Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Mesin Peraga Pemrosesan Fermentasi Kedelai

  

Mesin Peraga Pemrosesan Fermentasi Kedelai

  Oleh Winfrid Bonifasius Adiputra Simarmata

  NIM: 612013701 Skripsi

  Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

  Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga

  Mei 2017

INTISARI

  Kedelai merupakan tanaman polong-polongan yang banyak digunakan sebagai bahan dasar untuk membuat makanan. Di Indonesia kedelai sering kali diolah menjadi bahan makanan lain seperti tempe, tahu, kecap, susu kedelai, tauco, kembang tahu, oncom, dan sebagainya. Tempe dibuat dengan menggunakan kedelai yang telah difermentasi dengan menggunakan ragi tempe selama satu sampai dua hari, tergantung pada suhu ruang ketika proses fermentasi berlangsung. Namun di Indonesia pengolahan kedelai menjadi tempe masih banyak dilakukan secara tradisonal dengan menggunakan tenaga manusia, sehingga hasil produksi yang dihasilkan relatif sedikit.

  Dari cara mengolah tempe secara tradisional, maka dirancanglah suatu mesin yang mampu melakukan pengolahan bahan kedelai yang difermentasi agar menjadi tempe secara otomatis. Mesin yang dirancang berupa peraga dengan dimensi ukuran yang diperkecil. Mesin dalam bentuk peraga ini dapat digunakan dan bermanfaat sebagai sarana untuk mengajarkan proses fermentasi kedelai hingga menjadi tempe.

  Mesin diuji dengan menggunakan 200 gram kedelai. Kedelai digiling dan dengan hasil 79-84% kedelai berhasil terbelah, 10-15% masih utuh, dan sekitar 5% kedelai hancur atau tersangkut di mesin. Hasil penggilingan dicuci dan diaduk dengan mesin pengaduk untuk membuang 50% lebih kulit ari kedelai. Air pencucian surut dalam waktu 108 detik, kemudian dikeringkan selama 5 menit. Kedelai diberi ragi sebanyak 5 gram, dan didistribusikan ke dalam plastik pembungkus dengan menggunakan konveyor.

  Kata Kunci :Kedelai, Fermentasi Kedelai, Tempe, Mesin Peraga Fermentasi

  Kedelai Mengetahui, Mengesahkan, Penyusun,

Dr. Iwan Setyawan Deddy Susilo, S.T., M.Eng. Winfrid Bonifasius A.S.

  Dekan Pembimbing

ABSTRACT

  Soybean is a leguminous plant widely used as a base for making food. In Indonesia soybean are often processed into other foodstuffs such as tempe, tofu, soy sauce, soy milk, tauco, kembang tahu, oncom, and so on. Tempe is made by using fermented soybean using yeast tempe for one to two days, depending on room temperature when the fermentation process takes place. However, in Indonesia the processing soybean into tempe is still widely practiced traditionally by using human power, so the resulting production is relatively small.

  From the way of processing tempe traditionally, then designed a machine that capable of processing fermented soybean material to become tempe automatically. The designed machine is a model of diminished size dimensions. The machine in this form can be used and useful as a tool to teach the process of soybean fermentation to become tempe.

  The machine was tested using 200 grams of soybean. The soybean were ground and 79-84% of the soybean was successfully split, 10-15% was intact, and about 5% of soybean were crushed or stuck in the machine. The milling results are washed and stirred with a stirring machine to remove 50% more soybean. The washwater recedes in 108 seconds, then dried for 5 minutes. Soybean are given 5 grams of yeast, and are distributed into a plastic wrapper using a conveyor.

  Keywords: soybean, soybean fermentation, soybean fermentation machine.

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang selalu menyertai dan membimbing penulis selama menempuh pendidikan sampai sekarang sehingga penulis dapat menyelesaikan perancangan serta penulisan tugas akhir sebagai syarat kelulusan di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.

  Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini : 1.

  Tuhan Yesus yang memberikan berkat dan jalan terbaik untuk penulis, sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.

  2. Orang tua penulis yang selalu mendukung dan mendoakan penulis dalam segala hal.

  3. Bapak Deddy Susilo, M.Eng selaku pembimbing I, terima kasih atas bimbingan, meluangkan waktunya, dan telah membimbing dengan kesabaran, juga tambahan ide yang diberikan untuk topik skripsi saya.

  4. Bapak Budihardja Murtianta, M.Eng, selaku pembimbing II yang sudah memberikan waktunya untuk memberi bimbingan dan saran kepada penulis selama mengerjakan skripsi ini.

  5. Ibu Lusiawati Dewi, M.Sc selaku pembimbing III yang sudah memberikan waktunya, motivasi, serta untuk memberi bimbingan yang luar biasa sabar dan saran kepada penulis selama mengerjakan skripsi ini.

  6. Kakak Olivia dan adik-adik Audy dan Elda yang selalu mendukung dan mendoakan serta memberikan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

  7. Anak-anak yang paling hitz dan nggak tau malu “Palace Ulala” Nathan, Yoga, Fay, Yosua, Ega, Nia, Khansa, Novi, Thalia, Dara, dan Sekar yang telah berbagi keseruan dan memberikan dukungan yang luar biasa kepada penulis.

  8. Jen-jen, Greg, dan Armop teman kurang kerjaan, jarang ketemu, yang selalu

  9. Keluarga Besar 2013, untuk semua kebersamaan yang pernah kita lalui, semoga kalian lekas lulus semua.

  10. Teman-teman lab skripsi, meski jarang bertemu dan ada di lab skripsi, namun tetap memberikan bantuan yang sangat besar kepada penulis.

  11. Teman-teman lab robot Adi, Jason, Dera dan Anton yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

  12. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK yang memfasilitasi penulis selama belajar di FTEK UKSW.

  13. Teman-teman FTEK, teman-teman dari fakultas lain, teman-teman Game, dan seterusnya.

  14. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga

  skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.

  Salatiga, Mei 2017 Penulis

DAFTAR ISI

  INTISARI .......................................................................................................................i ABSTRACT.................................................................................................................. ii KATA PENGANTAR ................................................................................................. iii DAFTAR ISI.................................................................................................................. v DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. viii DAFTAR TABEL.......................................................................................................... x DAFTAR ISTILAH ......................................................................................................xi

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................. 1 1.1. Tujuan ............................................................................................................. 1 1.2. Latar Belakang ................................................................................................ 1 1.3. Spesifikasi Sistem ........................................................................................... 2 1.4. Sistematika Penulisan ..................................................................................... 2 BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................................ 4

  2.3. Motor DC ........................................................................................................ 6

  3.1. Gambaran Sistem .......................................................................................... 13

  2.2. Motor AC ........................................................................................................ 5

  3.3.1.2. Motor AC ........................................................................................... 19

  3.3.1.1. Feeder Atas ........................................................................................ 19

  3.3.1. Mesin Penggiling Kedelai ....................................................................... 16

  3.3. Perancangan Perangkat Keras ...................................................................... 16

  3.2. Cara Kerja Mesin .......................................................................................... 15

  BAB III PERANCANGAN ALAT ............................................................................. 13

  2.4. Pompa ............................................................................................................. 7

  2.9. Arduino Mega 2560 ...................................................................................... 10

  2.1. Proses Pembuatan Tempe ............................................................................... 4

  Seven Segment

  .................................................................................................. 9 2.8.

  Switch Button

  2.6. Limit Switch .................................................................................................... 8 2.7.

  2.5. Relay ............................................................................................................... 8

  ............................................................................................... 10

  3.3.1.3. Pulley Silinder .................................................................................... 20

  3.3.1.4. Silinder Stainless ................................................................................ 21

  3.3.1.5. Pelat Stainless ..................................................................................... 21

  3.3.1.6. Baut Pengatur ..................................................................................... 22

  3.3.1.7. Feeder Bawah .................................................................................... 23

  3.3.2. Mesin Pengaduk Kedelai ........................................................................ 23

  3.3.2.1. Wadah Bagian Dalam......................................................................... 25

  3.3.2.2. Wadah Bagian Luar ............................................................................ 26

  3.3.2.3. Motor Pengaduk ................................................................................. 27

  3.3.2.4. Sirip Pengaduk ................................................................................... 27

  3.3.2.5. Blower ................................................................................................ 28

  3.3.2.6. Motor Peragi ....................................................................................... 28

  3.3.2.7. Motor Buka-Tutup Pintu .................................................................... 29

  3.3.2.8. Limiter ................................................................................................ 29

  3.3.2.9. Feeder................................................................................................. 30

  3.3.3. Konveyor ................................................................................................ 31

  3.3.3.1. Belt konveyor ..................................................................................... 31

  3.3.3.2. Motor Putar ........................................................................................ 32

  3.3.3.3. Baut Pengatur ..................................................................................... 32

  3.3.4. Perancangan Perangkat Lunak ................................................................ 33

  3.4. Penempatan Mesin ........................................................................................ 36

  3.5. Petunjuk Penggunaan Mesin ......................................................................... 38

  BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS .................................................................... 40

  4.1. Pengujian Kedelai ......................................................................................... 40

  4.2. Pengujian Mesin ........................................................................................... 41

  4.2.1. Pengujian Tahap Penggilingan ............................................................... 41

  4.2.2. Pengujian Tahap Pencucian .................................................................... 44

  4.2.3. Pengujian Tahap Pembuangan Air ......................................................... 45

  4.2.4. Pengujian Tahap Pengeringan ................................................................ 46

  4.2.5. Pengujian Tahap Peragian ...................................................................... 47

  4.2.6. Pengujian Tahap Pendistribusian ............................................................ 47

  4.2.7. Pengujian Tahap Pembungkusan ............................................................ 49

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 51

  5.1. Kesimpulan ................................................................................................... 51

  5.2. Saran Pengembangan .................................................................................... 52 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 53

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Motor AC. ................................................................................................. 5Gambar 2.2. Motor DC .................................................................................................. 6Gambar 2.3. Pompa Air Galon ...................................................................................... 7Gambar 2.4. Relay 5 volt ............................................................................................... 8Gambar 2.5. Limit Switch .............................................................................................. 9Gambar 2.6. Switch Button ............................................................................................ 9Gambar 2.7. Seven Segment ......................................................................................... 10Gambar 2.8. Konfigurasi Pin arduino Mega 2560 ....................................................... 11Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem .............................................................................. 13Gambar 3.2. Mesin Penggiling Kedelai (Depan) ......................................................... 17Gambar 3.3. Mesin Penggiling Kedelai (Samping) ..................................................... 18Gambar 3.4. Mesin Penggiling Kedelai (Dalam) ........................................................ 18Gambar 3.5. Feeder Atas ............................................................................................. 19Gambar 3.6. Motor AC Penggiling .............................................................................. 19Gambar 3.7. Pulley silinder ......................................................................................... 20Gambar 3.8 Silinder Stainless ...................................................................................... 21Gambar 3.9. Pelat Stainless ......................................................................................... 22Gambar 3.10. Baut Pengatur ....................................................................................... 22Gambar 3.11. Feeder bawah ........................................................................................ 23Gambar 3.12. Mesin Pengaduk Kedelai (Samping)...................................................... 24Gambar 3.13. Mesin Pengaduk Kedelai (Atas) ............................................................ 25Gambar 3.14. Wadah Bagian Dalam ............................................................................ 26Gambar 3.15. Wadah Bagian Luar ............................................................................... 26Gambar 3.16. Motor Pengaduk ................................................................................... 27Gambar 3.17. Sirip Pengaduk ...................................................................................... 27Gambar 3.18. Blower ................................................................................................... 28Gambar 3.19. Motor Peragi ......................................................................................... 28Gambar 3.20. Motor Buka-Tutup pintu ....................................................................... 29Gambar 3.21. Limiter ................................................................................................... 30Gambar 3.23. Konveyor ............................................................................................... 31Gambar 3.24. Belt konveyor ........................................................................................ 32

  Gambar 3.25.Motor Konveyor ..................................................................................... 32 Gambar 3.26.Baut Pengatur ........................................................................................ 33 Gambar 3.27.Diagram Alir Sistem................................................................................ 34 Gambar 3.28.Posisi Penempatan Galon Air ................................................................. 37 Gambar 3.29.Posisi Penempatan Mesin Penggiling, Mesin Pengaduk, konveyor, dan kotak Arduino-Relay ............................................................................................ 37 Gambar 3.30.Diagram Alir Sistem................................................................................ 37

Gambar 4.1. Kedelai Terbelah ..................................................................................... 42Gambar 4.2. Kedelai Utuh ............................................................................................ 42Gambar 4.3. Kedelai hancur ........................................................................................ 43

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Konfigurasi Pin ATMEGA 2560 Sebagai Pengendali Utama .................... 14Tabel 4.1. Berat Kedelai Sebelum Dan Sesudah Direndam ........................................ 40Tabel 4.2. Berat Kedelai Masuk Dan Keluar Penggiling ............................................ 41Tabel 4.3. Berat Kedelai Sesudah Digiling Dalam 3 Kondisi Kedelai ........................ 43Tabel 4.4. Debit Pompa Air ......................................................................................... 44Tabel 4.5. Rpm(Rotasi Per Menit) Pengaduk .............................................................. 45Tabel 4.6. Waktu Pembuangan Air ............................................................................. 46Tabel 4.7. Waktu Pengeringan Kedelai Dengan Blower ............................................. 46Tabel 4.8. Waktu Motor Peragian ................................................................................ 47Tabel 4.9. Waktu Buka dan Tutup Pintu ..................................................................... 48Tabel 4.10. Kecepatan Konveyor ................................................................................ 48Tabel 4.11. Berat Kedelai Di Dalam Pembungkus ...................................................... 49

DAFTAR ISTILAH

  SO Serial Output CS Chip Select SCK Serial Clock rpm rotasi per menit