utama Perawatan

Untuk dapat mencapai jumlah produksi yang maksimum maka perlu sekali

dibutuhkan kesiapan mesin yang digunakan seoptimal mungkin. Agar mesin dapat

siap pakai dan tidak mengganggu dalam sistem produksi maka diperlukan suatu cara

yang disebut pemeliharaan. Suatu mesin tidak mungkin tidak mengalami kerusakan,

tetapi usia kegunaannya dapat diperpanjang dengan melakukan kegiatan perawatan.

Perawatan dapat diartikan sebagai suatu kegiatan yang bertujuan untuk

memelihara dan menjaga setiap komponen-komponen mesin atau peralatan agar

dapat tahan lama sehingga dapat mencapai hasil produksi yang maksimum.

Tujuan utama sistem perawatan adalah sebagai berikut :

1. Agar mesin ataupun peralatan yang digunakan dalam keadaan siap pakai

secara optimal untuk menjamin kelancaran proses kerja mesin.

2. Untuk memperpanjang usia dari pada mesin.

3. Untuk menjamin keselamatan operator dalam menggunakan mesin atau

peralatan.

4. Untuk mengetahui kerusakan mesin sedini mungkin sehingga dapat mencegah

kerusakan yang lebih fatal.

Perawatan yang dilakukan terhadap mesin pembuat tepung tapioka ini dapat

1. Perawatan secara rutin

Perawatan dilakukan secara terus menerus, misalnya setiap hari atau setelah

selesai menggunakan/memakai mesin. Pada mesin ini kegiatan perawatan

secara rutin yang dilakukan adalah pembersihan dan pelumasan pada bagian

yang berputar.

2. Perawatan secara periodik

Perawatan secara periodik adalah kegiatan yang dilakukan dalam jangka

waktu tertentu. Misalnya seminggu sekali, sebulan sekali, dan setahun sekali.

Pada mesin ini, kegiatan perawatan secara periodik adalah tegangan sabuk,

poros pisau penumbuk. Sehingga mesin tepung tapioka ini dapat bekerja

secara optimal.

4.6.2. Perawatan Bagian-Bagian Utama Mesin

Perawatan utama yang dilakukan pada bagian-bagian utama mesin adalah

sebagai berikut :

1. Puli dan Sabuk

Bagian yang memerlukan perawatan pada puli adalah memeriksa

kekencangan baut pengikat puli, mengecek secara visual kesejajaran antara

puli. Periksa tegangan sabuk serta kerusakan yang terjadi pada sabuk, apabila

sabuk sudah rusak sebaiknya diganti dan apabila tegangan sabuk kendor maka

harus dikencangkan kembali.

2. Poros

Untuk poros, kegiatan perawatan yang dilakukan adalah memeriksa

3. Bantalan/Bearing

Lakukan pengecekan pada bantalan, jika bantalan sudah aus harus diganti

walaupun belum mencapai umur jam kerja.

Hal yang sangat penting terhadap perawatan bantalan adalah mengenai

pelumasan, karena pelumasan pada bantalan untuk mengurangi gesekan dan

tingkat keausan antara elemen gelinding dan rumah bantalan, mereduksi panas

yang terjadi akibat gesekan, dan mencegah korosi.

Cara pelumasan yang dipakai disini dengan pelumasan grease/gemuk. Pada

bantalan ini dianjurkan dengan cara manual karena konstruksinya lebih

sederhana dan semua gemuk yang bermutu baik dapat memperpanjang umur

bantalan. Pemberian gemuk dilakukan dengan mengisi bagian dalam bantalan

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Bedasarkan perhitungan dan perencanaan yang dilakukan maka hasil

kesimpulanya sebagai berikut :

1. Spesifikasi Perencanaan

a. Material yang digunakan Singkong

b. Kapasitas mesin 7 kg / jam

c. Sistem transmisi Sabuk dan Puli

2. Konstruksi alat

a. Daya motor 1/2 Hp

b. Putaran motor penggerak 1400 rpm

c. Putaran poros screw press 2800 rpm

3. Sistem transmisi

a. Sistem transmisi Sabuk dan Puli

b. Ukuran puli 2" diporos screw press dan 4" Keporos motor penggerak

c. Panjang sabuk 105 inchi

4. Poros dan bantalan

a. Diameter poros screw press 25 mm

5. Hasil Uji Coba Analisa Perbandingan Puli 3 Inchi dan 4 Inchi

Dari data-data diatas diperoleh perbandingan puli 2 inchi diporos screw press

dan 4 inchi keporos motor penggerak dengan sistem transmisi panjang sabuk 105

inchi dapat menghasilkan tepung tapioka sebanyak 7 kg perjam, dengan putaran puli

pada screw press dan pisau putar untuk menghancurkan singkong adalah sebesar

2800 rpm.

Sedangkan untuk perbandingan puli 3 inchi diporos screw press dan 4 inchi

keporos motor penggerak dengan sistem transmisi panjang sabuk 106 inchi

menghasilkan tepung tapioka sebanyak 5 kg perjam, dalam hal ini putaran puli pada

screw press dan pisau putar menghancurkan singkong adalah sebesar 1820 rpm.

5.2. Saran

1. Lakukan inspeksi mesin sebelum dan sesudah pengoperasiannya.

2. Saat awal menghidupkan mesin diharapkan tidak diberikan beban.

3. Memperhitungkan kekuatan mesin dan komponen mesin untuk memastikan

mesin bekerja dalam keadaan maksimal.

4. Sewaktu mengadakan pembersihan, pembongkaran serta pemasangan komponen

DAFTAR PUSTAKA

Khurmi, R.S dan Gupta, JK. A Text Book of Machine Design. New Delhi Eurasia

Publishing House (prt) Ltd. 1980.

Lembaga Ilmu Pengetahuan. 2000. Pusat dukumentasi dan informasi ilmiah.

Niemenn, G, 1994. Elemen Mesin. Surabaya: Erlangga.

Najiati, Sri dan Danarti, Budidaya Tanaman Palawija. Gramedia: Jakarta, 1999.

Sularso dan Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin.

Pradnya Paramita: Jakarta, 1994.

Shygley, Joseph E; 1986; Perencanaan Teknik Mesin jilid 1 & 2; Jakarta; Erlangga.

Sitinjak. K, Dkk, 1995. Teknologi Pasca Panen. Medan: Universitas Sumatera Utara.

Teknologi Tepat Guna. Menteri riset dan teknologi.

Diakses tanggal 07 mei 2005.

Wargiono. J., Diane M. Barret, Budidaya Ubi Kayu. Seri pembangunan pedesaan.

Gramedia: Jakarta, 1987.

10 L =

17 , 1 051293294 , 0 7 , 678       10

L = 3332,34 jam

Maka umur bantalan yang dapat dipergunakan sebesar 3332,34 jam.

4.6. Maintenance

4.6.1. Pengertian Dan Tujuan Utama Perawatan

Untuk dapat mencapai jumlah produksi yang maksimum maka perlu sekali dibutuhkan kesiapan mesin yang digunakan seoptimal mungkin. Agar mesin dapat siap pakai dan tidak mengganggu dalam sistem produksi maka diperlukan suatu cara yang disebut pemeliharaan. Suatu mesin tidak mungkin tidak mengalami kerusakan, tetapi usia kegunaannya dapat diperpanjang dengan melakukan kegiatan perawatan.

Perawatan dapat diartikan sebagai suatu kegiatan yang bertujuan untuk memelihara dan menjaga setiap komponen-komponen mesin atau peralatan agar dapat tahan lama sehingga dapat mencapai hasil produksi yang maksimum.

Tujuan utama sistem perawatan adalah sebagai berikut :

1. Agar mesin ataupun peralatan yang digunakan dalam keadaan siap pakai

secara optimal untuk menjamin kelancaran proses kerja mesin. 2. Untuk memperpanjang usia dari pada mesin.

3. Untuk menjamin keselamatan operator dalam menggunakan mesin atau

peralatan.

4. Untuk mengetahui kerusakan mesin sedini mungkin sehingga dapat mencegah

kerusakan yang lebih fatal.

Perawatan yang dilakukan terhadap mesin pembuat tepung tapioka ini dapat dilakukan dengan beberapa cara sebagai berikut :

1. Perawatan secara rutin

Perawatan dilakukan secara terus menerus, misalnya setiap hari atau setelah selesai menggunakan/memakai mesin. Pada mesin ini kegiatan perawatan secara rutin yang dilakukan adalah pembersihan dan pelumasan pada bagian yang berputar.

2. Perawatan secara periodik

Perawatan secara periodik adalah kegiatan yang dilakukan dalam jangka waktu tertentu. Misalnya seminggu sekali, sebulan sekali, dan setahun sekali. Pada mesin ini, kegiatan perawatan secara periodik adalah tegangan sabuk, poros pisau penumbuk. Sehingga mesin tepung tapioka ini dapat bekerja secara optimal.

4.6.2. Perawatan Bagian-Bagian Utama Mesin

Perawatan utama yang dilakukan pada bagian-bagian utama mesin adalah sebagai berikut :

1. Puli dan Sabuk

Bagian yang memerlukan perawatan pada puli adalah memeriksa kekencangan baut pengikat puli, mengecek secara visual kesejajaran antara puli. Periksa tegangan sabuk serta kerusakan yang terjadi pada sabuk, apabila sabuk sudah rusak sebaiknya diganti dan apabila tegangan sabuk kendor maka harus dikencangkan kembali.

2. Poros

Untuk poros, kegiatan perawatan yang dilakukan adalah memeriksa keseimbangan terhadap bearing (bantalan).

3. Bantalan/Bearing

Lakukan pengecekan pada bantalan, jika bantalan sudah aus harus diganti walaupun belum mencapai umur jam kerja.

Hal yang sangat penting terhadap perawatan bantalan adalah mengenai pelumasan, karena pelumasan pada bantalan untuk mengurangi gesekan dan tingkat keausan antara elemen gelinding dan rumah bantalan, mereduksi panas yang terjadi akibat gesekan, dan mencegah korosi.

Cara pelumasan yang dipakai disini dengan pelumasan grease/gemuk. Pada bantalan ini dianjurkan dengan cara manual karena konstruksinya lebih sederhana dan semua gemuk yang bermutu baik dapat memperpanjang umur bantalan. Pemberian gemuk dilakukan dengan mengisi bagian dalam bantalan secukupnya.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Bedasarkan perhitungan dan perencanaan yang dilakukan maka hasil kesimpulanya sebagai berikut :

1. Spesifikasi Perencanaan

a. Material yang digunakan Singkong

b. Kapasitas mesin 7 kg / jam

c. Sistem transmisi Sabuk dan Puli

2. Konstruksi alat

a. Daya motor 1/2 Hp

b. Putaran motor penggerak 1400 rpm

c. Putaran poros screw press 2800 rpm

3. Sistem transmisi

a. Sistem transmisi Sabuk dan Puli

b. Ukuran puli 2" diporos screw press dan

4" Keporos motor penggerak

c. Panjang sabuk 105 inchi

4. Poros dan bantalan

a. Diameter poros screw press 25 mm

b. Bantalan poros Bantalan gelinding No. 6205

5. Hasil Uji Coba Analisa Perbandingan Puli 3 Inchi dan 4 Inchi

Dari data-data diatas diperoleh perbandingan puli 2 inchi diporos screw press dan 4 inchi keporos motor penggerak dengan sistem transmisi panjang sabuk 105 inchi dapat menghasilkan tepung tapioka sebanyak 7 kg perjam, dengan putaran puli pada screw press dan pisau putar untuk menghancurkan singkong adalah sebesar 2800 rpm.

Sedangkan untuk perbandingan puli 3 inchi diporos screw press dan 4 inchi keporos motor penggerak dengan sistem transmisi panjang sabuk 106 inchi menghasilkan tepung tapioka sebanyak 5 kg perjam, dalam hal ini putaran puli pada screw press dan pisau putar menghancurkan singkong adalah sebesar 1820 rpm.

5.2. Saran

1. Lakukan inspeksi mesin sebelum dan sesudah pengoperasiannya. 2. Saat awal menghidupkan mesin diharapkan tidak diberikan beban.

3. Memperhitungkan kekuatan mesin dan komponen mesin untuk memastikan

mesin bekerja dalam keadaan maksimal.

4. Sewaktu mengadakan pembersihan, pembongkaran serta pemasangan komponen mesin ini, pastikan motor terbebas dari arus listrik.

DAFTAR PUSTAKA

Khurmi, R.S dan Gupta, JK. A Text Book of Machine Design. New Delhi Eurasia Publishing House (prt) Ltd. 1980.

Lembaga Ilmu Pengetahuan. 2000. Pusat dukumentasi dan informasi ilmiah.

Niemenn, G, 1994. Elemen Mesin. Surabaya: Erlangga.

Najiati, Sri dan Danarti, Budidaya Tanaman Palawija. Gramedia: Jakarta, 1999.

Sularso dan Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradnya Paramita: Jakarta, 1994.

Shygley, Joseph E; 1986; Perencanaan Teknik Mesin jilid 1 & 2; Jakarta; Erlangga. Sitinjak. K, Dkk, 1995. Teknologi Pasca Panen. Medan: Universitas Sumatera Utara. Teknologi Tepat Guna. Menteri riset dan teknologi.

Diakses tanggal 07 mei 2005.

Wargiono. J., Diane M. Barret, Budidaya Ubi Kayu. Seri pembangunan pedesaan. Gramedia: Jakarta, 1987.