RANCANG BANGUN MESIN PENGGILING KOPI BIJI
SALAK KAPASITAS 21 KG/JAM
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagaian dari Syarat Memperoleh Gelar Ahli Madya
Jurusan D3 Teknik Mesin
Disusun Oleh :
Ramses Fernando
NIM : 5133220021
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala
berkat dan kasih karunia-Nya yang telah memberikan kekuatan, kesehatan dan
segala sesuatu yang penulis terima dari-Nya yang begitu berharga bagi kehidupan
penulis, sehingga dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini dengan baik.
Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di
Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri
Medan.
Laporan Tugas Akhir ini Berjudul “RANCANG BANGUN MESIN
PENGGILING KOPI BIJI SALAK KAPASITAS 21 KG/JAM” disusun untuk
menyelesaikan Pendidika Program Diploma III, Jurusan Teknik Mesin
Universitas Negeri Medan
Dalam proses penulisan tugas akhir ini, penulis mendapatkan banyak
pengalaman yang sangat berharga, dimana seluruh pelarajan selama tiga tahun
diterapkan langsung dalam penyusunan tugas akhir ini. 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. Prof. Dr. Harun Sitompul, M.Pd selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Negeri Medan.
2. Drs. Hidir Efendi, M.Pd. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Unimed
3. Drs. Robert Silaban, M.Pd selaku ketua Prodi Teknik Mesin D3 Unimed
4. Bapak Izwar Lubis ST, MT selaku Dosen Pembimbing yang telah
membimbing penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini
5. Secara khusus saya ucapkan terimakasih kepada ayah saya
H.NAINGGOLAN, selaku orangtua dari penulis, serta kakak dan abang saya
Lusi Frisca mariani S.KM dan Hengki Feri Candra A.Md yang selalu memberi
v
6. Kepada Satu Tim PKM dan Tugas Akhir Penulis, Debby sinaga dan Maranata
Sihite yang selalu bekerjasama dan selalu berdiskusi dalam menyelesaikan
tugas akhir ini.
7. Teman-teman seperjuangan penulis stambuk 2013 D3 Teknik Mesin yang
juga banyak memberi dukungan, hiburan, 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, Februari 2017
Penulis,
Ramses Fernando
vi
BAB II LANDASAN TEORI A. Kandungan Biji Salak... 6
B. Prinsip Kerja Mesin ... 6
vii
A. Pemilihan Bahan ... 18
1. Pemilihan Bahan Poros... 18
2. Pemilihan Bahan Casing Penggiling ... 18
3. Pemilihan Bahan Rangka Mesin ... 19
B. Daya Motor ... 19
1. Poros Pemecah Biji Salak ... 19
2. Silinder Pemecah Biji Salak ... 20
3. Inersi Puli... 21
4. Gaya Gesek ... 24
C. Poros ... 26
D. Puli ... 29
E. Sabuk ... 32
F. Perencanaan Bantalan ... 37
G. Perencanaan Pasak ... 41
H. Poros Penggiling ... 43
I. Perencanaan Penggiling ... 46
J. Perencanaan Kapasitas ... 49
BAB IV PEMBUATAN DAN HASIL UJI COBA A. Proses pembuatan(manufacturing) komponen utama ... 51
1. Pemecah biji salak ... 51
2. Penggiling biji salak ... 54
3. Poros pemecah ... 56
4. Hopper pemecah,penggiling,hoper masukkan dan luaran .... 58
5. Rangka mesin ... 59
6. Perakitan mesin penggiling kopi biji salak ... 62
B. Pembahasan Hasil Uji Coba Mesin ... 65
1. Persiapan Uji Coba ... 65
2. Percobaan Fungsional ... 65
3. Percobaan Kualitas ... 66
viii
B. Saran ... 72
DAFTAR PUSTAKA ……… 74
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Konstruksi Mesin Penggiling ... 8
Gambar 2. Hopper ... 9
Gambar 8. Jenis Bantalan Gelinding ... 17
Gambar 9. Profil L ... 19
Gambar 10. Model Pengujian Torsi ... 23
Gambar 11. Massa Biji Salak ... 24
Gambar 12. Puli ... 29
Gambar 13. Sabuk V ... 32
Gambar 14. Diagram Analisis Gaya ... 38
Gambar 15. Gaya Gesek pada Pasak... 41
Gambar 16. Penggiling biji salak ... 53
Gambar 17. Pembuatan silinder pemecah biji salak ... 53
Gambar 18. Penggiling biji salak ... 55
Gambar 19. Pembuaatan Poros pemecah ... 57
Gambar 20. Hopper pemecah,penggiling, hopper masukan dan luaran ... 59
Gambar 21. Pembuatan rangka mesin ... 62
Gambar 22. Perakitan komponen mesin penggiling ... 63
Gambar 23. Perakitan Mesin ... 64
Gambar 24. Mesin Penggiling... 64
Gambar 25. Massa biji salak dalam sekali penimbangan ... 66
Gambar 26. Massa gelas ukur ... 67
Gambar 27. Massa serbuk biji salak ... 68
xi
Gambar 29. Penimbangan akhir serbuk biji salak pada pengujian 2 ... 69
Gambar 30. Penimbangan akhir serbuk biji salak pada pengujian 3 ... 70
1 BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kurang lebih dari lima puluh persen penduduk Indonesia bermata
pencaharian dari sektor pertanian. Oleh karena itu kegiatan pertanian haruslah
menjadi kebanggaan kita, sebab dari dunia pertanian itulah produksi yang
menghidupi sebagian besar bangsa ini berasal. Kegiatan dalam sektor pertanian
merupakan salah satu kekuatan ekonomi kita. Karena jumlah penduduk kita terus
bertambah dan kebutuhan pangan senantiasa meningkat secara terus menerus,
menjadi tuntutan untuk terus meningkatkan produksi pertanian. Salah satu hasil
produksi pertanian yang selalu meningkat adalah produksi salak.
Kecamatan Angkola Barat adalah salah satu kecamatan penghasil salak
terbesar se-Indonesia dengan jumlah produksi 397.485 ton. Kecamatan Angkola
Barat adalah sentra utama dimana di Kecamatan ini terkenal dengan pepatah
“Salak sibakkua, dipangan sada mangido dua” (salak sibakkua dimakan satu,
malah minta dua). Dan faktor pendukung meningkatnya produksi salak di
kecamatan ini adalah antara lain, keunggulan sumber daya alam dan ketersedian
lahan dan iklim di kecamatan ini yang cocok untuk pengembangan budi daya
salak, sehingga memungkinkan Kecamatan ini untuk bercita-cita swasembada
salak.
Masyarakat sidempuan ataupun masyarakat yang tinggal di daerah berpenghasil
2
meningkatnya produksi olahan daging salak tersebut, sehingga menghasilkan
limbah salak yang berlebih. Dan dengan meningkatnya biji salak yang dihasilkan,
sehingga masyarakat yang hanya mengolah dagingnya saja kini sudah dapat
mengolah bijinya untuk dijadikan bubuk kopi dengan manfaat diantaranya dapat
menggempur hipertensi, asam urat serta melancarkan diare.
Proses pembuatan kopi biji salak ini dimulai dengan penjemuran biji salak
sampai betul-betul kering, lalu biji salak tersebut di sangrai hingga biji salak
berwarna hitam kecoklatan, setelah itu biji salak tersebut ditumbuk menggunakan
lesung kemudian di blender dan disaring untuk proses pengemasan selanjutnya.
Dan dengan proses pengolahan tersebut dalam sehari dapat menghasilkan 5
kg/hari. Dengan proses pengolahan biji salak yang tertera di atas memiliki
kelemahan yaitu pada proses penggilingan yang menggunakan tiga tahapan
sehingga dalam pengolahannya membutuhkan waktu yang lama dan
menghasilkan sedikit bubuk kopi saja.
Dari penjelasan diatas dapat dikaji sebuah masalah bahwa dalam proses
pembuatan kopi biji salak ini masih dengan cara tradisional dan membutuhkan
waktu yang lama. Untuk meningkatkan hasil pengolahan dan mempersingkat
penggilingan biji salak ini, maka dirancang suatu mesin yang mampu menggiling
biji salak menjadi bubuk kopi. Mesin penggiling biji salak yang dirancang ini
mampu meningkatkan hasil produksi dan mempersingkat waktu dalam
penggilingannya jika permintaan pasar meningkat.
Mesin ini dirancang khusus untuk menggiling biji salak menjadi bubuk kopi
3
dengan menekan biaya perancangan sekecil mungkin agar dapat dimiliki oleh
masyarakat industri rumahan.
B. Permasalahan
Berdasarkan uraian latar belakang diatas, maka perencanaan mesin ini
dibuat berdasarkan permasalahan yang timbul dalam perencanaan mesin, yaitu :
1. Bagaimana sistem penggilingan biji salak agar dapat menjadi bubuk kopi.
2. Bagaimana rancangan mesin penggiling biji salak yang dapat bekerja secara
efisien dalam waktu singkat.
3. Berapa daya dan putaran penggerak yang digunakan.
C. Batasan Masalah
Karena luasnya permasalahan dalam perancangan mesin penggiling biji
salak ini, penulis membatasi masalah yang akan dibahas dalam penulisan Tugas
Akhir ini. Adapun hal-hal yang akan dibahas dalam penulisan Tugas Akhir ini
sebagai berikut :
1. Sistem penggilingan biji salak agar dapat menjadi bubuk kopi.
2. Perancangan mesin penggiling biji salak yang bekerja secara efisien dalam
waktu yang singkat.
3. Mengetahui komponen-komponen yang digunakan dalam perancangan mesin
penggiling biji salak.
D. Rumusan Masalah
Dari batasan masalah diatas dapat dirumuskan permasalahan yaitu sebagai
4
1. Bagaimanakah prinsip kerja mesin penggiling agar biji salak menjadi bubuk
kopi dan dapat bekerja secara efisien dalam waktu yang singkat?
E. Tujuan
Secara akademis tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi
salah satu syarat menyelesaikan program Diploma III di Universitas Negeri
Medan. Secara teknik tujuan dari penulisan dan perancangan ini adalah :
1. Mengetahui sistem penggilingan biji salak agar dapat menjadi bubuk kopi.
2. Untuk mengetahui komponen-komponen yang digunakan dalam perancangan
mesin penggiling biji salak.
3. Merencanakan konstruksi mesin penggiling yang aman bagi pengguna.
F. Manfaat
Adapun manfaat yang dapat diperoleh adalah sebagai berikut :
1. Bagi Mahasiswa
a. Meningkatkan pengetahuan tentang perancangan dan kreativitas
mahasiswa.
b. Sebagai suatu penerapan teori dan praktek kerja yang diperoleh dari
bangku perkuliahan.
c. Manambah pengetahuan dalam menciptakan suatu karya teknologi tepat
guna.
2. Bagi Universitas
a. Sebagai sarana meningkatkan kualitas sumber daya manusia bagi
lulusan Universitas negeri Medan khususnya untuk program studi D3
5
3. Bagi Industri/Lembaga
a. Dapat menambah hasil produksi dan dapat menyesuaikan dengan
permintaan yang ada.
b. Dapat mempersingkat waktu pada proses penggilingan biji salak.
72 BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Dari hasil perancangan, manufacturing dan uji coba mesin penggiling kopi
biji salak, maka dapat di ambil beberapa kesimpulan antara lain :
1. Prinsip kerja mesin penggiling kopi biji salak terbagi jadi 2 tahap dimana tahap
pertama yaitu biji salak dipecah disilinder permecah lalu tahap kedua biji salak
digiling di gear penggiling lalu dapat lah hasil serbuk biji salak.
2. Dari hasil perhitungan dan uji coba mesin maka diperoleh kapasitas mesin
penggiling kopi biji salak 21 kg/jam
3. Dalam pembuatan mesin penggiling kopi biji salak ini, bahan-bahan yang
digunakan adalah besi siku 4 x 4 cm, pemecah biji salak dengan ukuran Ø 30
mm x 410 mm, poros horizontal Ø 25,4 x 750 mm, bearing 8 buah,besi plat
stainless stell dengan ketebalan 1 mm, pelat aluminium dengan ketebalan 1
mm, pully 5 inch dan pully 7 inch, v-belt tipe A-60 dan A-47 dan motor listrik
1400 rpm.
B. Saran
Adapun saran yang perlu diperhatikan pada mesin penggiling kopi biji salak
ini adalah :
1. Untuk keselamatan mesin, diharapkan bahwa biji salak yang akan dimasukkan
ke dalam hopper sudah betul-betul kering dan di sangrai sebab apabila tidak
kering atau disangrai penggiling dapat pecah atau patah bahkan tidak mampu
bekerja secara optimal.
2. Jika ada kerusakan, ada baiknya jika mematikan /menghentikan motor
penggerak terlebih dahulu sebelum diperbaiki.
3. Untuk menjaga umur mesin, ada baiknya jika perawatan dan perbaikan mesin
73
4. Untuk kedepan nya diharapkan mahasiswa lain mampu mengembangkan mesin
75
DAFTAR PUSTAKA
Creamer, Robert H. (1984). Machine Design. United Stated: Wesley Publishing Company.
Hanoto. (1981). Mekanika Teknik. TEDC:Bandung
Karta, I.W., Eva Susila, L.A., Mastra, I.N. Asnawa, P.G. (2015). Kandungan Gizi Pada Kopi Biji Salak. Denpasar: Jurnal Virgin.
Shigley, Joseph E, (1984). Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta : Erlangga.
Sato,Takesi, (2000). Menggambar Mesin Menurut Standar Iso. Jakarta: Pradnya Paramita.
Sularso dan Kiyokatsu Suga. (1978). Dasar – Dasar Pemilihan dan Perencanaan Elemen Mesin. Jakarta : PT. Pradya Paramita.
