UJI UNJUK KERJA MESIN PENGADUK ADONAN MAKANAN DENGAN PENGADUK HORIZONTAL KAPASITAS 25 KG/JAM.
UJI UNJUK KERJA MESIN PENGADUK ADONAN
MAKANAN DENGAN PENGADUK HORIZONTAL
KAPASITAS 25 KG/JAM
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Ahlimadya
Program Studi Teknik Mesin – D3
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin
Oleh
OLAN PARDEDE
5123220022
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
2016
ABSTRAK
Olan Pardede: Uji Unjuk Kerja Mesin Pengaduk Adonan Makanan Dengan Pengaduk
Horizontal Kapasitas 25 kg/jam. Tugas Akhir. Fakultas Teknik Universitas Negeri
Medan, 2015
Mengadon dengan menggunakan tangan manusia (manual) membutuhkan
tenaga dan waktu yang lama dan hasil adonan kurang steril. Untuk membantu
manusia dalam pengadonan bahan makanan, dibutuhkan mesin pengaduk adonan
makanan dengan pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jam karena dengan adanya
mesin ini, akan sangat membantu waktu dalam proses pengadonannya.Pada
perencanaan mesin pengaduk adonan makanan dengan pengaduk horizontal kapasitas
25 kg/jam ini direncanakan konstruksi mesin, sistem penggerak, sistem transmisi, dan
sistem pengadukannya.Hasil dari proses desain mesin pengaduk adonan makanan
dengan pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jamini adalah konstruksi rangka mesin
menggunakan rangka besi siku profil L, sistem penggerak menggunakan motor
listrik, dan transmisi yang digunakan sistem transmisi sabuk dan puli, dan
pengadukannya tipe curved blade (baling-baling lengkung).Berdasarkan hasil dari uji
kinerja mesin pengaduk adonan makanan dengan pengaduk horizontal kapasitas 25
kg/jam diatas dapat diketahui konstruksi mesin layak digunakan, sistem penggerak
dan sistem pengaduk cukup efisien dan layak digunakan, dan pada transmisi sabuk-V
kurang efektif untuk itu sebaiknya digunakan transmisi roda gigi.
Kata kunci : Curved blade, Transmisi sabuk-V, Pengaduk horizontal.
i
ABSTRACT
Olan Pardede:Performance Test Dough Mixer Food With Horizontal Mixer Capacity
25 kg/h. Final Project. Faculty of Engineering University of Medan. Medan, 2015
Knead by hand man (manual) requires effort and a long time and the results of
the dough less sterile. To help people in the kneading foodstuffs requires food dough
mixer with horizontal mixer capacity of 25 kg/h because of the presence of this
machine, will greatly assist in the process mixing time.In the planning of the food
dough mixing machine with a horizontal mixer capacity of 25 kg/h is planned
construction machinery, propulsion systems, transmission systems, and stirring
system.Results of the design process of food dough mixing machine with a horizontal
mixer capacity of 25 kg/h is the construction of the machine frame using L profile
frame brackets, drive system uses an electric motor, and transmission used belts and
pulleys transmission system, and the stirring curved blade type.Based on the results
of the design of the food dough mixing machine with a horizontal mixer capacity of
25 kg/h above can be seen decent used construction machinery, propulsion systems
and stirrer system is quite efficient and fit for use, and the V-belt transmission is less
effective for that should be used in the transmission gear.
Keywords: Curved blade, Transmision belt-V, Dough mixer food horizontal.
ii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena
telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
tugas akhir ini, terimakasih juga penulis ucapkan kepada Bapak Indra Koto, S.T,
M.Eng sebagai Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah banyak memberikan
masukan, motivasi, dan petunjuk-petunjuk dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa untuk
memenuhi tugas mata kuliah Tugas Akhir pada Fakultas Teknik di Universitas
Negeri Medan. Dalam penulisan tugas akhir ini, dengan judul “Uji Unjuk Kerja
Mesin Pengaduk Adonan Makanan Dengan Pengaduk Horizontal Kapasitas 25
kg/jam”, penulis mengalami banyak hambatan yang disebabkan oleh minimnya
pengetahuan penulis dalam pengumpulan data dan dana yang kurang mencukupi
selama menyusun tugas akhir ini. Namun atas bantuan dari berbagai pihak akhirnya
penulisan tugas akhir ini dapat diselesaikan meski jauh dari kesempurnaan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada :
1. Ibu Dra. Hj. Rosnelli, M.Pd, sebagai Dekan Fakultas Teknik.
2. Bapak Prof. Dr. Sumarno, M.Pd, sebagai Wakil Dekan Bidang Akademik
Teknik Mesin.
3. Bapak Drs. Hidir Efendi, M.Pd, sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin.
4. Bapak Drs. Selamat Riadi, MT, sebagai Sekretaris Jurusan Teknik Mesin.
iii
5. Bapak Drs. Robert Silaban, M.Pd, sebagai Ketua Prodi Teknik Mesin D3
6. Teristimewa kepada Ayahanda A. Pardede dan Ibunda N. Panjaitan dan kakak
penulis Novita Pardede saya yang selalu menjadi penyemangat dan doanya
dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
7. Semua teman-teman saya yang selalu ikut serta dalam penyelesaian laporan
ini, khususnya kepada teman sekelas Teknik Mesin D3 angkatan 2012.
Akhir kata kiranya penulis mengucapkan terimakasih. Penulis juga berharap tugas
akhir ini bermanfaat dalam memperkarya ilmu pendidikan.
Medan,
Januari 2016
Penulis
Olan Pardede
NIM. 5123220022
iv
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PERSETUJUAN .......................................................................
i
ABSTRAK ................................................................................................
ii
ABSTRACT ................................................................................................
iii
KATA PENGANTAR ...............................................................................
iv
DAFTAR ISI ..............................................................................................
vi
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ......................................................................................
viii
BAB I PENDAHULUAN .........................................................................
1
A. Latar Belakang ..................................................................................
1
B. Rumusan Masalah .............................................................................
4
C. Batasan Masalah ................................................................................
4
D. Tujuan ..............................................................................................
5
E. Manfaat ............................................................................................
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................
7
A. Tinjauan Teori ...................................................................................
8
B. Sifat Adonan .....................................................................................
8
C. Baling-baling/Fan .............................................................................
11
D. Gambaran Umum Konstruksi Mesin .................................................
14
D. Teori Perancangan ............................................................................
11
BAB III METODE PERANCANGAN DAN PENELITIAN ..................
37
A. Tempat dan Waktu Pelaksanaan .......................................................
37
B. Alat dan Bahan ..................................................................................
37
C. Gambar Alat ......................................................................................
39
D. Diagram Alir Metodologi Penelitian ..................................................
40
E. Materi Penelitian ...............................................................................
40
F. Rancangan Penelitian ........................................................................
41
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN....................................................
42
A. Dimensi Mesin ..................................................................................
42
B. Perhitungan Komponen Utama ..........................................................
42
C. Perhitungan Sistem Transmisi ............................................................
46
D. Hasil Uji Fungsi ................................................................................
70
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................
73
A. Kesimpulan ......................................................................................
73
B. Saran ................................................................................................
73
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
75
LAMPIRAN
v
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Proses pembuatan adonan menggunakan tangan ........................
1
Gambar 2 Mixer kue planetary ..................................................................
9
Gambar 3. Pengaduk mixer ......................................................................... 10
Gambar 4. Mixer kue spiral ......................................................................... 10
Gambar 5. Mixer kue dough mixer .............................................................. 11
Gambar 6. Tipe baling-baling ...................................................................... 14
Gambar 7. Konstruksi mesin pengaduk adonan ........................................... 14
Gambar 8. Motor listrik................................................................................ .. 16
Gambar 9. Skema motor listrik.................................................................... 17
Gambar 10. Poros ......................................................................................... 19
Gambar 11. Bantalan..................................................... ................................. 23
Gambar 12. Bentuk puli (pully)-V................................................................. 27
Gambar 13. Bentuk transmisi ........................................................................ 27
Gambar 14. Konstruksi sabuk -V .................................................................. 29
Gambar 15. Konstruksi penampang sabuk-V................................................. 29
Gambar 16. Baut .......................................................................................... 31
Gambar 17. Tekanan permukaaan pada ulir ................................................... 32
Gambar 18. Bentuk pasak ............................................................................. 35
Gambar 19. Gambar konstruksi mesin ........................................................... 39
Gambar 20. Diagram alir penelitian .............................................................. 40
Gambar 21. Tabung dan tutup pengaduk ....................................................... 43
Gambar 22. Kerangka mesin ......................................................................... 45
Gambar 23. Poros pengaduk ........................................................................ 45
Gambar 24. Puli penggerak dan puli yang digerakkan ................................... 47
Gambar 25. Transmisi sabuk pada poros perantara ........................................ 48
Gambar 26. Puli dan penampang puli ............................................................ 49
Gambar 27. Penampang sabuk V tipe A ....................................................... 50
Gambar 28. Transmisi sabuk ........................................................................ 50
Gambar 29. Poros pengaduk ........................................................................ 59
Gambar 30. Gaya gesek pada pasak ............................................................. 67
Gambar 31. Grafik hubungan kapasitas terhadap waktu ............................... 71
vi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja yang difinis dingin ..
7
Tabel 2. Faktor-faktor daya yang akan ditransmisikan ................................. 21
Tabel 3. Diamater poros (satuan mm) .......................................................... 22
Tabel 4. Nomor bantalan ............................................................................. 24
Tabel 5. Penampang sabuk – V .................................................................. 26
Tabel 6. Panjang sabuk – V sandart ............................................................ 30
Tabel 7. Tekanan permukaan yang diizinkan pada ulir ............................... 33
Tabel 8. Ukuran pasak dan alur pasak (satuan mm) .................................... 35
Tabel 9. Perlengkapan peralatan pembuatan rangka mesin ......................... 37
Tabel 10. Bahan yang digunakan untuk rangka mesin .................................. 37
Tabel 11. Perlengkapan peralatan pembuatan wadah pengaduk .................... 38
Tabel 12. Bahan yang digunakan .................................................................. 38
Tabel 13. Perlengkapan alat-alat untuk pembuatan baling-baling pengaduk... 38
Tabel 14. Bahan untuk baling-baling pengaduk ............................................ 38
Tabel 15. Data biaya dalam pembuatan mesin .............................................. 41
Tabel 16. Faktor-faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan, fc .............. 57
Tabel 17. Hasil uji fungsi ............................................................................. 70
Tabel 18. Hasil kinerja sistem transmisikan dengan putaran konstan ............. 71
Tabel 19. Hasil efesiensi kerja mesin . .......................................................... 73
vii
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kue nusantara sebagai wujud warisan nenek moyang sangatlah bervariasi,
tidak hanya dalam hal bentuk, warna, penggunaan bahan termasuk pula proses
pembuatannya. Teknik atau proses pembuatan tersebut sangatlah unik karena
pada awalnya kue nusantara dibuat dengan peralatan sederhana dan teknikteknik khusus (seperti: menguleni) yang seringkali hanya menggunakan
tangan dalam proses pembuatan adonannya. Sehingga ada beberapa kue yang
membutuhkan waktu cukup lama dalam proses pembuatannya.
Gambar 1. Proses pembuatan adonan menggunakan tangan
Perbedaan berbagai adonan kue tidak hanya ditentukan dari bahan
pembentuk atau bahan utama yang digunakan saja, akan tetapi juga komposisi
bahan, jumlah bahan cair, penggunaan bahan pengembang serta proses
pembuatan/pencampuran bahan.
1
2
Adonan merupakan campuran atau gabungan dari beberapa bahan makanan
yang dibentuk atau tidak dibentuk dan selanjutnya diolah dengan teknik
pemasakan panas basah, panas kering atau panas minyak. Teknik membuat
adonan yang tepat sangat menentukan hasil jadi kue. Klasifikasi adonan kue
dapat dibedakan atas berbagai faktor, diantaranya berdasarkan jumlah bahan cair
dan berdasarkan penggunaan bahan pengembang. Teknik pengaduk (mixing)
adonan merupakan salah satu tahapan penting dalam pembuatan adonan. Adonan
diaduk agar semua unsur bahan dapat tercampur dengan merata.
Seiring bertambahnya populasi manusia di setiap penjuru dunia, maka
secara otomatis dalam memenuhi kebutuhan hidup meningkat pula kebutuhan
primer, sekunder, dan tersiernya. Salah satunya ialah kebutuhan akan konsumsi,
sehingga saat ini banyak bermunculan produsen-produsen kecil menengah
maupun produsen besar yang bergerak di bidang produksi makanan dan minuman.
Hal ini dapat kita buktikan dengan melihat iklan di televisi saat ini, kurang lebih
50% mempromosikan tentang produk makanan ringan (bakery). Makanan ringan
ini masih sangat digemari oleh sebagian besar masyarakat karena mudah dibawa
pada saat bepergian atau pada suasana santai. Indonesia adalah salah satu
konsumen yang terbanyak dalam mengkonsumsi makanan roti khusus nya di
daerah kota Medan, Sumatera Utara, diperoleh data menunjukkan adanya
peningkatan permintaan masyarakat 3% setiap tahunnya dihitung sejak tahun
2011 (wikipedia).
Adapun alasan mengapa produk ini yang menjadi sorotan, karena dalam
proses pembuatan bakery (roti, kue donat, dan bolen) ternyata membutuhkan
suatu proses pengolahan adonan yang membutuhkan tenaga cukup besar dan
3
waktu yang cukup lama. Disamping itu, dalam membuat kue dengan cara
tradisional juga membutuhkan dana yang tidak sedikit dan tenaga kerja yang
banyak terutama pada pabrik penghasil kue dalam skala besar. Cara
konvensionalnya ialah dengan mengaduk serta membanting adonan menggunakan
tangan hingga adonan berbentuk kalis (pengertian kalis disini jikalau adonan tidak
lengket ditangan dan tidak mudah robek saat dibentangkan hingga membentuk
lapisan yang halus dan tipis).
Dari pertimbangan diatas maka penulis telah membangun sebuah alat
pengaduk adonan makanan dengan pengaduk horizontal yang bertujuan untuk
mempermudah pekerjaan dan mempercepat proses pengadonan bahan secara
merata agar waktu dan tenaga yang digunakan lebih cepat dan efisien. Potensi
yang dapat dilihat dari mesin ini adalah mesin ini terbuat dari bahan stainless stell,
yaitu yang terdapat pada tabung adonan, poros, dan pengaduknya sedangkan
untuk rangka mesin terbuat dari besi. Untuk masalah waktu mesin ini dapat
mengaduk 25 kg dalam 60 menit yang biasanya dikerjakan oleh 5 orang dalam
waktu yang sama Jadi mesin ini sangat efesien dan higenis dalam pembuatan
adonan kue, juga sangat kokoh dan tahan lama. Selain itu, perawatan mesin ini
cukup mudah juga dilakukan yaitu cukup dengan membersihkan mesin setelah
dipakai. Mesin ini sangat cocok diterapkan pada masyarakat khususnya pengusaha
pembuatan kue, ataupun pabrik rumahan karena sangat ekonomis dan
menguntungkan. Berdasarkan latar belakang yang sudah diuraikan diatas, maka
penulis berkeinginan mengangkat Tugas Akhir dengan judul “Uji Unjuk Kerja
Mesin Pengaduk Adonan Makanan Sistem Horizontal Kapasitas 25 kg/jam”.
4
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat dirumuskan beberapa masalah
antara lain :
1. Bagaimana konstruksi mesin pengaduk adonan makanan dengan pengaduk
horizontal kapasitas 25 kg/jam yang akan didesain?
2. Bagaimana spesifikasi desain mesin pengaduk adonan makanan dengan
pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jam?
3. Bagaimana perawatan mesin pengaduk adonan makanan yang mudah dan
praktis?
4. Bagaimana membangun mesin pengaduk adonan makanan yang sangat
diperlukan oleh masyarakat khususnya pengusaha pembuat kue?
5. Bagaimana
membangun
mesin
yang
lebih
sederhana
namun
dapat
meningkatkan produksi kue?
6. Bagaimana membangun mesin pengaduk adonan makanan yang memiliki
efisien dalam tempat serta efektif dalam pemanfaatan?
7. Bagaimana merancang mesin pengaduk adonan makanan dengan penggunaan
yang cukup lama?
C. Batasan Masalah
Berdasarkan rumusan masalah di atas maka penulis membatasi pembahasan
hanya pada :
1. Merancang dimensi atau ukuran mesin pengaduk adonan makanan dengan
pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jam.
2. Merancang kapasitas pada mesin pengaduk adonan makanan dengan pengaduk
horizontal kapasitas 25 kg/jam.
5
3. Pengujian hasil uji kinerja pada mesin pengaduk adonan makanan dengan
pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jam.
4. Pengujian waktu yang diperlukan pada mesin pengaduk adonan makanan
dengan pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jam.
D. Tujuan
1. Merencanakan dimensi atau ukuran mesin pengaduk adonan makanan dengan
pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jam.
2. Menentukan hasil uji kinerja mesin pengaduk adonan makanan dengan
pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jam.
3. Menentukan waktu yang digunakan pada saat pengujian terhadap mesin
pengaduk adonan makanan dengan pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jam.
E. Manfaat
Manfaat dari desain mesin pengaduk adonan makanan dengan pengaduk
horizontal kapasitas 25 kg/jam ini yaitu :
1. Memberi manfaat pada masyarakat khususnya pengusaha pembuatan kue
dalam peningkatan produksi dengan menghemat tenaga manusia serta lebih
efisien.
2. Mahasiswa dapat merumuskan masalah di bidang teknik mesin serta
memberikan solusi atas masalah pengadonan dengan tangan manusia yang
membutuhkan banyak tenaga.
3. Sebagai sarana meningkatkan kualitas sumber daya manusia bagi lulusan
Universitas Negeri Medan khususnya untuk Program Studi D3 Teknik Mesin.
4. Untuk menambah perbendaharaan mesin-mesin di Universitas Negeri Medan
yang nantinya dapat disalurkan kepada masyarakat.
6
5. Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Diploma III Teknik Mesin
di Universitas Negeri Medan.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil laporan diatas, maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Dimensi atau ukuran mesin pengaduk adonan makanan sistem horizontal
kapasitas 25 kg/jam didapat:
a. Putaran motor penggerak 1800 rpm dengan daya 1 Hp dan putaran poros 300
rpm.
b. Diameter poros 25 mm dengan torsi yang didapat 2418,7 kg.mm.
c. Umur nominal (Lh) bantalan 140956 jam.
d. Sabuk yang digunakan adalah sabuk tipe A dengan lebar sabuk luar 12,5 mm
dan tebal sabuk 9 mm.
e. Tinggi total mesin adalah 1,20 m.
2. Hasil uji kinerja mesin pengaduk adonan makanan sistem horizontal kapasitas
25 kg/jam didapat bahwa semakin besar beban yang diproses maka waktu yang
diperlukan akan semakin bertambah.
3. Waktu yang dibutuhkan untuk mengaduk adonan 1 Kg adalah 144 detik.
B. SARAN
Proses penyempurnaan produk masih diperlukan untuk meningkatkan
efesiensi, usulan perbaikan pada mesin ini antara lain:
1. Sebaiknya poros pengaduk dibuat lebih besar diameternya agar pengadukannya
lebih rata.
75
76
2. Perlu adanya modifikasi bentuk saluran keluar adonan agar lebih mudah dalam
pengambilan adonannya.
3. Penentuan kapasitas mesin sebaiknya berdasarkan kebutuhan agar dapat
mengoptimalkan daya penggerak yang diperlukan.
4. Sebaiknya dibuat penangkal pada puli untuk menutupi sabuk dari air pada saat
proses pengadukan.
5. Perlu adanya pengembangan dalam pembuatan mesin ini supaya kedepannya
lebih baik dan sempurna.
77
DAFTAR PUSTAKA
Amstead, B.H, dkk. (1981). Teknologi Mekanik. Jakarta: Erlangga.
Darmawan, H. (2004). Pengantar Perancangan Teknik (Perancangan Produk).
Bandung: ITB.
G Niemann. (1996). Elemen Mesin. (Anton Budiman: terjemahan), Jakarta:
Erlangga.
Joeseph E. Shigley, dkk. (1984). Perencanaan Elemen Mesin. Jakarta: Erlangga.
Mott, Robert L. (2009). Elemen-Elemen Mesin Dalam Perancangan Mekanis
Buku 1. Yogyakarta: Andi.
Sato, G. T. dan Hartanto, N. S. (1996). Menggambar Mesin Menurut Standar ISO.
Jakarta: Pradnya Paramita.
Sularso dan Suga, K. (2013). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin.
Jakarta: Pradnya Paramita.
Zainun Achmad. (1999). Elemen Mesin 1. Bandung : Refika Aditama.
MAKANAN DENGAN PENGADUK HORIZONTAL
KAPASITAS 25 KG/JAM
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Ahlimadya
Program Studi Teknik Mesin – D3
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin
Oleh
OLAN PARDEDE
5123220022
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
2016
ABSTRAK
Olan Pardede: Uji Unjuk Kerja Mesin Pengaduk Adonan Makanan Dengan Pengaduk
Horizontal Kapasitas 25 kg/jam. Tugas Akhir. Fakultas Teknik Universitas Negeri
Medan, 2015
Mengadon dengan menggunakan tangan manusia (manual) membutuhkan
tenaga dan waktu yang lama dan hasil adonan kurang steril. Untuk membantu
manusia dalam pengadonan bahan makanan, dibutuhkan mesin pengaduk adonan
makanan dengan pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jam karena dengan adanya
mesin ini, akan sangat membantu waktu dalam proses pengadonannya.Pada
perencanaan mesin pengaduk adonan makanan dengan pengaduk horizontal kapasitas
25 kg/jam ini direncanakan konstruksi mesin, sistem penggerak, sistem transmisi, dan
sistem pengadukannya.Hasil dari proses desain mesin pengaduk adonan makanan
dengan pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jamini adalah konstruksi rangka mesin
menggunakan rangka besi siku profil L, sistem penggerak menggunakan motor
listrik, dan transmisi yang digunakan sistem transmisi sabuk dan puli, dan
pengadukannya tipe curved blade (baling-baling lengkung).Berdasarkan hasil dari uji
kinerja mesin pengaduk adonan makanan dengan pengaduk horizontal kapasitas 25
kg/jam diatas dapat diketahui konstruksi mesin layak digunakan, sistem penggerak
dan sistem pengaduk cukup efisien dan layak digunakan, dan pada transmisi sabuk-V
kurang efektif untuk itu sebaiknya digunakan transmisi roda gigi.
Kata kunci : Curved blade, Transmisi sabuk-V, Pengaduk horizontal.
i
ABSTRACT
Olan Pardede:Performance Test Dough Mixer Food With Horizontal Mixer Capacity
25 kg/h. Final Project. Faculty of Engineering University of Medan. Medan, 2015
Knead by hand man (manual) requires effort and a long time and the results of
the dough less sterile. To help people in the kneading foodstuffs requires food dough
mixer with horizontal mixer capacity of 25 kg/h because of the presence of this
machine, will greatly assist in the process mixing time.In the planning of the food
dough mixing machine with a horizontal mixer capacity of 25 kg/h is planned
construction machinery, propulsion systems, transmission systems, and stirring
system.Results of the design process of food dough mixing machine with a horizontal
mixer capacity of 25 kg/h is the construction of the machine frame using L profile
frame brackets, drive system uses an electric motor, and transmission used belts and
pulleys transmission system, and the stirring curved blade type.Based on the results
of the design of the food dough mixing machine with a horizontal mixer capacity of
25 kg/h above can be seen decent used construction machinery, propulsion systems
and stirrer system is quite efficient and fit for use, and the V-belt transmission is less
effective for that should be used in the transmission gear.
Keywords: Curved blade, Transmision belt-V, Dough mixer food horizontal.
ii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena
telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
tugas akhir ini, terimakasih juga penulis ucapkan kepada Bapak Indra Koto, S.T,
M.Eng sebagai Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah banyak memberikan
masukan, motivasi, dan petunjuk-petunjuk dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa untuk
memenuhi tugas mata kuliah Tugas Akhir pada Fakultas Teknik di Universitas
Negeri Medan. Dalam penulisan tugas akhir ini, dengan judul “Uji Unjuk Kerja
Mesin Pengaduk Adonan Makanan Dengan Pengaduk Horizontal Kapasitas 25
kg/jam”, penulis mengalami banyak hambatan yang disebabkan oleh minimnya
pengetahuan penulis dalam pengumpulan data dan dana yang kurang mencukupi
selama menyusun tugas akhir ini. Namun atas bantuan dari berbagai pihak akhirnya
penulisan tugas akhir ini dapat diselesaikan meski jauh dari kesempurnaan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada :
1. Ibu Dra. Hj. Rosnelli, M.Pd, sebagai Dekan Fakultas Teknik.
2. Bapak Prof. Dr. Sumarno, M.Pd, sebagai Wakil Dekan Bidang Akademik
Teknik Mesin.
3. Bapak Drs. Hidir Efendi, M.Pd, sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin.
4. Bapak Drs. Selamat Riadi, MT, sebagai Sekretaris Jurusan Teknik Mesin.
iii
5. Bapak Drs. Robert Silaban, M.Pd, sebagai Ketua Prodi Teknik Mesin D3
6. Teristimewa kepada Ayahanda A. Pardede dan Ibunda N. Panjaitan dan kakak
penulis Novita Pardede saya yang selalu menjadi penyemangat dan doanya
dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
7. Semua teman-teman saya yang selalu ikut serta dalam penyelesaian laporan
ini, khususnya kepada teman sekelas Teknik Mesin D3 angkatan 2012.
Akhir kata kiranya penulis mengucapkan terimakasih. Penulis juga berharap tugas
akhir ini bermanfaat dalam memperkarya ilmu pendidikan.
Medan,
Januari 2016
Penulis
Olan Pardede
NIM. 5123220022
iv
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PERSETUJUAN .......................................................................
i
ABSTRAK ................................................................................................
ii
ABSTRACT ................................................................................................
iii
KATA PENGANTAR ...............................................................................
iv
DAFTAR ISI ..............................................................................................
vi
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ......................................................................................
viii
BAB I PENDAHULUAN .........................................................................
1
A. Latar Belakang ..................................................................................
1
B. Rumusan Masalah .............................................................................
4
C. Batasan Masalah ................................................................................
4
D. Tujuan ..............................................................................................
5
E. Manfaat ............................................................................................
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................
7
A. Tinjauan Teori ...................................................................................
8
B. Sifat Adonan .....................................................................................
8
C. Baling-baling/Fan .............................................................................
11
D. Gambaran Umum Konstruksi Mesin .................................................
14
D. Teori Perancangan ............................................................................
11
BAB III METODE PERANCANGAN DAN PENELITIAN ..................
37
A. Tempat dan Waktu Pelaksanaan .......................................................
37
B. Alat dan Bahan ..................................................................................
37
C. Gambar Alat ......................................................................................
39
D. Diagram Alir Metodologi Penelitian ..................................................
40
E. Materi Penelitian ...............................................................................
40
F. Rancangan Penelitian ........................................................................
41
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN....................................................
42
A. Dimensi Mesin ..................................................................................
42
B. Perhitungan Komponen Utama ..........................................................
42
C. Perhitungan Sistem Transmisi ............................................................
46
D. Hasil Uji Fungsi ................................................................................
70
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................
73
A. Kesimpulan ......................................................................................
73
B. Saran ................................................................................................
73
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
75
LAMPIRAN
v
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Proses pembuatan adonan menggunakan tangan ........................
1
Gambar 2 Mixer kue planetary ..................................................................
9
Gambar 3. Pengaduk mixer ......................................................................... 10
Gambar 4. Mixer kue spiral ......................................................................... 10
Gambar 5. Mixer kue dough mixer .............................................................. 11
Gambar 6. Tipe baling-baling ...................................................................... 14
Gambar 7. Konstruksi mesin pengaduk adonan ........................................... 14
Gambar 8. Motor listrik................................................................................ .. 16
Gambar 9. Skema motor listrik.................................................................... 17
Gambar 10. Poros ......................................................................................... 19
Gambar 11. Bantalan..................................................... ................................. 23
Gambar 12. Bentuk puli (pully)-V................................................................. 27
Gambar 13. Bentuk transmisi ........................................................................ 27
Gambar 14. Konstruksi sabuk -V .................................................................. 29
Gambar 15. Konstruksi penampang sabuk-V................................................. 29
Gambar 16. Baut .......................................................................................... 31
Gambar 17. Tekanan permukaaan pada ulir ................................................... 32
Gambar 18. Bentuk pasak ............................................................................. 35
Gambar 19. Gambar konstruksi mesin ........................................................... 39
Gambar 20. Diagram alir penelitian .............................................................. 40
Gambar 21. Tabung dan tutup pengaduk ....................................................... 43
Gambar 22. Kerangka mesin ......................................................................... 45
Gambar 23. Poros pengaduk ........................................................................ 45
Gambar 24. Puli penggerak dan puli yang digerakkan ................................... 47
Gambar 25. Transmisi sabuk pada poros perantara ........................................ 48
Gambar 26. Puli dan penampang puli ............................................................ 49
Gambar 27. Penampang sabuk V tipe A ....................................................... 50
Gambar 28. Transmisi sabuk ........................................................................ 50
Gambar 29. Poros pengaduk ........................................................................ 59
Gambar 30. Gaya gesek pada pasak ............................................................. 67
Gambar 31. Grafik hubungan kapasitas terhadap waktu ............................... 71
vi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja yang difinis dingin ..
7
Tabel 2. Faktor-faktor daya yang akan ditransmisikan ................................. 21
Tabel 3. Diamater poros (satuan mm) .......................................................... 22
Tabel 4. Nomor bantalan ............................................................................. 24
Tabel 5. Penampang sabuk – V .................................................................. 26
Tabel 6. Panjang sabuk – V sandart ............................................................ 30
Tabel 7. Tekanan permukaan yang diizinkan pada ulir ............................... 33
Tabel 8. Ukuran pasak dan alur pasak (satuan mm) .................................... 35
Tabel 9. Perlengkapan peralatan pembuatan rangka mesin ......................... 37
Tabel 10. Bahan yang digunakan untuk rangka mesin .................................. 37
Tabel 11. Perlengkapan peralatan pembuatan wadah pengaduk .................... 38
Tabel 12. Bahan yang digunakan .................................................................. 38
Tabel 13. Perlengkapan alat-alat untuk pembuatan baling-baling pengaduk... 38
Tabel 14. Bahan untuk baling-baling pengaduk ............................................ 38
Tabel 15. Data biaya dalam pembuatan mesin .............................................. 41
Tabel 16. Faktor-faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan, fc .............. 57
Tabel 17. Hasil uji fungsi ............................................................................. 70
Tabel 18. Hasil kinerja sistem transmisikan dengan putaran konstan ............. 71
Tabel 19. Hasil efesiensi kerja mesin . .......................................................... 73
vii
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kue nusantara sebagai wujud warisan nenek moyang sangatlah bervariasi,
tidak hanya dalam hal bentuk, warna, penggunaan bahan termasuk pula proses
pembuatannya. Teknik atau proses pembuatan tersebut sangatlah unik karena
pada awalnya kue nusantara dibuat dengan peralatan sederhana dan teknikteknik khusus (seperti: menguleni) yang seringkali hanya menggunakan
tangan dalam proses pembuatan adonannya. Sehingga ada beberapa kue yang
membutuhkan waktu cukup lama dalam proses pembuatannya.
Gambar 1. Proses pembuatan adonan menggunakan tangan
Perbedaan berbagai adonan kue tidak hanya ditentukan dari bahan
pembentuk atau bahan utama yang digunakan saja, akan tetapi juga komposisi
bahan, jumlah bahan cair, penggunaan bahan pengembang serta proses
pembuatan/pencampuran bahan.
1
2
Adonan merupakan campuran atau gabungan dari beberapa bahan makanan
yang dibentuk atau tidak dibentuk dan selanjutnya diolah dengan teknik
pemasakan panas basah, panas kering atau panas minyak. Teknik membuat
adonan yang tepat sangat menentukan hasil jadi kue. Klasifikasi adonan kue
dapat dibedakan atas berbagai faktor, diantaranya berdasarkan jumlah bahan cair
dan berdasarkan penggunaan bahan pengembang. Teknik pengaduk (mixing)
adonan merupakan salah satu tahapan penting dalam pembuatan adonan. Adonan
diaduk agar semua unsur bahan dapat tercampur dengan merata.
Seiring bertambahnya populasi manusia di setiap penjuru dunia, maka
secara otomatis dalam memenuhi kebutuhan hidup meningkat pula kebutuhan
primer, sekunder, dan tersiernya. Salah satunya ialah kebutuhan akan konsumsi,
sehingga saat ini banyak bermunculan produsen-produsen kecil menengah
maupun produsen besar yang bergerak di bidang produksi makanan dan minuman.
Hal ini dapat kita buktikan dengan melihat iklan di televisi saat ini, kurang lebih
50% mempromosikan tentang produk makanan ringan (bakery). Makanan ringan
ini masih sangat digemari oleh sebagian besar masyarakat karena mudah dibawa
pada saat bepergian atau pada suasana santai. Indonesia adalah salah satu
konsumen yang terbanyak dalam mengkonsumsi makanan roti khusus nya di
daerah kota Medan, Sumatera Utara, diperoleh data menunjukkan adanya
peningkatan permintaan masyarakat 3% setiap tahunnya dihitung sejak tahun
2011 (wikipedia).
Adapun alasan mengapa produk ini yang menjadi sorotan, karena dalam
proses pembuatan bakery (roti, kue donat, dan bolen) ternyata membutuhkan
suatu proses pengolahan adonan yang membutuhkan tenaga cukup besar dan
3
waktu yang cukup lama. Disamping itu, dalam membuat kue dengan cara
tradisional juga membutuhkan dana yang tidak sedikit dan tenaga kerja yang
banyak terutama pada pabrik penghasil kue dalam skala besar. Cara
konvensionalnya ialah dengan mengaduk serta membanting adonan menggunakan
tangan hingga adonan berbentuk kalis (pengertian kalis disini jikalau adonan tidak
lengket ditangan dan tidak mudah robek saat dibentangkan hingga membentuk
lapisan yang halus dan tipis).
Dari pertimbangan diatas maka penulis telah membangun sebuah alat
pengaduk adonan makanan dengan pengaduk horizontal yang bertujuan untuk
mempermudah pekerjaan dan mempercepat proses pengadonan bahan secara
merata agar waktu dan tenaga yang digunakan lebih cepat dan efisien. Potensi
yang dapat dilihat dari mesin ini adalah mesin ini terbuat dari bahan stainless stell,
yaitu yang terdapat pada tabung adonan, poros, dan pengaduknya sedangkan
untuk rangka mesin terbuat dari besi. Untuk masalah waktu mesin ini dapat
mengaduk 25 kg dalam 60 menit yang biasanya dikerjakan oleh 5 orang dalam
waktu yang sama Jadi mesin ini sangat efesien dan higenis dalam pembuatan
adonan kue, juga sangat kokoh dan tahan lama. Selain itu, perawatan mesin ini
cukup mudah juga dilakukan yaitu cukup dengan membersihkan mesin setelah
dipakai. Mesin ini sangat cocok diterapkan pada masyarakat khususnya pengusaha
pembuatan kue, ataupun pabrik rumahan karena sangat ekonomis dan
menguntungkan. Berdasarkan latar belakang yang sudah diuraikan diatas, maka
penulis berkeinginan mengangkat Tugas Akhir dengan judul “Uji Unjuk Kerja
Mesin Pengaduk Adonan Makanan Sistem Horizontal Kapasitas 25 kg/jam”.
4
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat dirumuskan beberapa masalah
antara lain :
1. Bagaimana konstruksi mesin pengaduk adonan makanan dengan pengaduk
horizontal kapasitas 25 kg/jam yang akan didesain?
2. Bagaimana spesifikasi desain mesin pengaduk adonan makanan dengan
pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jam?
3. Bagaimana perawatan mesin pengaduk adonan makanan yang mudah dan
praktis?
4. Bagaimana membangun mesin pengaduk adonan makanan yang sangat
diperlukan oleh masyarakat khususnya pengusaha pembuat kue?
5. Bagaimana
membangun
mesin
yang
lebih
sederhana
namun
dapat
meningkatkan produksi kue?
6. Bagaimana membangun mesin pengaduk adonan makanan yang memiliki
efisien dalam tempat serta efektif dalam pemanfaatan?
7. Bagaimana merancang mesin pengaduk adonan makanan dengan penggunaan
yang cukup lama?
C. Batasan Masalah
Berdasarkan rumusan masalah di atas maka penulis membatasi pembahasan
hanya pada :
1. Merancang dimensi atau ukuran mesin pengaduk adonan makanan dengan
pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jam.
2. Merancang kapasitas pada mesin pengaduk adonan makanan dengan pengaduk
horizontal kapasitas 25 kg/jam.
5
3. Pengujian hasil uji kinerja pada mesin pengaduk adonan makanan dengan
pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jam.
4. Pengujian waktu yang diperlukan pada mesin pengaduk adonan makanan
dengan pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jam.
D. Tujuan
1. Merencanakan dimensi atau ukuran mesin pengaduk adonan makanan dengan
pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jam.
2. Menentukan hasil uji kinerja mesin pengaduk adonan makanan dengan
pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jam.
3. Menentukan waktu yang digunakan pada saat pengujian terhadap mesin
pengaduk adonan makanan dengan pengaduk horizontal kapasitas 25 kg/jam.
E. Manfaat
Manfaat dari desain mesin pengaduk adonan makanan dengan pengaduk
horizontal kapasitas 25 kg/jam ini yaitu :
1. Memberi manfaat pada masyarakat khususnya pengusaha pembuatan kue
dalam peningkatan produksi dengan menghemat tenaga manusia serta lebih
efisien.
2. Mahasiswa dapat merumuskan masalah di bidang teknik mesin serta
memberikan solusi atas masalah pengadonan dengan tangan manusia yang
membutuhkan banyak tenaga.
3. Sebagai sarana meningkatkan kualitas sumber daya manusia bagi lulusan
Universitas Negeri Medan khususnya untuk Program Studi D3 Teknik Mesin.
4. Untuk menambah perbendaharaan mesin-mesin di Universitas Negeri Medan
yang nantinya dapat disalurkan kepada masyarakat.
6
5. Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Diploma III Teknik Mesin
di Universitas Negeri Medan.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil laporan diatas, maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Dimensi atau ukuran mesin pengaduk adonan makanan sistem horizontal
kapasitas 25 kg/jam didapat:
a. Putaran motor penggerak 1800 rpm dengan daya 1 Hp dan putaran poros 300
rpm.
b. Diameter poros 25 mm dengan torsi yang didapat 2418,7 kg.mm.
c. Umur nominal (Lh) bantalan 140956 jam.
d. Sabuk yang digunakan adalah sabuk tipe A dengan lebar sabuk luar 12,5 mm
dan tebal sabuk 9 mm.
e. Tinggi total mesin adalah 1,20 m.
2. Hasil uji kinerja mesin pengaduk adonan makanan sistem horizontal kapasitas
25 kg/jam didapat bahwa semakin besar beban yang diproses maka waktu yang
diperlukan akan semakin bertambah.
3. Waktu yang dibutuhkan untuk mengaduk adonan 1 Kg adalah 144 detik.
B. SARAN
Proses penyempurnaan produk masih diperlukan untuk meningkatkan
efesiensi, usulan perbaikan pada mesin ini antara lain:
1. Sebaiknya poros pengaduk dibuat lebih besar diameternya agar pengadukannya
lebih rata.
75
76
2. Perlu adanya modifikasi bentuk saluran keluar adonan agar lebih mudah dalam
pengambilan adonannya.
3. Penentuan kapasitas mesin sebaiknya berdasarkan kebutuhan agar dapat
mengoptimalkan daya penggerak yang diperlukan.
4. Sebaiknya dibuat penangkal pada puli untuk menutupi sabuk dari air pada saat
proses pengadukan.
5. Perlu adanya pengembangan dalam pembuatan mesin ini supaya kedepannya
lebih baik dan sempurna.
77
DAFTAR PUSTAKA
Amstead, B.H, dkk. (1981). Teknologi Mekanik. Jakarta: Erlangga.
Darmawan, H. (2004). Pengantar Perancangan Teknik (Perancangan Produk).
Bandung: ITB.
G Niemann. (1996). Elemen Mesin. (Anton Budiman: terjemahan), Jakarta:
Erlangga.
Joeseph E. Shigley, dkk. (1984). Perencanaan Elemen Mesin. Jakarta: Erlangga.
Mott, Robert L. (2009). Elemen-Elemen Mesin Dalam Perancangan Mekanis
Buku 1. Yogyakarta: Andi.
Sato, G. T. dan Hartanto, N. S. (1996). Menggambar Mesin Menurut Standar ISO.
Jakarta: Pradnya Paramita.
Sularso dan Suga, K. (2013). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin.
Jakarta: Pradnya Paramita.
Zainun Achmad. (1999). Elemen Mesin 1. Bandung : Refika Aditama.