RANCANG BANGUN MESIN PEMECAH CANGKANG BIJI
PALA DENGAN KAPASITAS 25 KG / JAM
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Ahlimadya
Program Studi Teknik Mesin – D3 Jurusan Teknik Mesin
Oleh
JOY FERNANDO
5123220013
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
i ABSTRAK
Joy Nainggolan: Rancang Bangun Mesin Pemecah Biji Pala Kapasitas 25
Kg/Jam. Tugas Akhir. Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan. 2016
Memecahkan cangkang suatu biji pala dengan jumlah banyak menggunakan tangan manusia (manual) membutuhkan tenaga dan waktu yang lama. Untuk membantu meningkatkan ke efektifan suatu pekerjaan di bidang pertanian pala, maka dibutuhkan mesin pemecah biji pala kapasitas 25 kg/jam karena dengan adanya mesin ini, akan sangat membantu waktu dalam proses pemecahannya. Pada perencanaan mesin pemecah biji pala kapasitas 25 kg/jam ini direncanakan konstruksi mesin, sistem penggerak, sistem transmisi, sistem pemecahnya. Untuk merancang bangun mesin pemecah biji pala maka dilakukan beberapa percobaan yakni: pengujian terhadap biji pala, pengujian fungsi komponen mesin, dan uji hasil pemecahan terhadap biji pala oleh mesin. Hasil dari pemecah biji pala kapasitas 25 kg/jam ini menunjukkan bahwa tingkat kekerasan pada cangkang biji pala di tentukan oleh kualitas penjemuran terhadap pala, komponen pada mesin berjalan dengan baik, dan hasil dari pemecahan biji pala yang dinyatakan layak adalah 79,08%. Berdasarkan hasil dari kinerja mesin pemecah biji pala kapasitas 25 kg/jam diatas dapat diketahui konstruksi mesin layak digunakan, sistem terhadap komponen mesin cukup efisien dan layak digunakan, dan pada hasil pemecahan yang dilakaukan oleh mesin layak digunakan.
ii ABSTRACT
Joy Nainggolan: Tool Design crusher nutmeg capacity of 25 kg/h. Final Project. Deparment of Mechanical Engineering Education. Faculty Of Engineering.State University of Medan. 2016
Crack the shell of a nutmeg in large quantities using the human hand (manual) requires effort and time. To help improve the effectiveness of an agricultural work nutmeg, then the required crusher nutmeg capacity of 25 kg /hour for the presence of this machine, it helps the time in the solution process. In planning the nutmeg seed crusher capacity of 25 kg/hour is planned for construction machinery, propulsion systems, transmission systems, system cracking. To test the performance of the crusher nutmeg then do some experiments namely: testing of nutmeg, testing the function of engine components, and test results to the solving of nutmeg by machine. The results of performance test crusher nutmeg capacity of 25 kg/hour show that the level of violence in the shell of the nutmeg seed is determined by the quality of the drying of the nutmeg, the components on a machine running well, and the result of the breakdown of nutmeg were declared eligible is 79, 08%. Based on the results of a performance test machine nutmeg breaking capacity of 25 kg/hour above can be seen decent used construction machinery, system of engine components is quite efficient and fit for use,and the results of seed solver engine worth using.
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat Rahmat dan karuniaNya yang telah memberikan kekuatan,kesehatan,dan waktu kepada Penulis sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik dan tepat pada waktunya. 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
“Rancang Bangun Mesin Pemecah Cangkang Biji Pala Dengan 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. Prof. Dr. Harun Sitompul, M.Pd selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
2. Bapak Prof. Dr. Sumarno, M.Pd, Sebagai Wakil Dekan Bidang Akademik Teknik Mesin.
3. Bapak Drs. Hidir Efendi, M.Pd, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Unimed. 4. Bapak Drs. Selamat Riadi, MT, sebagai Sekretaris Jurusan Teknik Mesin. 5. Bapak Drs.Robert Silaban, M.Pd selaku ketua Prodi Teknik Mesin D-3
iv
6. Bapak Dr.Saut Purba, M.Pd selaku Dosen Pembimbing PKLI yang turut membantu menyelesaikan tugas akhir ini
7. Teristimewa saya ucapkan terima kasih kepada kedua orangtua saya yang telah banyak mendukung di dalam perkuliahan baik berupa doa, semangat, dan juga materi.
8. Teman-teman seperjuangan, mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Medan Stambuk 2012 dan tidak dapat disebutkan satu-persatu yang telah banyak membantu penyelesaian tugas akhir ini
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, Mei 2016 Penulis,
v
D. Konstruksi Mesin Pemecah Cangkang Biji Pala ... 12
E. Komponen-Komponen Utama Mesin Pemecah Cangkang Biji Pala .... 13
vi
10.Hopper ... 34
11.Pasak ... 34
12.Baut dan Mur ... 36
BAB III METODE PERANCANGAN ... 37
A. Spesifikasi Perencanaan ... 37
B. Perencanaan Kapasitas Mesin ... 37
C. Konstruksi Mesin... 38
D. Menentukan Daya Motor Penggerak ... 39
E. Menentukan Daya Motor Penggerak Untuk Melakukan Pelemparan TerhadapBiji Pala ... 43
F. Daya Motor Penggerak Total ... 45
C. Proses Pembuatan penyaring Biji Pala... 50
D. Proses Pembuatan Piringan Pelontar ... 51
vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Bagian-Bagian Buah Pala ... 7
Gambar 2. Pala Dengan Kulit Kerasnya Sesudah Dikeringkan ... 7
Gambar 3. Perbandingan Bagian-Bagian Buah Pala ... 9
Gambar 4. Konstruksi Mesin Pemecah Pala ... 12
Gambar 5. Motor Listrik ... 16
Gambar 6. Poros ... 17
Gambar 7. Sabuk ... 21
Gambar 8. Konstruksi Sabuk V ... 19
Gambar 9. Tipe dan ukuran penampang sabuk V ... 20
Gambar 10. Puli motor ... 25
Gambar 11. Bearing (bantalan) ... 27
Gambar 12. Gear Box ... 30
Gambar 13. Nama Bagian-Bagian Roda Gigi Payung ... 31
Gambar 14. Roda Gigi Payung Istimewa ... 32
Gambar 15. Penyaringan ... 34
Gambar 16. Jenis-Jenis Pasak ... 35
viii
Gambar 18. Konstruksi Mesin Pemecah Pala ... 38
Gambar 19. Konstruksi Mesin Pemecah Pala ... 38
Gambar 20. Corong Masukan ... 47
Gambar 21. Pembuatan Rangka Mesin ... 48
Gambar 22. Pembuatan Stator/dinding pemecah ... 50
Gambar 23. Pembuatan penyaringan pala... 51
Gambar 24. Piringan pelontar ... 52
Gambar 25. Perakitan Komponen Mesin ... 52
Gambar 26. Pengecetan Mesin Pemecah Pala ... 53
Gambar 27. Mesin Pemecah Cangkang Biji Pala ... 53
Gambar 28. Grafik Pengujian ... 57
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Persentase Berat Dari Bagian-Bagian Buah Pala... 9
Tabel 2. Komposisi Kimia Buah Pala ... 10
Tabel 3. Perbedaan bantalan luncur dengan bantalan gelinding ... 27
Tabel 4. Daftar Jenis Barang dan Harga ... 54
1 BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pala merupakan salah satu tanaman yang memiliki banyak kegunaan. Tanaman pala ini banyak sekali tumbuh di Indonesia karena sebagian wilayah di Indonesia merupakan daerah berlahan kering dengan curah hujan yang tinggi dan tidak banyak berubah sepanjang tahun. Tanaman ini berasal dari pulau Banda, Maluku dan sekarang sudah menyebar ke daerah-daerah lain Indonesia, bahkan sampai di Grenada, Amerika Tengah dan lain-lain. Tanaman ini tumbuh baik di daerah pegunungan dengan ketinggian kurang dari 700 meter dari permukaan laut, yang tingginya lebih dari 18 meter dan berdiameter 30-45 cm. Luas lahan tanaman pala di Indonesia mencapai 1,47 juta hektar pada tahun 1990 yang sebagian besar merupakan perkebunan rakyat (Sunanto,1993).
2
atas daging buah (77,8%), fuli (4%), tempurung (5,1%) dan biji (13,1%) (Rismunandar, 1990). Secara komersial biji pala dan fuli (mace) merupakan bagian terpenting dari buah pala dan dapat dibuat menjadi berbagai produk antara lain minyak atsiri dan oleoresin. Produk lain yang mungkin dibuat dari biji pala adalah mentega pala yaitu trimiristin yang dapat digunakan untuk minyak makan dan industri kosmetik (Somaatmaja1984). Daging buah pala dapat dimanfaatkan untuk diolah menjadi manisan, asinan, dodol, selai,anggur dan sari buah (sirup) pala.
Berusaha tanaman pala memiliki prospek yang cukup cerah terutama jika berusaha dalam pengolahan biji pala. Jika biji pala masih dalam keadaaan “mentah” (belum diolah) harganya masih murah. Biji pala yang belum diolah
disini adalah biji yang masih dalam kondisi yang kering. Apabila biji pala telah diolah, harganya dapat meningkat menjadi berlipat ganda. Hal ini yang belum disadari oleh pengusaha di Indonesia baik pengusaha besar atau pengusaha kecil (Sunanto,1993).
Berusaha biji pala ini sering dihadapkan pada persoalan kualitas dan efisiensi waktu. Kenyataan menunjukkan, masih banyak ditemukan daging pala yang hancur dan proses pemecahannya membutuhkan waktu yang lama. Penyebab utamanya adalah sebagian besar produk biji pala dihasilkan dengan menggunakan alat yang digunakan seadanya dan kurang higienis. Sehingga hasil tidak efisien.
3
dengan menciptakan suatu alat dengan mekanisme tetap sehingga dapat menghasilkan kualitas biji pala yang baik serta dapat memenuhi kapasitas tertentu. Dari uraian di atas maka penulis tertarik membuat alat sebagai pemecah biji pala.
B. Batasan Masalah
Dalam perencanaan mesin pemecah biji pala dengan kapasitas 25 kg/jam sangatlah luas, maka penulis membatasinya, yakni ;
1. Perancangan konstruksi mesin pemecah cangkang biji palakapasitas 25 kg/jam.
2. Perancangan penggerak pada mesin pemecah cangkang biji pala kapasitas 25 kg/jam.
3. Perancangan waktu yang diperlukan pada mesin cangkang biji pala kapasitas 25 kg/jam.
C. Tujuan
Adapun tujuan penulis dalam membahas masalah-maslah diatas, mencakup dua hal yaitu secara teknik dan akademis.
a. Merancang gambar konstruksi mesin dan komponen – komponen utama mesin pemecah cangkang biji pala .
b. Mengetahui prinsip kerja mesin pemecah cangkang biji pala . c. Mengetahui perhitungan komponen – komponen utama yang
digunakan.
4
D. Manfaat
Laporan dari rancangan mesin pemecah cangkang biji pala ini diharapkan dapat bermanfaaat bagi :
1. Universitas Negeri Medan sebagai lembaga pendidikan formal yang dapat memperkenalkan rancangan pemecah cangkang biji pala kepada masyarakat umum.
2. Mahasiswa yang akan membahas masalah yang sama untuk dijadikan masukan dan tambahan informasi atau sebagai bahan perbandingan. 3. Penulis sendiri untuk menambah pengetahuan dan dapat mengembangkan
ilmu yang diperoleh baik secara teori maupun secara praktik.
4. Masyarakat secara umum dan petani pala secara khusus agar dapat mempermudah pekerjaan pemecah cangkang biji pala.
E. Teknik Pengumpulan Data
Teknik pengumpulan data digunakan penulis dalam penyusunan laporan tugas akhir adalah :
5
2. Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing yang bersangkutan maupun dari pihak – pihak profesional yang dapat membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Melakukan studi lapangan dengan mengamati mesin rancangan yang sudah ada.
60 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil perencanaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Mesin pemecah cangkang pala ini menggunakan motor listrik dengan putaran 1450 rpm, dan putaran untuk penyaring digunakan reducer yang fungsinya mengurangi putaran dari motor listrik.
2. Sistem penggerak dan sistem transmisi yang digunakan pada mesin pemecah pala kapasitas 25 kg/jam ini aman dan layak digunakan.
3. Recucer yang digunakan pada mesin pemecah cangkang pala ini adalah reducer yang memiliki perbandingan 1:50.
4. Mesin pemecah buah pala aman untuk digunaan.
B. Saran
Setelah melihat kontruksi mesin yang didesain dan dibuat, penulis menyarankan beberapa hal tindakan perbaikan untuk meningkatkan efisiensi mesin, yaitu :
1. Pada alat ini perlu dilakukan penelitian dan pembahasan lebih lanjut terhadap mesin yang sudah ada
61
3. Memperbesar jarak antara stator dan pelontar agar haasil pecah lebih baik. 4. Bagi mahasiswa yang nantinya akan merevisi mesin ini diharapkan bisa
62
DAFTAR PUSTAKA
Sularso dan Suga, K. (2013). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. Jilid 11, Jakarta: Pradnya Paramita.
G, Niemann. (1996). Elemen Mesin. (Anton Budiman: terjemahan), Jakarta: Erlangga.
Kannaiah, P. (2003). Machine Design. New Delhi : Scitech
Bee, P.Ferdinand dan Johnston E.Jr. (1991). Statika. Jakarta : Erlangga
Hollger, Siegbert. (2000). Matematika Teknik untuk Kejuruan Logam. Jakarta : Katalis
Gere & Tomoshenko, Hans J. Wospakrik. (1996). Mekanika Bahan. Jilid 1 Edisi Kelima, Jakarta : Erlangga
