DESAIN DAN PENGUJIAN MESIN
PENGUPAS KULIT KOPI
KAPASITAS 136 KG/JAM
TUGAS AKHIR
Disusun sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya
Disusun oleh:
RAFAEL JAMES DAMANIK NIM : 5113220035
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
i ABSTRAK
Rafael James Damanik: 5113220035: Desain dan Pengujian Mesin Pengupas Kulit Kopi Kapasitas 136 kg/jam. Tugas Akhir: Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan 2015.
Kopi merupakan salah satu tanaman biji yang banyak ditanam masyarakat, karena kopi adalah tanaman berumur lama sesuai dengan perawatan. Kopi mempunyai daya tarik yang tinggi setelah dikemas dalam bentuk bubuk dan dihidangkan. Citarasanya yang tinggi berpotensi untuk membangkitkan semangat. Masyarakat mengkonsumsi kopi hampir dipagi maupun malam hari. Indonesia merupakan Negara penghasil kopi ke-3 terbesar di Dunia.
Prinsip kerja mesin pengupas kulit kopi ini adalah memanfaatkan putaran motor listik yang di hubungkan dengan V-belt yang kemudian putaran motor diteruskan ke poros pengepresan pertama selanjutnya ke pengepresan kedua. Kopi dimasukkan kedalam corong masuk dan selanjutnya di pada pengepresan pertama akan dipisahkan biji dengan kulit oleh putaran motor listrik. Sehingga kopi akan terbagi dua dengan bijinya akan jatuh ke bawah ke tempat penampungan. Kemudian pada bagian kulit akan di bawa oleh konveyor ke pengpressan kedua untuk di press kembali mencegah adanya biji yang bercampur pada kulit kopi.
Dari hasil pengujian mesin pengupas kulit kopi dapat diketahui kapasitas produksi mesin dalam satu jam, yaitu : 136 kg/jam
ii ABSTRACT
Rafael James Damanik: 5113220035: Design and Testing Parer Coffee Leather Capacity 136 kg/h. Final Project: Faculty of Engineering, University of Medan in 2015.
Coffee is one of the many plant seeds planted community, because coffee is a long-lived plant in accordance with treatment. Coffee has high appeal after packaged in powder form and served. High flavor potential for uplifting. People consume coffee almost morning and night. Indonesia is a coffee producing countries the 3rd largest in the World.
The working principle of this coffee machine skinner is utilizing electric motor that is connected to the V-belt which is then forwarded to the motor shaft first pressing onward to a second pressing. Coffee is inserted into the funnel entrance and subsequently in the first pressing will be separated from the seed to the skin by an electric motor rotation. So that the coffee will be split in two with the seeds will fall down to the shelter. Then on the skin will be taken by conveyor to the second pengpressan to the press back to prevent their seeds mixed in coffee skin.
From the results of the testing machine can be known skinner coffee machine production capacity in one hour, ie: 136 kg / h
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, taufik dan hidayah-Nya yang diberikan oleh penulis sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program Studi Diploma III Teknik Mesin Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
Penulis merasa banyak mendapat saran, bimbingan, serta bantuan dari berbagai pihak selama menyelesaikan Tugas Akhir ini. Untuk itu, tidak lupa penulis mengucapkan terimakasih khususnya kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Abdul Hamid K, M.Pd. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan
2. Drs. Hidir Efendi, M.Pd. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Unimed 3. Ir. Batumahadi Siregar, M.T. selaku ketua Prodi Teknik Mesin D-3 Unimed 4. Bapak Indra Koto, ST,. M. Eng selaku Dosen Pembimbing yang telah
membimbing menyelesaikan Tugas Akhir ini
5. Bapak Dr. Robert Silaban, M. Pd selaku Dosen Pembimbing Teknik Merancang yang turut membantu menyelesaikan tugas akhir ini
6. Bapak Izwar Lubis, ST,. MT selaku Dosen Pembimbing PKLI yang turut membantu menyelesaikan tugas akhir ini
iv
8. Kepada Teman-teman Genk Kupu-kupu Agus Hariman Siregar, Andry Septian Sirait, Daniel Pratama Silalahi, Jenal Tampubolon, Joni Sastra Girsang, Ornan Billiam Panjaitan, Romuluz Sidabutar, Ricardo Sianipar, dan Sotardodo Datubara yang telah member semangat dan membantu dalam pengejaan tugas akhir ini. 9. Teman-teman stambuk 2011 D3 Teknik Mesin yang juga banyak memberi
dukungan, doa serta arahan.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan dari Tugas Akhir ini. Penulis berharap laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan para pembaca.
Medan, Maret 2015 Penulis,
v
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... x
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Batasan Masalah ... 2
C. Rumusan Masalah ... 2
D. Tujuan ... 2
E. Manfaat ... 3
BAB II LANDASAN TEORI A. Kajian Pustaka ... 4
B. Mesin Yang Sudah Ada Sebelumnya ... 7
vi
7. Bantalan (Bearing) ... .33
8. Pasak ... .35
9. Saklar……….37
10. Baut Dan Motor……….38
BAB III PERHITUNGAN KOMPONEN UTAMA A. Perhitungan Putaran Mesin ... 39
B. Perhitungan Daya Yang Dibutuhkan ... 41
C. Perencanaan Sabuk dan Puli ... 48
D. Perencanaan Poros ... 52
E. Perencanaan Roda Gigi ... 55
F. Perencanaan Pasak ... 57
G. Perencanaan Bantalan ... 58
vii
B. Tabel Pengujian Mesin ... 60 C. Grafik Pengujian ... 68 D. Pembahasan ... 72
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ... 77 B. Saran ... 77 DAFTAR PUSTAKA ... 71
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1 Buah Kopi ... 5
Gambar 2 Bagian-bagian Buah Kopi ... 7
Gambar 3 Pengupas Kopi Tradisional (Menggunakan Tangan) ... 8
Gambar 4 Mesin Pengupas Kopi Modern ... 8
Gambar 5 Rancangan Mesin Pengupas Kulit Kopi... 10
Gambar 6 Gambar Potongan Bagian Inti Mesin ... 11
Gambar 7 Prinsip Medan Magnet Utama dan Medan Magnet Bantu Motor Satu Fasa ... 13
Gambar 8 a. Skema umum rangkaian motor satu fasa ... 14
b. Skema motor kapasitor start (dilengkapi kapasitor)... 14
Gambar 9 Motor AC Satu Fasa ... 15
Gambar 10 Poros ... 18
Gambar 11 Faktor Konsentrasi Tegangan β untuk pembebanan puntir statis pada poros bulat dengan pengecilan diameter yang diberi filet ... 23
Gambar 12 Contoh Gear ... 25
Gambar 13 Konsentrasi Sabuk “V” ... 29
Gambar 14 Ukuran V-belt ... 29
Gambar 15 Pulley ... 30
ix
Gambar 17 Macam-macam Jenis Pasak ... 36
Gambar 18 Seklar ... 37
Gambar 19 Baut dan Mur ... 38
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1 Perbedaan Kopi Arabica dan Robust ... 6
Tabel 2 JIS G3123 Batang Baja Karbon Difinis Untuk Poros ... 18
Tabel 3 Pengujian Mesin ... 60
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kopi merupakan salah satu tanaman biji yang banyak ditanam masyarakat, karena kopi adalah tanaman berumur lama sesuai dengan perawatan. Kopi mempunyai daya tarik yang tinggi setelah dikemas dalam bentuk bubuk dan dihidangkan. Citarasanya yang tinggi berpotensi untuk membangkitkan semangat.
Masyarakat mengkonsumsi kopi hampir dipagi maupun malam hari. Indonesia merupakan Negara penghasil kopi ke-3 terbesar di Dunia (sekitar 609.000 ton per tahun sumber dari kabarbisnis.com). Di Indonesia penghasil kopi hamper diseluruh daerah Nusantara. Diantaranya: Provinsi Aceh, Sumatra Utara, Sumatra Barat, Jawa Tengah, Kalimantan, Sulawesi, Papua, dan Pulau-pulau kecil seperti Nias dan Batam.
Salah satu daerah penghasil kopi adalah Pulau Sumatra tepatnya di Kabupaten Simalungun (Pematang Siantar). Oleh karena banyaknya kopi di daerah ini maka masyarakat memanfaatkan kopi sebagai tanaman penghasilan keluarga untuk dijual ke Industri-industri besar untuk diolah. Untuk mengolah kopi menjadi biji yang telah terpisah dari kulitnya masyarakat masih menggunakan cara tradisional. Sebagian besar masyarakat Indonesia masih menggunakan tenaga mereka sendiri untuk mengupas kulit kopi tersebut. Pekerjaan ini membutuhkan tenaga dan waktu yang banyak. Untuk meningkatkan
2
kapasitas dan efisiensi waktu pengupasan kulit kopi, maka akan dibuat sebuah mesin pengupas kulit kopi.
Dengan adanya mesin ini diharapkan dapat membantu masyarakat meningkatkan kapasitas dan efisiensi proses pengupasan kulit sehingga dapat membantu meningkatkan pendapatan masyarakat.
B. Batasan Masalah
Untuk menghindari pembahasan yang terlalu luas, maka penulis akan membatasi perancangan ini dengan hal-hal sebagai berikut:
1. Mendesain dimensi mesin dan konstruksi rangka pada modifikasi mesin 2. Pengujian mesin pengupas kulit kopi.
C. Rumusan Masalah
1. Bagaimana mendesain modifikasi mesin pengupas kulit kopi ini agar tidak mempersulit pengguna dalam mengoperasikannya dan perawatannya? 2. Bagaimana pengujian mesin pengupas kulit kopi.
D. Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan Perancangan Modifikasi Mesin Pengupas Kulit Kopi adalah sebagai berikut :
1. Mendesain dimensi mesin dan konstruksi rangka pada modifikasi mesin pengupas kulit kopi agar membantu/masyarakat home industri (industri rumah tangga) dalam menjalankan usahanya,
3
E. Manfaat
Manfaat dari perancangan mesin perajang singkong ini yaitu :
1. Bagi Mahasiswa
a. Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Diploma III Teknik Mesin di Universitas Negeri Medan.
b. Mahasiswa dapat merumuskan masalah di bidang teknik mesin serta memberikan solusi atas masalah tersebut.
2. Bagi Universitas
a. Sebagai sarana meningkatkan kualitas sumber daya manusia bagi lulusan Universitas Negeri Medan khususnya untuk Program Studi D3 Teknik Mesin.
b. Untuk menambah perbendaharaan mesin-mesin di Universitas yang nantinya dapat disalurkan kepada masyarakat.
3. Bagi Masyarakat
a. Modernisasi proses pengupas kulit kopi
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Ada beberapa kesimpulan yang dapat di ambil pada perancangan ini, yaitu: 1. Hasil dari desain ini didapatkan sebagai berikut:
a) Putaran output motor listrik : 1400 rpm
b) Daya maksimum : 1 Hp (0.735 Kw)
c) Frekuensi : 50 Hz
d) Torsi : 62336 kg mm
e) Putaran pada puli : 200 rpm
f) Panjang sabuk : 58 inci
g) Diameter roda gigi : 13 cm
h) Panjang poros : 60 cm
i) Panjang rol : 30 cm
j) Diameter puli penggerak : 1 inci k) Diameter puli yang digerakkan : 7 inci
l) Rangka p x l x t : Dimensi (1000mm x 600mm x 500mm)
69
2. Maka dari hasil pengujian di atas dapat diketahui berapa kapasitas produksi mesin dalam satu jam, yaitu:
Kapasitas mesin = waktu x jumlah kopi yang di kupas Waktu = pengujian 1 + pengujian 2 + pengujian 3
= 33 detik + 50 detik + 75 detik = 158 detik atau 2 menit 38 detik
Berat kopi = 1 kg + 2 kg + 3 kg = 6 kg
Maka waktu yang di butuhkan untuk mengupas kopi 1 kg adalah:
Maka kapasitas mesin adalah: Kapasitas mesin = 1 kg = 26.3 detik
1 jam = 136.8 kg/jam
Maka dari perhitungan di atas kapasitas mesin modifikasi mesin pengupas kulit kopi adalah 136.8 kg/jam.
70
B. Saran
Adapun saran yang dapat penulis berikan antara lain :
1. Membersihkan mesin setiap selesai menggunakannya merupakan salah satu usaha pemeliharaan mesin yang sangat penting untuk menjaga keawetan mesin.
2. Mengganti komponen mesin yang rusak secepat mungkin, untuk menghindari kerusakan mesin yang lebih fatal.
3. Memberi pelumas pada bagian-bagian mesin yang bergerak sepert ipuli. 4. Pada waktu menghidupkan mesin, usahakan mesin tidak diberi beban. 5. Pada waktu proses pengupasan usahakan mesin dalam keadaan bersih dari
kotoran.
71
DAFTAR PUSTAKA
Darmawan, H. 2000. Pengantar Perancangan Teknik (Perancangan Produk). Jakarta: Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional.
Hartanto, N. Sugiarto, Takesi Sato. 1986. MenggambarMesin. PT. PradnyaPramita. Jakarta;
Shigley, J. Edward. 1991. PerancanganTeknikMesin. Edisi IV. Erlangga. Jakarta;
Sularso, K. Suga. 2004. Dasar Perancangan Dan Pemeliharaan ElemenMesin. PT. PradnyaPramita. Jakarta;
S Khurmidan J.K Gupta. 1997. Perancangan Elemen Mesin. Jakarta
Fadila, blogspot.com 2010. http://fadila35.blogspot.com/2010/05/.html, pengenalan jenis-jenis kopi. 4 juli 2014.
