Identifikasi Masalah Disain dan Uji Kinerja serta Operasi Mesin Pemecah Buah Nyamplung

IDENTIFIKASI MASALAH DISAIN DAN UJI KINERJA
SERTA OPERASI MESIN PEMECAH BUAH NYAMPLUNG

RIYADI HARI NUGRAHA

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Identifikasi Masalah
Disain dan Uji Kinerja serta Operasi Mesin Pemecah Buah Nyamplung adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2014
Riyadi Hari Nugraha
NIM F14070112

ABSTRAK
RIYADI HARI NUGRAHA. Identifikasi Masalah Disain dan Uji Kinerja serta
Operasi Mesin Pemecah Buah Nyamplung. Dibimbing oleh TINEKE
MANDANG.
Buah nyamplung kering dengan berat rata-rata 4.15 g, kadar air berkisar
34 % dan densitas 0.54 g/cm3 untuk setiap kilogramnya berjumlah 242 butir
sedangkan buah nyamplung basah dengan berat rata-rata 4.96 g, kadar air 42 %
dan densitas 0.61 g/cm3 untuk setiap kilogramnya berjumlah 202 butir. Gaya yang
diperlukan untuk memecahkan sebutir buah nyamplung kering adalah sebesar
46.90 kgf sedangkan untuk buah nyamplung basah adalah sebesar 38.42 kgf.
Berdasarkan analisis teknik yang dilakukan terhadap mesin pemecah buah
nyamplung didapatkan bahwa poros silinder pemecah berdiameter 20 mm, umur
bantalan 330388.15 jam sudah memenuhi kelayakan secara teknis tetapi ada
beberapa bagian yang belum layak secara teknis seperti poros blower yang
berdiameter 9.5 mm, panjang sabuk 1.895 m. Kebutuhan daya yang diperlukan

untuk melakukan saat proses pemecahan adalah 0.227 hp. Sementara dari hasil
pembobotan pada uji kinerja dengan parameter kapasitas pemecahan, persentase
bahan yang tidak pecah dan kotoran serta efisiensi pemecahan diperoleh bahwa
untuk bahan kering perlakuan terbaik adalah pada jarak celah silinder 1.5 cm
sedangkan untuk bahan basah perlakuan terbaik adalah pada jarak celah silinder 1
cm dan 1.5 cm. Permasalahan yang terjadi saat pengoperasian mesin adalah
adanya pecahan buah nyamplung yang menumpuk di dinding gerigi serta
penumpukan sisa pecahan buah pada saluran pembuangan.
Kata kunci: mesin pemecah buah nyamplung, analisis teknik, uji kinerja
ABSTRACT
RIYADI HARI NUGRAHA. The Identification of Design Problem and The
Performance Test and Operation of The Nyamplung Fruit Crusher. Supervised by
TINEKE MANDANG.
Nyamplung dried fruit with an average weight of 4.15 g, 34 % moisture
content and density 0.54 g/cm3 for each kilogram amounts to 242 pieces while the
Nyamplung fresh fruit with an average weight of 4.96 g, 42 % moisture content
and density 0.61 g/cm3 for each kilogram amounts to 202 pieces. The force
required to break a nyamplung dried fruit is equal to 46.90 kgf while for wet
nyamplung fruit amounted to 38.42 kgf. Based on engineering analysis conducted
on Nyamplung fruit crusher found that the breaker cylinder shaft diameter 20 mm,

330388.15 hours bearing life already have the technical feasibility, but there are
some parts that do not have the technically feasible as the blower shaft diameter
9.5 mm, belt length 1,895 m. Power requirements that need to perform the process
of splitting is 0.227 hp. While the result of weighting for the performance test
with cracking capacity parameters, the percentage of broken and dirt material, and
cracking eficiency is obtained that the best treatment for dry matter is at 1.5 cm
cylinder gap distance, while the best treatment for wet materials is at 1 cm and 1.5
cm cylinder gap distance. The problems occur during the engine operation is the
fraction of nyamplung fruit that accumulate in the serrations wall and the stacking
residual fractions of fruit in the sewer.
Keywords: Nyamplung fruit crusher, engineering analysis, performance test.

IDENTIFIKASI MASALAH DISAIN DAN UJI KINERJA
SERTA OPERASI MESIN PEMECAH BUAH NYAMPLUNG

RIYADI HARI NUGRAHA

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknologi Pertanian

pada
Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Judul Skripsi
Nama
NIM

: Identifikasi Masalah Disain dan Uji Kinerja serta Operasi
Mesin Pemecah Buah Nyamplung
: Riyadi Hari Nugraha
: F14070112

Disetujui oleh

Prof. Dr. Ir. Tineke Mandang, MS
Pembimbing

Diketahui oleh

Dr. Ir. Desrial, M.Eng
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Oktober 2012 ini adalah
uji kinerja mesin pemecah buah nyamplung, dengan judul Identifikasi Masalah
Disain dan Uji Kinerja serta Operasi Mesin Pemecah Buah Nyamplung.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Prof Dr Ir Tineke Mandang
selaku pembimbing, serta para pekerja di unit pengolahan biodisesel milik Dinas
Pertanian dan Kehutanan Kabupaten Purworejo atas bantuannya dalam
pengambilan data. Ungkapan terima kasih penulis sampaikan kepada ayah, ibu

serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya. Ucapan terima kasih
juga penulis sampaikan kepada rekan-rekan seperjuangan TMB angkatan 44 atas
segala dukungannya, serta pihak-pihak yang telah membantu penulis selama
melaksanakan penelitian hingga karya ilmiah ini selesai ditulis.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Juni 2014
Riyadi Hari Nugraha

i

DAFTAR ISI
DAFTAR ISI

i

DAFTAR GAMBAR

ii

DAFTAR TABEL

ii

DAFTAR LAMPIRAN

iii

PENDAHULUAN
Latar belakang

1

Tujuan

1

TINJAUAN PUSTAKA
Karakteristik Nyamplung

2

Proses Pemecahan Buah Nyamplung

4

Mekanisme pada Mesin Pemecah Buah Nyamplung

4

Mesin Pemecah Buah Nyamplung

5

Pengukuran dan Uji Sifat Buah

9

Identifikasi Masalah Disain Mesin Pemecah Buah Nyamplung

11

Uji Kinerja Mesin

15

Identifikasi Masalah Operasi Mesin Pemecah Buah Nyamplung

16

METODE
Tempat dan Waktu

17

Bahan dan Alat

17

Tahapan Uji Lapang

18

HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengukuran dan Uji Sifat Buah

19

Identifikasi Masalah Disain Mesin Pemecah Buah Nyamplung

23

Uji Kinerja Mesin

25

Identifikasi Masalah Operasi Mesin Pemecah Buah Nyamplung

30

KESIMPULAN DAN SARAN

32

DAFTAR PUSTAKA

33

LAMPIRAN

34

RIWAYAT HIDUP

53

ii

DAFTAR TABEL
1. Rancangan fungsional mesin pemecah buah nyamplung
2. Spesifikasi mesin pemecah buah nyamplung
3. Spesifikasi motor penggerak
4. Karakteristik buah nyamplung kering
5. Karakteristik buah nyamplung basah
6. Densitas buah nyamplung kering
7. Densitas buah nyamplung basah
8. Kadar air buah nyamplung kering
9. Kadar air buah nyamplung basah
10. Uji tekan pada buah nyamplung kering
11. Uji tekan pada buah nyamplung basah
12. Kapasitas pemecahan buah nyamplung kering
13. Kapasitas pemecahan buah nyamplung basah
14. Persentase biji untuk bahan kering
15. Persentase biji untuk bahan basah
16. Persentase buah nyamplung tidak terpecah kondisi kering
17. Persentase buah nyamplung tidak terpecah kondisi basah
18. Persentase kotoran pada penampungan untuk bahan kering
19. Persentase kotoran pada penampungan untuk bahan basah
20. Efisiensi pemecahan untuk bahan kering
21. Efisiensi pemecahan untuk bahan basah
22. Pembobotan parameter uji kinerja untuk bahan kering
23. Pembobotan parameter uji kinerja untuk bahan basah

4
6
8
19
19
20
20
21
21
22
22
25
25
26
26
27
27
27
28
28
28
29
29

DAFTAR GAMBAR
1. Tanaman nyamplung
2. Buah dan biji nyamplung
3. Potongan melintang buah nyamplung
4. Skema pemecahan buah
5. Mesin pemecah buah nyamplung
6. Hopper
7. Silinder pemecah
8. Spanner
9. Motor listrik
10. Puli dan sabuk
11. Bantalan
12. Blower
13. Universal Testing Machine Instron type 3369
14. Skema alur kerja mesin pemecah buah nyamplung
15. Alur kerja tahapan uji lapang
16. Skema arah gaya tekanan
17. Penumpukkan sisa pada dinding gerigi
18. Skema penumpukkan sisa pada dinding gerigi
19. Penumpukkan kulit dan cangkang buah pada saluran pembuangan
20. Skema penumpukkan kulit dan cangkang pada saluran pembuangan

2
3
3
5
5
6
7
7
7
8
8
9
10
16
18
21
29
29
30
30

iii
21. Skema arah gaya pada silinder pemecah
22. Skema dimensi hopper untuk perhitungan sudut
23. Skema dimensi hopper untuk perhitungan volume
24. Skema arah angin pada saluran pembuangan
25. Skema untuk perhitungan daya pengangkatan

45
48
49
49
50

DAFTAR LAMPIRAN
1. Hasil rata-rata uji kinerja mesin pemecah buah nyamplung
2. Pemecahan bahan kering dengan jarak celah silinder 1 cm
3. Pemecahan bahan kering dengan jarak celah silinder 1.5 cm
4. Pemecahan bahan kering dengan jarak celah silinder 2 cm
5. Pemecahan bahan kering dengan jarak celah silinder 2.5 cm
6. Pemecahan bahan basah dengan jarak celah silinder 1 cm
7. Pemecahan bahan basah dengan jarak celah silinder 1.5 cm
8. Pemecahan bahan basah dengan jarak celah silinder 2 cm
9. Pemecahan bahan basah dengan jarak celah silinder 2.5 cm
10. Kecepatan blower
11. Contoh perhitungan kebutuhan daya penggerak
12. Contoh perhitungan analisis poros
13. Contoh perhitungan analisis sabuk dan puli
14. Contoh perhitungan analisis bantalan
15. Contoh perhitungan analisis hopper
16. Contoh perhitungan analisis blower
17. Contoh perhitungan penjatahan buah nyamplung
18. Gambar teknik mesin pemecah buah nyamplung

34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Krisis BBM fosil akhir–akhir ini mendorong pencarian sumber bahan
bakar alternatif terbarukan. Sumber bahan bakar alternatif itu antara lain berupa
tanaman. Bahan bakar dari tanaman yang dikembangkan sesuai pengelolaan
energi nasional adalah biodiesel, bioetanaol (gasohol), dan bio-oil. Biodiesel
adalah bahan bakar untuk mesin-mesin diesel. Bioetanol (gasohol) untuk mesinmesin berbahan bakar bensin. Sementara, bio-oil adalah pengganti bahan bakar
atau minyak tanah. Biodiesel dapat dibuat dari minyak mentah kelapa sawit
(Crude Palm Oil atau CPO), minyak biji jarak pagar, minyak biji nyamplung,
minyak kelapa, dan tanaman lainnya.
Untuk memilih jenis bahan baku biodiesel diperlukan pertimbangan yang
matang. Nyamplung merupakan pilihan tepat. Alasannya, tanaman ini bukan
merupakan bahan pangan serta tanaman ini tidak perlu perawatan yang intensif,
berbuah sepanjang tahun dan tidak mengenal musim. Tanaman nyamplung
tersebar di seluruh Indonesia dari Sumatera hingga Papua dengan luas areal
mencapai 255.3 ribu ha (Hadi 2009). Tanaman nyamplung mempunyai sifat-sifat:
pembudidayaanya mudah; tumbuh baik pada ketinggian 0-800 meter; curah hujan
1000-5000 mm; pada pH 4.0 – 7.4; tahan pada tanah tandus bahkan tumbuh
baik di daerah pantai berpasir kering atau digenangi air laut akan tetapi
kelemahannya baru dapat menghasilkan setelah berumur 7 tahun.
Pada proses pembuatan biodiesel, minyak nyamplung murni diolah dengan
teknologi EET (esterifikasi dan transesterifikasi) menggunakan etanol atau
methanol (Murniasih 2009). Biodiesel murni dapat digunakan sebagai pengganti
minyak diesel atau solar maupun dicampur dengan solar untuk bahan bakar
kendaraan bermesin diesel. Untuk memperoleh minyak biji nyamplung maka ada
tahapan-tahapan proses yang perlu dilakukan yaitu penyediaan bahan baku,
pemecahan dan pemilahan antara kulit dan biji nyamplung, pengeringan biji hasil
dari proses pemecahan, pengepresan biji, deguming dan destilasi.
Adapun mesin-mesin yang digunakan pada pengolahan biodiesel tersebut
adalah mesin pemecah buah nyamplung, mesin pengepres/screwpresser biji
nyamplung dan destilator. Pada mesin pemecah buah nyamplung, hasil
pemecahan yang diperoleh masih terdapat kotoran. Pecahan kulit dan cangkang
buah ikut kedalam penampungan biji sehingga proses pemecahan harus dilakukan
lebih dari sekali sampai hasil dari pemecahan tidak lagi terdapat kotoran atau
pecahan kulit dan cangkang buah. Hasil proses pemecahan sangat mempengaruhi
untuk proses selanjutnya,sehingga perlu dilakukan identifikasi permasalahan yang
terjadi pada mesin pemecah buah nyamplung tersebut.
Tujuan
 Mengidentifikasi masalah disain mesin pemecah buah nyamplung.
 Melakukan uji kinerja terhadap mesin pemecah buah nyamplung.
 Mengidentifikasi masalah operasi mesin pemecah buah nyamplung

2

TINJAUAN PUSTAKA
Karakteristik Nyamplung
Nyamplung mempunyai nama daerah bintangor, bintol, mentangur,
penanga di Sumatera, bunut, nyamplung, bintangur, sulatri, punaga di Jawa,
bataoh, bentangur, butoo, jampelung, jinjit, mahadingan, maharunuk di
Kalimantan, betau, bintula, dinggale, pude, wetai di Sulawesi, balitoko, bintao,
bitaur, petaule di Maluku, dan bentango, gentangir, mantau, samplong di NTT
(Martawijaya et al. 1981). Negara Malaysia mengenal nyamplung sebagai
bintangor, bakokol, entangor, mentangor dan penanga laut (Martawijaya et al.
1981). Calophyllum inophyllum L. atau Calophyllum bintangor Roxb.) di Inggris
diketahui sebagai Alexandrian Laurel, Tamanu, Pannay Tree, Sweet Scented
Calophyllum (Dweek dan Meadows 2002). Daerah penyebaran di Indonesia
meliputi Sumatera Barat, Riau, Jambi, Sumatera Selatan, Lampung, Jawa,
Kalimantan Barat, Kalimantan Tengah, Sulawesi, Maluku, Nusa Tenggara Timur
(Martawijaya et al. 1981).Taksonomi nyamplung (Calophyllum inophyllum L.)
adalah sebagai berikut:
 Divisi
: Spermatophyta
 Sub Divisi : Angiospermae
 Kelas
: Dicotyledonae
 Bangsa
: Guttiferales
 Suku
: Guttiferae
 Marga
: Calophyllum
 Jenis
: Calophyllum inophyllum L.
Tanaman nyamplung tumbuh di hutan tropis, pada tanah berawa dekat
pantai sampai pada tanah kering berbukit-bukit sampai ketinggian 800 m dari
permukaan laut seperti pada Gambar 1 (Martawijaya et al. 1981).

Gambar 1 Tanaman nyamplung
Kayu, Buah dan Biji
Kayu nyamplung dapat digunakan untuk berbagai keperluan yaitu: tiang
layar, dayung, balok, tiang rumah, papan lantai perumahan, peti, tiang listrik, roda,
sumbu gerobak, kano, tong dan kepala pemukul golf (Martawijaya et al. 1981).
Buah nyamplung berbentuk bulat (gambar 2) seperti peluru dengan ujung
berbentuk lancip berwarna hijau terusi selama masih bergantung pada pohon

3
tetapi menjadi kekuning-kuningan atau berwarna seperti kayu yang sudah luruh
setelah masak, daging buahnya tipis yang lambat laun menjadi keriput, rapuh dan
mengelupas, di dalamnya terdapat sebuah inti yang berwarna kuning terutama jika
dijemur (Heyne 1987). Biji digunakan untuk mengobati kudis, bila dimakan akan
mengakibatkan mabuk bahkan kematian akan tetapi minyaknya dapat digunakan
untuk menyembuhkan borok dan penumbuh rambut dan untuk penerangan (Heyne
1987). Inti nyamplung mengandung abu 1.7 %, protein kasar 6.2 %, minyak
55.5 %, pati 0.34 %, air 10.8 %, hemiselulosa 19.4 %, dan selulosa 6.1 % (Heyne
2004).

1

2

3

4

5

Gambar 2 Buah dan bji nyamplung
Keterangan gambar:
1) Buah nyamplung masak yang tidak mengalami proses pengeringan
2) Buah nyamplung masak yang mengalami proses pengeringan
3) Biji buah nyamplung yang mengalami proses pengovenan
4) Biji buah nyamplung yang mengalami proses pengeringan
5) Biji buah nyamplung masak
Kulit buah

Cangkang
buah

Daging buah
Biji

Gambar 3 Potongan melintang buah nyamplung
Urutan lapisan pada buah nyamplung:
1) Kulit buah
2) Cangkang buah
3) Daging buah
4) Biji
Minyak Biji Nyamplung
Inti (kernel) nyamplung mempunyai kandungan minyak yang sangat tinggi
yaitu sebesar 75 % (Dweek dan Meadows 2002), 71.4 % pada inti yang kering
dengan kadar air 3.3 % (Heyne 1987), 55.5 % pada inti yang segar dan 70.5 %
pada inti yang benar-benar kering (Heyne 1987). Pada inti yang kering proses
pengepresan dapat menghasilkan minyak 60 % (Dweek dan Meadows 2002).

4
Produksi biji nyamplung mencapai 100 kg per pohon (Dweek dan Meadows
2002). Minyak dapat diperoleh dengan pengepresan dingin (dari 100 kg buah akan
dihasilkan 18 kg minyak) kemudian dijernihkan sehingga dihasilkan minyak yang
berwarna kuning kehijauan serupa dengan minyak olive dengan aroma dan rasa
yang hambar (Dweek dan Meadows 2002).
Proses Pemecahan Buah Nyamplung
Proses pemecahan buah nyamplung merupakan langkah awal dari proses
pembuatan biodiesel. Pada pemecahan ini buah nyamplung terhimpit antara
silinder pemecah dengan dinding gerigi. Pada proses ini bahan baku buah
nyamplung dibedakan menjadi dua jenis yaitu buah kering merupakan buah
masak yang mengalami proses pengeringan matahari selama kurang lebih dua hari
dan buah basah merupakan buah masak yang tidak mengalami proses pengeringan.
Untuk proses pemecahannya adalah sebagai berikut:
 Buah nyamplung dimasukkan kedalam tempat penampungan dan penyaluran
yang telah disediakan.
 Kemudian buah nyamplung jatuh kedalam silinder pemecah, yang pada saat itu
buah akan terpecah.
 Hasil pecahan berupa kulit, cangkang dan biji jatuh kebawah
 Kulit/cangkang yang memiliki massa jenis yang lebih kecil daripada biji
dipisahkan oleh angin
 Kulit/cangkang ikut terbawa oleh angin menuju saluran pembuangan
sedangkan biji jatuh ke penampungan.
Dari urutan proses diatas, maka secara fungsional mesin memiliki
komponen seperti pada Tabel 1.
Tabel 1 Rancangan fungsional mesin pemecah buah nyamplung
No
1
2
3

Komponen mesin
Hopper
Silinder
Blower

4

Saluran
pembuangan
Penampungan
Sumber tenaga
Sistem transmisi

5
6
7

Fungsi
Sebagai tempat penampungan bahan sementara
Sebagai alat pemecah buah nyamplung
Untuk memisahkan pecahan cangkang/kulit buah
dan biji
Saluran untuk membuang pecahan berupa
kulit/cangkang
Menampung biji hasil dari proses pemecahan
Sumber tenaga putar silinder dan blower
Penyalur tenaga putaran motor ke bagian-bagian
lain yang berputar

Mekanisme pada Mesin Pemecah Buah Nyamplung
Mesin pemecah buah nyamplung berfungsi untuk memecah sekaligus
memilah antara kulit/cangkang buah dengan biji nyamplung. Di pabrik
pengolahan biodiesel yang terletak di desa Patutrejo, mekanisme yang digunakan
pada mesin ini adalah dengan menggunakan sebuah silinder yang bergesekkan
dengan dinding atau rumahnya.

5
Mekanisme dengan Silinder Tunggal Bergerigi
Menggunakan sebuah silinder bergerigi yang berputar. Mekanisme ini
memiliki bagian utama berupa silinder gerigi dan dinding gerigi (gambar 4).
Proses pemecahan terjadi karena adanya gaya tekan dan gesekkan antara silinder,
buah nyamplung dan dinding gerigi. Dinding gerigi ini dapat bergerak maju dan
mundur sebagai tempat lewatnya buah nyamplung. Buah nyamplung yang lewat
akan ditekan dan bergesekkan dengan silinder dan dinding gerigi.

Dinding gerigi
dapat maju-mundur
Silinder

Gambar 4 Skema pemecahan buah
Mesin Pemecah Buah Nyamplung
Mesin pemecah buah nyamplung (gambar 5) berfungsi untuk memecah
sekaligus memisahkan kulit dan cangkang untuk kemudian diambil bijinya. Di
pabrik pengolahan biodiesel yang terletak di desa Patutrejo, mesin pemecah buah
nyamplung menggunakan mekanisme sebuah silinder bergerigi. Untuk sortasi
pemisahan kulit, cangkang dengan biji, mesin tersebut menggunakan sebuah
blower bertipe aksial. Blower tipe ini memiliki hembusan angin yang tegak lurus
dengan poros penggerak kipasnya.

Gambar 5 Mesin pemecah buah nyamplung

6
Tabel 2 Spesifikasi mesin pemecah buah nyamplung
Nama
Fungsi
Dimensi
Tenaga penggerak

Kapasitas
Dirancang
Pabrikasi

Mesin pemecah buah nyamplung
Memecah dan memilah buah nyamplung
Panjang
30 cm
Lebar
30 cm
Tinggi
80 cm
Merk/model
Yuema/motor listrik
Daya (hp)
1-1.2
Bahan bakar
Minimal 100 kg/jam
PT Tracon Industri
PT Tracon Industri

Rancangan Struktural Mesin Pemecah Buah Nyamplung
Hopper
Berfungsi untuk menampung bahan baku yang akan dipecah. Hopper
(gambar 6) juga berfungsi mengalirkan buah nyamplung ke silinder pemecah.
Hopper ini memiliki dimensi bagian atas 500 mm x 500 mm, sisi bagian bawah
yaitu 300 mm x 300 mm dengan tinggi 173 mm dengan sudut kemiringan 30 0.
Untuk bahan hopper terbuat dari plat baja dengan ketebalan 1.5 mm.

Gambar 6 Hopper
Silinder Pemecah dan Dinding Gerigi
Silinder berfungsi untuk memecah buah nyamplung sedangkan dinding
gerigi berfungsi untuk penumpu buah yang akan dipecah. Silinder tersebut
memiliki permukaan yang bergerigi yang berfungsi melakukan penggesekkan
antara silinder dengan buah nyamplung sehingga buah akan pecah. Ukuran
silinder ini berdiameter 150 mm dengan panjang 250 mm dan jumlah pisau 10
buah. Silinder dibuat dari plat baja sedangkan gerigi/pisau terbuat dari besi kolom
seperti pada Gambar 7.

7

Silinder

Dinding
gerigi

Gambar 7 Silinder pemecah
Spanner
Spanner (gambar 8) berfungsi untuk mengatur jarak celah antara dinding
gerigi dan silinder pemecah. Pada mesin ini dinding pada ruang pemecahan dapat
bergerak maju dan mundur untuk penyesuaian jarak celah pemecahan.

Gambar 8 Spanner
Motor Listrik
Motor listrik (gambar 9) sebagai penghasil daya yang digunakan untuk
menggerakkan poros yang terhubung ke silinder pemecah dan blower.

Gambar 9 Motor listrik

8
Tabel 3 Spesifikasi Motor Penggerak
Merk
Tipe
Daya
Dimensi

Yuema
Y80B-4 (3 Phase)
1 hp -1.2 hp
30 cm x 15 cm x 15 cm

Poros
Merupakan komponen mesin yang berputar, digunakan untuk
mentransformasi atau memindahkan daya dari satu bagian ke bagian lain. Oleh
karena itu, bahan yang dipakai harus mempunyai kekuatan yang melebihi beban
yang terjadi. Poros yang ada pada mesin ini yaitu poros silinder, poros blower dan
poros transmisi. Ukuran poros silinder yang digunakan pada mesin ini adalah
diameter 2.5 cm panjang 40 cm sedangkan poros blower adalah diameter 2.5 cm
panjang 60 cm.
Puli dan Sabuk
Digunakan untuk mentransmisikan daya dan putaran dari motor listrik.
Sabuk yang dipakai dalam mesin pemecah buah nyamplung ini V bertipe A
dengan diameter puli besar 30 cm dan puli kecil 10 cm (gambar 10).

Gambar 10 Puli dan sabuk
Bantalan
Bantalan (gambar 11) direncanakan untuk menerima beban radial, beban
aksial atau gabungan keduanya. Berfungsi untuk menumpu poros yang berputar
dan menghaluskan putaran poros. Bantalan yang digunakan pada mesin ini adalah
bantalan gelinding dengan diameter 25 cm.

Gambar 11 Bantalan

9
Kerangka Mesin
Kerangka mesin mempunyai fungsi untuk menahan berat seluruh
komponen yang terdapat pada mesin pemecah buah nyamplung. Kerangka ini
menggunakan baja profil “L” sebab selain material ini mudah didapat di pasaran,
juga mempunyai kekuatan yang cukup untuk menahan beban dari komponenkomponen mesin.
Blower
Blower (gambar 12) berfungsi untuk memisahkan kulit, cangkang dan biji
nyamplung. Hasil yang keluar dari bagian pemecahan akan jatuh secara gravitasi.
Pada saat bahan tersebut jatuh, angin ditiupkan dari arah depan dan dengan
memanfaatkan perbedaan massa jenis (massa jenis kulit lebih ringan daripada biji)
maka kulit dan biji akan terpisah. Kulit yang memiliki massa jenis yang ringan
akan terdorong keluar oleh angin sedangkan biji yang memiliki massa jenis yang
lebih berat akan jatuh kebawah menuju bak penampungan.
Sirip
blower

Poros
blower
Gambar 12 Blower
Pengukuran dan Uji Sifat Buah
Pengukuran dan pengujian ini dilakukan untuk mengetahui dimensi dari
bahan yang dipakai, densitas, kadar air bahan dan tingkat kekerasan bahan.
Parameter yang diukur dan diuji yaitu:
Pengukuran Dimensi
Pengukuran dimensi dilakukan untuk mengetahui diameter dan massa dari
bahan. Untuk pengukuran diameter dilakukan sebanyak dua kali yaitu mengukur
diameter bujur dan diameter melintang. Alat yang digunakan pada pengukuran ini
yaitu jangka sorong dan timbangan digital.
Uji Densitas
Uji densitas dilakukan untuk mengetahui kerapatan dari bahan yang
dipakai. Alat yang digunakan pada pengujian ini adalah gelas ukur dan timbangan
digital. Prinsip kerja pada pengujian ini yaitu untuk mengetahui jumlah volume air
yang dipindahkan oleh buah nyamplung dengan massa tertentu. Volume air yang

10
dipindahkan merupakan volume dari buah nyamplung tersebut sehingga buah
nyamplung dengan massa tertentu dapat diketahui volumenya.
Untuk menghitung densitas dapat menggunakan persamaan berikut:
ρ=
Dimana:
ρ
m
V

............................................................................................ (1)
: Kerapatan (g/cm3)
: Massa bahan (g)
: Volume (cm3)

Uji Kadar Air
Uji kadar air dilakukan untuk mengetahui kadar air dari bahan yang
dipakai. Pada percobaan ini bahan nyamplung yang dipakai memiliki dua kondisi
yang berbeda yaitu kering dan basah. Untuk melakukan uji ini alat yang
digunakan adalah oven listrik, timbangan digital dan timer. Bahan dipanaskan
pada suhu 100 oC – 105 oC hingga bahan mengalami penyusutan massa karena
kandungan air yang telah menguap. Kadar air yang digunakan adalah kadar air
basis kering dimana jumlah air yang dikandung oleh suatu bahan dibandingkan
dengan masa total bahan tersebut. Prinsip dari pengukuran ini adalah dengan
menguapkan bagian yang terdiri dari air bebas yang terdapat dalam bahan
sehingga terjadi keseimbangan kadar air dengan udara di sekitarnya dengan
menggunakan energi panas. Untuk menghitung jumlah kadar air dapat
menggunakan persamaan berikut:
Kadar air (bk) = (Ma-Mb)/Ma x 100 % ....................................... (2)
Dimana:
Ma
: Massa bahan sebelum dioven (g)
Mb
: Massa bahan setelah dioven (g)
Uji Tekan
Uji tekan dilakukan untuk mengetahui tingkat kekerasan dari bahan,
sehingga gaya tekan yang dibutuhkan untuk memecah bahan dapat diketahui.
Pengujian ini menggunakan alat Universal Testing Machine Instron type 3369
(gambar 13) yang terdapat di Laboraturium Keteknikan Kayu, Departemen Hasil
Hutan, Fakultas Kehutanan IPB. Prinsip kerjanya sebutir buah nyamplung diberi
gaya tekan hingga bahan pecah atau retak.

Gambar 13 Universal Testing Machine Instron type 3369

11
Identifikasi Masalah Disain Mesin Pemecah Buah Nyamplung
Aspek teknik yang dipertimbangkan dalam identifikasi masalah disain
mesin pemecah buah nyamplung adalah analisis teknik yang meliputi kebutuhan
daya penggerak, analisis silinder pemecah, analisis poros, analisis pasak, analisis
puli dan sabuk, analisis bantalan, analisis kerangka mesin, analisis hopper dan
analisis blower.
Kebutuhan Daya Penggerak
Kebutuhan daya yang diperlukan oleh mesin pemecah buah nyamplung
merupakan semua daya yang diperlukan mesin dalam menjalankan mesin dari
awal hingga akhir baik penggerak transmisi, putaran silinder dan putaran blower.
Kebutuhan daya untuk menggerakkan mekanisme kerja mesin pemecahan,
perhitungan dayanya menggunakan persamaan berikut:
P = ( 2 π M n)/60 ................................................................. (3)
Dimana:
P
M
n

: Daya yang dibutuhkan motor penggerak (W)
: Momen puntir (Nm)
: Jumlah putaran poros (rpm)

Untuk menghasilkan daya tersebut, maka besarnya momen puntir silinder
pemecah dapat menggunakan persamaan sebagai berikut:
M = F r ................................................................................. (4)
Dimana:
M
F
r

: Momen puntir (Nm)
: Gaya tangensial (N)
: Jari-jari silinder pemecah (m)

Gaya tangensial pada silinder
menggunakan persamaan berikut:

pemecah

dapat

dihitung

dengan

F = m g ................................................................................. (5)
Dimana:
m
g

: Massa silinder (kg)
: Percepatan gravitasi (m/s2)

Analisis Poros
Pada poros akan bekerja gaya-gaya berupa momen lentur dan momen
puntir. Analisis yang dilakukan terhadap poros meliputi kekuatan dan diameter
poros menggunakan perhitungan poros yang menerima beban puntir dan beban
lentur karena poros ini meneruskan daya melalui puli dan sabuk. Untuk analisis
tersebut dilakukan perhitungan-perhitungan yang meliputi diameter poros dan
kecepatan kritis poros.
Daya rencana (Sularso dan Suga 1997) dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan:
Pd = fc . P ....................................................................................... (6)

12
Dimana:
Pd
fc
P

: Daya yang direncanakan (kW)
: Faktor koreksi daya (1.0 – 1.5)
: Daya nominal output motor penggerak (kW)

Besarnya tegangan geser pada poros yang diizinkan (Sularso dan Suga
1997) didapatkan dengan persamaan berikut :
b

=

f

f2

..................................................................................... (7)

Dimana:
: Tegangan geser yang diiazinkan (kg/mm2)
: Kekuatan tarik (kg/mm2)
: Faktor keamanan pengaruh massa
: Faktor keamanan kekasaran permukaan

b

Sf1
Sf2

Momen puntir rencana (Sularso dan Suga 1997) dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan:
M = 9.74 x 105
Dimana:
M
Pd
n

P
n

................................................................ (8)

: Momen puntir (kg mm)
: Daya yang direncanakan (kW)
: Putaran poros (rpm)

Poros merupakan salah satu komponen penting dalam suatu putaran,
dimana besarnya diameter suatu poros mempengaruhi besarnya putaran. Besarnya
diameter poros (Sularso dan Suga 1997) dapat dihitung dengan persamaan:
Kt Cb M )⅓

Ds = (
Dimana:
Ds
a
Kt
Cb
M

(9)

: Diameter poros (mm)
: Tegangan geser yang diizinkan (kg/mm)
: Faktor koreksi momen puntir
: Faktor kelenturan
: Momen puntir rencana (kg mm)

Analisis Puli dan Sabuk
Perbandingan transmisi pada sistem transmisi puli dan sabuk dapat
dihitung dengan persamaan:
i=
Dimana:
i
n1
n2
d1
d2

n
n2

=

2

.................................................................................. (10)

: Perbandingan putaran
: Putaran puli 1 (rpm)
: Putaran puli 2 (rpm)
: Diameter puli 1 (mm)
: Diameter puli 2 (mm)

13
Kecepatan linear sabuk dapat dihitung dengan menggunakan persamaan
berikut:
v=

π
60

Dimana:
v
d
n

n
000

..................................................................................(11)

: Kecepatan linear sabuk (m/s)
: Diameter puli 1 (m)
: Putaran puli (rpm)

Dalam menentukan panjang sabuk yang digunakan (Sularso dan Suga
1997) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
L = 2C + (d1 + d2) +
Dimana:
L
C
d1
d2

(d1 + d2)2 .............................................(12)

: Panjang sabuk (mm)
: Jarak antar dua sumbu poros (mm)
: Diameter puli 1 (mm)
: Diameter puli 2 (mm)

Sudut kontak sabuk (Sularso dan Suga 1997) dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan berikut:
θ=

π
0

Dimana:
θ
R
r
C

x (180 –

( -r)

)

(13)

: Sudut kontak sabuk (rad)
: Jari-jari puli besar (m)
: Jari-jari puli kecil (m)
: jarak antar pusat puli (m)

Koefisien gesek sabuk (Sularso dan Suga 1997) dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan berikut:
μ = 0.54 –
Dimana:
μ
v

26
26

(14)

: Koefisien gesek sabuk
: Kecepatan linear sabuk (m/s)

Tegangan sabuk pada puli (Sularso dan Suga 1997) dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan berikut:
2.3 log

2

=vθ

(15)

Kemudian dimasukkan kedalam persamaan berikut:
P = (T1 – T2)v
Dimana:
P
T1
T2
v

: Daya motor (kW)
: Tegangan sabuk sisi kencang (kg m/s2)
: Tegangan sabuk sisi kendur (kg m/s2)
: Kecepatan linear sabuk (m/s)

(16)

14
Analisis Bantalan
Bantalan merupakan elemen mesin yang menumpu poros berbeban,
sehingga putaran atau gerakkan bolak-baliknya 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 tak dapat bekerja
secara semestinya (Sularso dan Suga 1997).
Beban yang ditopang oleh poros ketika proses pemecah berlangsung
merupakan gabungan dari beberapa massa antara lain massa puli, tegangan tali,
massa poros, massa silinder dan massa blower. Nilai beban dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan:
w = w1 + w2 + w3… wn
Dimana:
w
wn

(17)

: Beban radial (kg)
: Beban (kg)

Faktor kecepatan untuk bantalan (Sularso dan Suga 1997) dapat dihitung
dengan menggunakan persamaan:
fn =
Dimana:
fn
n

/
n

(18)

: Faktor kecepatan
: Putaran poros (rpm)

Sedangkan perhitungan faktor umur untuk bantalan (Sularso dan Suga
1997) dapat dihitung dengan menggunakan persdamaan:
fh = fn
Dimana:
fh
C
w

w

(19)

: Faktor umur
: Beban nominal dinamis spesifik (kg)
: Beban radial (kg)

Umur nominal (L) untuk bantalan (Sularso dan Suga 1997) dapat
dihitung dengan menggunakan persamaan:
L = 500.fh3

(20)

Analisis Hopper
Hopper merupakan wadah sementaara yang digunakan untuk menampung
bahan yang akan diumpankan. Hopper memiliki bentuk limas segi 4 yang
terpotong bagian ujungnya sehingga berbentuk persegi 4. Hopper memiliki
dimensi keseluruhan sebagai berikut: dimensi bagian atas berukuran 500 mm x
500 mm, sisi bagian bawah sebesar 300 mm x 300 mm. Volume dan sudut
kemiringan hopper dapat dihitung dengan menggunakan rumus matematika dasar.

15
Analisis Blower
Blower berfungsi untuk memisahkan kulit, cangkang dan biji. Hasil yang
keluar dari bagian pemecahan akan jatuh secara gravitasi, pada saat bahan tersebut
jatuh, udara ditiupkan dari arah belakang dengan memanfaatkan massa jenis dan
bentuk dari biji, kulit dan cangkang buah, maka diharapkan biji dapat terpisah.
Kulit dan cangkang yang memiliki massa jenis yang lebh rendah akan terdorong
keluar oleh angin sedangkan biji yang memiliki massa jenis lebih besar akan jatuh
ke tempat penampungan. Blower pada mesin pemecah ini memiliki empat buah
sirip dengan ukuran 10 mm x 20 mm, dengan bahan plat baja ketebalan 1.4 mm.
Uji Kinerja Mesin
Uji kinerja dilakukan untuk mengevaluasi kemampuan mesin pemecah
buah nyamplung yang dioperasikan pada kondisi tertentu. Pada pengujian ini jarak
celah silinder pemecah dengan dinding gerigi disesuaikan untuk menentukan dan
mengetahui tingkat keefektifan dari mesin. Pada mesin ini dinding pada ruang
pemecahan dapat diatur jarak kerenggangannya atau celahnya. Pengujian ini juga
akan mencoba seberapa efektif apabila bahan baku pada kondisi basah dan kering.
Kapasitas Pemecahan
Kapasitas pemecahan adalah kemampuan mesin untuk mengupas buah
nyamplung tiap satuan waktu. Perhitungan kapasitas pemecahan dapat dilihat
pada persamaan berikut:
K = Wp x
Dimana:
K
Wp
T

60

.(21)
: Kapasitas pemecahan (kg/jam)
: Massa total bahan yang keluar dari mesin (kg)
: Waktu yang dibutuhkan untuk pemecahan (menit)

Persentase Biji pada Penampungan
Adalah perbandingan antara massa biji hasil pemecahan dengan massa
bahan yang diumpankan. Berikut perhitungan dari persentase biji pada
penampungan:
persentase biji =

biji asil pengupasan

(22)

sampel

Persentase Buah Nyamplung Tidak Terpecah
Perhitungan persentase buah nyamplung yang tidak terpecah berdasarkan
perbandingan massa bahan yang tidak terpecah dengan massa sampel yang
dimasukkan. Berikut perhitungan persentase buah nyamplung tidak terpecah:
persen ase ba an ak

=

bua

ang i ak
sampel

00

.....(23)

16
Persentase Kotoran pada Penampungan
Persentase kotoran pada penampungan adalah persentase rasio massa
kotoran (kulit dan cangkang) buah nyamplung dengan massa sampel yang
dimasukkan. Untuk perhitungan persentase kotoran pada penampungan dapat
dilihat pada persamaan berikut:
persen ase ko oran =

kuli / angkang
sampel

00

(24)

Efisiensi Pemecahan
Efisiensi pemecahan adalah rasio massa sampel yang telah dikurangi
massa buah yang tidak terpecah atau gelondong dengan massa sampel yang
dimasukkan ke dalam hopper. Berikut perhitungan persentase efisiensi
pemecahan:
bua gelon ong
efisiensi peme a an = ( )
00 )
(25)
sampel
Identifikasi Masalah Operasi Mesin Pemecah Buah Nyamplung
Pada saat pengoperasian mesin pemecah buah nyamplung tentunya akan
ditemukan kendala di lapangan. Adapun proses pengoperasian mesin ini meliputi
mempersiapkan buah yang akan dipecah, penjatahan bahan yang akan
diumpankan ke dalam hopper, proses penyalaan mesin, proses pemecahan dan
pengambilan hasil pemecahan. Identifikasi ini dapat menentukan permasalahan
yang terjadi saat pengoperasian mesin tersebut. Berikut alur kerja dari mesin
pemecah buah nyamplung:
1. Bahan masuk
kedalam silinder
pemecah

5. Kulit dan
cangkang
terbuang

2. Buah nyamplung
terpecah

Blower
menghasilkan
angin

3. Kulit,cangkang
dan biji dipisahkan
oleh angin
4. Biji jatuh ke
penampungan

Gambar 14 Skema alur kerja mesin pemecah buah nyamplung

17

METODE
Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilakukan di unit pengolahan biodiesel milik Dinas Pertanian
dan Kehutanan Kabupaten Purworejo yang berada di Desa Patutrejo, Kecamatan
Grabag, Kabupaten Purworejo. Pelaksanaan penelitian dilakukan pada bulan
Oktober 2012 sampai dengan Januari 2013.
Bahan dan Alat
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah buah nyamplung basah
dan buah nyamplung kering.
Peralatan









Mesin pemecah buah nyamplung tipe silinder tunggal.
Stopwatch, mencatat waktu.
Tachometer, mengetahui putaran mesin dan puli.
Anemometer, mengukur kecepatan angin.
Meteran dan jangka sorong, mengukur komponen dan dimensi mesin.
Timbangan, mengetahui massa bahan baku.
Oven, mengeringkan bahan.
UTM Instron, mengetahui gaya tekan bahan.

18

Tahapan Uji Lapang
Buah nyamplung

Buah nyamplung
kering

Buah nyamplung
basah
Pemecahan
menggunakan
mesin

Jarak celah
silinder 1 cm

Jarak celah
silinder 1.5 cm

Jarak celah
silinder 2 cm

Jarak celah
silinder 2.5 cm

Buah nyamplung
terpecah

Mengukur putaran
poros mesin

Mengukur aliran
volumetrik blower

Mengukur kapasitas
pemecahan

Analisis teknik

Menganalisis
disain hopper

Menganalisis disain
ruang pemecahan
Gambar 15 Alur kerja tahapan uji lapang

Menganalisis
disain blower

19

HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengukuran dan Uji Sifat Buah
Pengukuran Dimensi
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui diameter dan massa dari bahan
baku. Bentuk dan ukuran bahan hasil pertanian merupakan dua karakteristik yang
tidak dapat dipisahkan. Keduanya diperlukan untuk mengetahui karakteristik fisik
suatu bahan. Ada beberapa kriteria yang dapat digunakan untuk menjelaskan
bentuk dan ukuran bahan hasil pertanian diantaranya bentuk acuan, kebulatan,
dimensi sumbu, serta kemiripan bahan hasil pertanian terhadap benda-benda
geometri tertentu.
Buah nyamplung baik kondisi kering dan basah memiliki bentuk bulat
lancip dengan diameter bujur rata-ratanya adalah 26 mm sedangkan diameter
melintang rata-ratanya adalah 23 mm. Hanya saja untuk massa tiap kondisinya
berbeda, untuk buah nyamplung kering dengan kadar air berkisar 35 % memiliki
massa rata-ratanya 4.1 g sedangkan nyamplung basah dengan kadar air berkisar
42 % massa rata-ratanya 4.9 g ini dikarenakan kandungan air di dalam buah
nyamplung basah lebih besar. Untuk mengetahui karakteristik dimensi buah dapat
dilihat pada Tabel 4 dan Tabel 5.
Tabel 4 Karakteristik buah nyamplung kering
Ulangan

Diameter bujur
rata-rata (cm)

1
2
3
4
5
Rata-rata

2.55
2.67
2.58
2.60
2.56
2.59

Diameter
melintang rata-rata
(cm)
2.25
2.28
2.24
2.29
2.26
2.26

Massa ratarata (g)

Jumlah
buah per kg

4.11
4.19
4.13
4.18
4.16
4.15

242
238
245
244
239
242

Tabel 5 Karakteristik buah nyamplung basah
Ulangan

Diameter bujur
rata-rata (cm)

1
2
3
4
5
Rata-rata

2.58
2.59
2.59
2.61
2.57
2.59

Diameter
melintang rata-rata
(cm)
2.33
2.34
2.35
2.33
2.32
2.33

Massa ratarata (g)
4.98
4.93
4.98
4.94
4.96
4.96

Jumlah
buah per
kg
200
202
198
205
203
202

20
Uji Densitas
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui densitas atau massa jenis dari
bahan baku buah nyamplung. Pengujian densitas dari bahan baku ini dilakukan
sebanyak dua kali yaitu untuk bahan baku buah nyamplung kering dan basah.
Pengujian densitas ini menggunakan prinsip Archimedes dimana ketika sebuah
benda seluruhnya atau sebagian dimasukkan kedalam zat cair, cairan akan
memberikan gaya ke atas pada benda setara dengan massa cairan yang
dipindahkan benda. Untuk mengetahui densitas dari tiap jenis bahan sebelumnya
dilakukan penimbangan terhadap bahan baku dan pemberat setelah itu bahan yang
telah diikatkan dengan pemberat diletakkan ke dalam gelas ukur. Isi gelas ukur
dengan air hingga permukaan air menyentuh 150 ml kemudian angkat bahan serta
pemberat. Setelah itu gelas ukur yang masih berisi air ditimbang untuk
mengetahui volumenya. Data hasil uji densitas dapat dilihat pada Tabel 6 dan
Tabel 7.
Tabel 6 Densitas buah nyamplung kering
Ulangan
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Massa (g)
7.29
4.94
5.00
6.20
7.83
6.65
6.97
6.90
4.69
7.55

vair (cm3)
135.69
139.89
139.94
137.45
131.38
134.73
137.31
138.13
139.48
131.34
Rata-rata

vpemberat (cm3)
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51

Densitas (g/cm3)
0.5695
0.5744
0.5848
0.5616
0.4576
0.4833
0.6234
0.6660
0.5205
0.4402
0.5481

vpemberat (cm3)
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51

Densitas (g/cm3)
0.6123
0.6168
0.5964
0.6173
0.6061
0.6762
0.5418
0.6626
0.5589
0.6778
0.6165

Tabel 7 Densitas buah nyamplung basah
Ulangan
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Massa (g)
7.55
4.84
3.31
4.79
4.00
4.95
4.41
5.91
5.17
7.32

vair (cm3)
136.16
140.63
142.94
140.73
141.89
141.17
140.35
139.57
139.24
137.69
Rata-rata

Dilihat dari kedua tabel di atas dapat diketahui bahwa densitas atau
kerapatan buah nyamplung basah lebih berat dengan rata-rata densitasnya 0.6165
g/cm3 ini dikarenakan buah nyamplung dalam kondisi basah lebih banyak
mengandung air dibandingkan yang kering. Sedangkan rata-rata densitas buah
nyamplung kering adalah sebesar 0.5481 g/cm3.

21
Uji Kadar Air
Pengukuran kadar air buah nyamplung kering dan basah dilakukan dengan
menggunakan oven. Prinsip kerjanya bahan baku dipanaskan di dalam oven yang
bersuhu berkisar 100 oC – 105 oC selama 6-7 jam, pada suhu tersebut air yang
terkandung dalam bahan baku akan menguap. Data kadar air buah nyamplung
kering (tabel 8) dan basah (tabel 9).
Tabel 8 Kadar air buah nyamplung kering
No
1
2
3

Ukuran buah
Kecil
Sedang
Besar

Selang kadar air (%)
27.44 – 33.81
32.14 – 38.39
35.73 – 39.51

Kadar air rata-rata (%)
31.66
34.67
37.56

Tabel 9 Kadar air buah nyamplung basah
No
1
2
3

Ukuran buah
Kecil
Sedang
Besar

Selang kadar air (%)
37.85 – 44.76
38.84 – 45.98
37.16 – 47.93

Kadar air rata-rata (%)
41.12
42.13
43.24

Pada data tabel tersebut di atas kadar air rata-rata untuk buah nyamplung
kondisi kering ukuran kecil adalah 31.66 %, untuk ukuran sedang 34.67 %, untuk
ukuran besar 37.56 %. Kadar air buah nyamplung kering baik ukuran kecil,
sedang maupun besar jika seluruhnya dirata-rata maka jumlah kadar airnya adalah
sebesar 34.63 %. Sedangkan kadar air rata-rata untuk buah nyamplung kondisi
basah ukuran kecil adalah 41.12 %, untuk ukuran sedang 42.13 %, untuk ukuran
besar 43.24 %. Kadar air buah nyamplung basah baik ukuran kecil, sedang
maupun besar jika seluruhnya dirata-rata maka jumlah kadar airnya adalah sebesar
42.16 %. Jadi pada pengukuran ini untuk buah nyamplung kondisi kering kadar
airnya berkisar antara 27 % - 39 % sedangkan buah nyamplung kondisi basah
kadar airnya berkisar antara 37 % - 47 %. Terlihat bahwa kandungan air di dalam
buah nyamplung yang basah lebih besar ini ditandai dengan kadar air yang lebih
besar dibandingkan buah nyamplung yang kering.
Uji Tekan
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui gaya tekan yang dibutuhkan
untuk dapat memecahkan sebutir buah nyamplung. Alat yang digunakan yaitu
Universal Testing Machine Instron type 3369. Prinsip kerjanya sebutir buah
nyamplung diberi gaya tekan hingga bahan pecah atau retak. Untuk posisi buah
saat ditekan yaitu pada posisi tegak dan miring (gambar 16).
Arah tekanan
vertikal

Arah tekanan
horisontal

Gambar 16 Skema arah gaya tekanan

22
Tabel 10 Uji tekan pada buah nyamplung kering
Diameter
Bujur (cm)
Melintang (cm)
3.02
2.83
2.95
2.82
3.04
3.12
2.90
2.74
3.08
2.73
2.74
2.77
2.79
2.73
2.60
2.48
2.58
2.30
2.92
2.72
2.77
2.70
2.59
2.46
2.50
2.56
1.78
1.88
2.12
1.94
2.00
2.16
2.25
2.22
2.20
2.00
2.02
1.78
2.34
1.97
Rata-rata

Massa (g)

Arah tekanan

8.13
8.45
7.24
7.39
7.54
7.72
5.94
4.69
4.65
5.18
4.67
5.56
4.63
2.22
3.16
3.32
3.61
3.00
2.01
3.09

vertikal
vertikal
vertikal
horisontal
horisontal
horisontal
vertikal
vertikal
vertikal
vertikal
horisontal
horisontal
horisontal
vertikal
vertikal
vertikal
vertikal
horisontal
horisontal
horisontal

Gaya
(kgf)
31.87
45.27
51.25
50.12
50.07
45.61
63.49
44.23
44.85
58.23
50.78
49.97
49.33
35.63
43.14
55.71
34.87
51.88
39.17
42.50
46.90

Tabel 11 Uji tekan pada buah nyamplung basah
Diameter
Bujur (cm)
Melintang (cm)
3.00
2.82
3.01
2.74
3.03
2.43
3.09
2.83
2.64
2.48
2.62
2.53
2.63
2.37
2.65
2.22
2.40
2.19
2.61
2.34
2.40
2.34
2.68
2.30
2.22
2.06
2.24
1.96
2.96
1.68
1.96
1.84
1.95
1.84
2.14
2.00
1.64
1.70
Rata-rata

Massa (g)

Arah tekanan

9.47
8.00
7.27
9.49
6.85
6.75
5.52
4.87
5.26
5.19
5.68
5.43
4.33
3.33
2.43
3.12
2.84
3.85
2.04

vertikal
vertikal
vertikal
horisontal
horisontal
horisontal
vertikal
vertikal
vertikal
vertikal
horisontal
horisontal
horisontal
vertikal
vertikal
vertikal
horisontal
horisontal
horisontal

Gaya
(kgf)
52.48
36.25
40.73
24.63
55.93
41.11
37.56
40.19
25.80
50.49
50.36
38.99
32.69
55.86
23.87
20.02
27.21
52.78
23.01
38.42

23
Dilihat dari data-data pada Tabel 10 dan 11 bahwa gaya tekan rata-rata
yang diperlukan untuk memecah sebutir buah nyamplung kering adalah sebesar
46.90 kgf lebih besar dibandingkan gaya yang diperlukan untuk memecah sebutir
buah nyamplung basah yang hanya sebesar 38.42 kgf. Ini dikarenakan buah
nyamplung yang kering memiliki sifat keras. Sedangkan untuk buah nyamplung
yang basah lebih lunak karena memiliki kandungan air yang lebih banyak.
Identifikasi Masalah Disain Mesin Pemecah Buah Nyamplung
Kebutuhan Daya Penggerak
Kebutuhan daya penggerak dihitung untuk mengetahui daya yang tersedia
dapat menggerakkan silinder pemecah secara perhitungan atau teoritis dengan
menggunakan rumus 3, 4 dan 5 sehingga mesin dapat beroperasi atau bekerja.
Berdasarkan perhitungan kebutuhan daya untuk menggerakkan silinder
adalah 0.227 hp sedangkan daya dari motor penggerak adalah 1 hp, sehingga daya
dari motor penggerak cukup untuk menggerakkan silinder.
Analisis Poros
Pengukuran analisis poros bertujuan untuk mengetahui poros yang
digunakan secara aktual sudah sesuai dengan perhitungan poros secara teoritis.
Untuk mengetahui kelayakan dari poros tersebut dapat dilihat dari perhitungan
menggunakan rumus 6, 7, 8 dan 9.
Dari perhitungan didapat bahwa untuk diameter poros silinder adalah
19.94 mm sedangkan diameter poros aktualnya 25 mm berarti poros silinder pada
mesin ini layak untuk digunakan karena diameter poros aktual lebih besar
daripada diameter poros secara teoritis. Untuk poros blower dari hasil perhitungan
didapat 9.5 mm sedangkan poros aktualnya 25 mm berarti poros blower pada
mesin ini juga layak digunakan. Akan tetapi untuk ukuran poros blower aktual
dan teoritis memiliki perbedaan yang cukup besar. Ukuran poros yang melebihi
dari ukuran teoritis dapat mengakibatkan kinerja mesin menjadi lebih berat karena
mesin harus menumpu beban yang berlebih.
Analisis Puli dan Sabuk
Puli dan sabuk merupakan bagian dari mesin yang digunakan untuk
menyalurkan putaran dari motor penggerak ke silinder pemecah dan blower.
Berdasarkan kenyataan atau secara aktual sabuk yang digunakan oleh mesin
pemecah buah nyamplung menggunakan sabuk V tipe A. Untuk mengetahui
analisis teknik pada sabuk dan puli menggunakan rumus 10, 11, 12, 13, 14, 15 dan
16.
Hasil dari perhitungan, sabuk memiliki panjang (L) sebesar 1.895 m,
kecepatan linear sabuk 0.066 m/s. besarnya tegangan sabuk sisi kencang (T1)
sebesar 21.18 N dan tegangan sabuk sisi kendur (T2) sebesar 9.91 N. Sedangkan
sabuk yang digunakan pada mesin yaitu tipe A70 dengan panjang sabuk 72 inchi
atau 1.829 m sehingga penggunaan sabuk pada mesin kurang layak karena
panjang sabuk aktual lebih pendek dari panjang sabuk teoritis.

24
Analisis Bantalan
Bantalan merupakan suatu komponen mesin yang berfungsi untuk
menopang dari putaran poros sehingga putaran atau gerak bolak-baliknya dapat
berlangsung secara, halus, aman dan panjang umur.
Jenis bantalan yang digunakan untuk menahan poros silinder pemecah
adalah bantalan gelinding dengan nomor 6205, bantalan ini memiliki nilai
kapasitas nominal dinamis spesifik C sebesar 1100 kg dan kapasitas nominal statis
spesifik Co sebesar 730 kg sedangkan massa puli diameter 300 mm adalah 500 g.
Sedangkan bantalan untuk poros blower adalah bantalan gelinding dengan nomor
6005 yang memilik kapasitas nominal dinamis spesifik C sebesar 790 kg dan
kapasitas nominal statis spesifik Co sebesar 530 kg sedangkan massa puli diameter
100 mm adalah 200 g.
Dengan menghitung faktor kecepatan (fn) dan faktor umur (fh)
menggunakan rumus 17, 18, 19 dan 20 maka umur bantalan untuk poros silinder
adalah 330388.15 jam (diambil umur bantalan terendah) sedangkan umur bantalan
untuk poros blower adalah 17037624.24 jam.
Analisis Hopper
Hopper mesin pemecah buah nyamplung ini terbuat dari plat besi dengan
ketebalan 1.5 mm. Hopper yang mempunyai bentuk seperti corong ini berguna
untuk menampung nyamplung sebelum dilakukan pemecahan. Hopper ini
memiliki dimensi bagian atas 500 mm x 500 mm sedangkan bagian bawah
berukuran 300 mm x 300 mm. Untuk kemiringan hopper didapat dari perhitungan
sebesar 1200 sedangkan volume hopper 53.28 liter.
Analisis Blower
Blower berfungsi untuk memisahkan kulit buah nyamplung dengan biji
yang telah terkelupas. Hasil yang keluar dari ruang pemecahan akan jatuh secara
gravitasi. Pada saat jatuh, angin dihembuskan dari arah depan, dengan
memanfaatkan massa jenis dan bentuk dari kulit dan biji sehingga kulit dan biji
dapat terpisah. Kulit yang berbentuk serpihan dan massa jenisnya yang ringan
akan terhembus mengikuti angin sedangkan biji yang massa jenisnya relatif lebih
berat dari kulit tidak ikut terhembus angin melainkan jatuh menuju tempat
penampungan. Konstruksi blower adalah kipas aksial dengan sudut tegak lurus
dengan arah jatuhan dari bagian pemecahan. Untuk mengetahui kecepatan angin
yang dihasilkan blower yaitu dengan menggunakan alat anemometer. Alat ini
dapat mengukur kecepatan angin yang berhembus di saluran pembuangan.
Berdasarkan hasil pengukuran kecepatan rata-rata yang dihasilkan blower adalah
8.43 m/detik.
Dari hasil perhitungan didapat bahwa kecepatan angin minimum yang
dibutuhkan blower untuk sampai ke ujung saluran buangan adalah 0.324 m/s
sedangkan kecepatan angin rata-rata yang dihasilkan blower adalah 8.43 m/s, ini
berarti kemampuan hembusan angin yang dihasilkan blower layak digunakan
karena kecepatan angin aktual lebih besar daripada kecepatan angin secara teoritis.

25
Uji Kinerja Mesin
Kapasitas Pemecahan
Kapasitas