DESAIN SISTEM MEKANIK UNIT PENGUMP AN DAN PENAMPUNG PADA MESIN SORTASI MANGGA BERBASIS PENGOLAHAN CITRA
Oleh
IY ANDRI AGUSTA FOI499024
2003
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANiAN BOGOR
DESAIN SISTEM MEKANIK UNIT PENGUMP AN DAN PENAMPUNG PADA MESIN SORTASI MANGGA BERBASIS PENGOLAHAN CITRA
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jsan Teknik Pertanian Fakultas Teknologj Penian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
IY ANDRI AGUSTA F01499024
2003
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITJT PERT ANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERT ANIAN BOGOR
DESAIN SISTEM MEKANIK UNIT PENGUMPAN DAN PENAMPUNG PADA MESIN SORTASI MANGGA BERBASIS PENGOLAHAN CITRA
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknik Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
IYANDRI AGUSTA F01499024
Dilahirkan pada tanggal 4 Agustus 1980
Di Malang
Tanggallulus: 21 Agustus 2003
Men�tujui
Iyandri Agusta. F01499024. Desain Sistem Mekanik Unit Pengumpan dan Penampung pada Mesin Sortasi Mangga Berbasis Pengolahan Citra. Di bawab bimbingan : Dr. Ir. Usman Abmad, MAgr. 2003.
RINGKASAN
Indonesia termasuk daln sepuluh besar negara penghasil mangga di dunia dengan produksi 2.67 % dari total produksi dunia pada tahun 1998 (22 448 752 Mt). Namun pada tahun yang sna, share ekspor dunia untuk mangga produksi Indonesia hanya sebesar 0.0041 % (F AO statistics). Masalah yang sering muneul pada komoditas ekspor produk hortikultura di Indonesia adalah kualitas produk pada saat sampai di negara tujuan. Misalnya ketidaksesuaian mutu buah dengan kualiikasi yang dinginkan negara pengimpor serta ketidakseragaman mutu dari buah tersebut. Salah satu tahapan kegiatan pasea panen untuk komoditas buah-buahan yang dapat mengatasi masalah terse but adalah proses sortasi dan pemutuan. Mesin sortasi mangga berdasarkan pengolahan eitra menggunakan mikrokomputer telah dikembangkan dan diuji oleh Prathama (2002) dan telah berhasil menyortir buah mangga secara seragn, konsisten, dan otomatis berdasarkan hasil pengolahan citra yang telah dikembangkan oleh Gunayanti (2001).
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk meraneang sistem mekanik unit pengumpan dan unit penampung pada mesin sortasi buah mangga berdasarkan pengolahan citra hasil pengembangan Prathama (2002), menentukan kebutuhan daya motor listrik untuk menggekn mesin sortasi setelah pennbahan unit pengumpan serta melakukan uji teknis untuk mengetahui kinerja unit pengumpan pada mesin sortasi. Penelitian ini dilaksanakan selna enam bulan, dimulai pada bulan Maret sampai Agustus 2003. Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian dan Bengkel Teknik Pertanian, lurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Mekanisme keja unit pengumpan buah mangga berawal dari karakteristik mesin sortasi sebelumnya yang membutuhkan pengumpanan buah mangga pada unit penyalur yang melewati kamera secara teratur dengan jarak antar buah yang tertentu yaitu sekitar 30 em. Oleh karena itu perlu adanya mekanisme pengumpanan buah yang secara otomatis mengumpankan dan mengatur jarak buah pada unit penyalur dengan memanfaatkan tenaga penggerak yang sudah ada yaitu putaran poros tail pulley pada conveyor unit penyalur. Unit pennpung berfungsi untuk mennpung
hasil sortasi dari keja mesin.
Unit pengumpan untuk mengatur jarak pengumpanan mangga menuju unit penyalur pada mesin sortasi mangga telah dibangun dengan sistem conveyor belt over roller. Unit penampung dibuat dari tripleks kayu berbentuk bak. lumlah penampung yang dibuat sebanyak tiga bak untuk menampung mangga hasil sortasi yang didorong oleh solenoid dan terletak pada bagian samping unit penyalur. Satu bak penampung reject diletakkan pada bagian depan conveyor penyalur. Conveyor unit pengumpan dan bak penampung masing-masing ditopang oleh rangka mesin yang terbuat dari esi siku dan esi plat.
sementara conveyor penyalur terus berjalan selama kondisi motor listrik terus dinyalakan. Dalam hal ini conveyor pengumpan bergerak selama 2.135 detik dan berhenti selama 3.08 detik scara berseling. agar memberikan jarak antar mangga sekitar 30 em setelah masuk ke conveyor penyalur yang sebelumnya dilekn seeara rapat pada conveyor pengumpan dengan jarak antar mangga sekitar 9 em.
Hasil perhitungan menunjukkan bahwa total daya yang diperlukan untuk menggerakkan kedua conveyor adalah 6.712 x 10-4 kW. Dengan asumsi terjadi loss pada transmisi sebesar 25 % maka dapat diketahui kehutuhan daya motor untuk menggerakkan mesin sortasi mangga dengan unit pengumpan, yaitu sebesar 8.093 x 104 kW atau sebesar 1.101 x 10-3 HP. Perhitungan tersebut menunjukkan bahwa motor yang sudah ada seelumnya (memiliki daya 0.5 HP) mnpu memberikan suplai daya yang dibun untuk menggerakkan sistem sortasi mangga yang telab ditambah dengan unit pengumpan.
Pengujian kinerja unit pengumpan dilakukan dengan dna maen peletakan posisi buah mangga pada unit pengumpan, yaitu posisi sejajar sumbu pergerakan conveyor (membujur) dan posisi tegak lurus sumbu pergerakan conveyor (melintang). Selama pengujian proses pengwnpanan, motor berada dalam kondisi terus menyala. Hal ini membuat unit pengwnpan memiliki kapasitas pengumpanan sebesar 690 buah/jam.
Dalam pengujian diharapkan alat mampu mengatur jarak antar buah sekitar 30 em dimana jarak 30 ± 3 em masih dapat diterima. Hasil uji keberhasilan pengaturan jarak menunjukkan bahwa mangga yang diatur sejajar sumbu pergerakan belt (membujur) menunjukkan persentasi keberhasilan yang lebih baik yaitu sebesar 51.02 % dibanding dengan mangga yang diatur tegak lurus sumbu pergerakan belt (melintang) yang hanya sebesar 8.16%. Mangga yang diatur secara membujur secara umum seluruhnya dapat melewati transition roller dengan baik n menghasilkan jarak antar mangga yang berkisar antara 20 em -46 em.
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim. Puji dan syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah
SWT, karena atas rahmat dan hidayahNya, Penulis dapat menyelesaikan penelitian
dan penulisan skripsi ini dengan baik.
Skripsi ini berjudul "Desain Sistem Mekanis Unit Pengumpan dan Penampung
Pada Mesin Sortasi Mangga Berbasis Pengolahan Citra". Tujuan dari penulisan
skripsi ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoieh geJar Sarjana
Teknologi Pertanian di Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor.
Dalam proses penelitian hingga terseJesainya Japoran ini Penulis banyak
mendapat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itll, pada kesempatan ini Penulis
ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Dr. lr. Usman Ahmad, M.Agr. Selaku dosen pembimbing yang telah memberi bimbingan, pengarahan dan memberi petunjuk sehingga Penulis dapat
menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
2. Dr. Ir. I Dewa Made Subrata, M.Agr dan Ir. Agus Sutejo, M.Si. Selaku dosen penguji I dan II yang telah memberikan masukan untuk perbaikan skripsi ini.
3. Kedua orang tua dan keluarga Penulis yang selalu mendoakan dan memberikan dorongan kepada Penulis selama ini.
4. Rekan-rekan di Sa Wit 90 dan TEP '36 yang telah banyak memberi dorongan dan dukungan serta seluruh pihak yang telah membantu lancarnya pelaksanaan
kegiatan penelitian serta penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi
ini, maka dari itu saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan oleh Penulis.
Bogor, September 2003
DATAR lSI
Hln
KATA PENGANTAR ... ... . 1
DAFT AR IS!... 11
DAFTAR TABEL... iv
DAFTAR GAMBAR ... ,... v
DAFTAR LAMPIRAN... ... vi
!. PENDAHULUAN ... . A. LATAR BELAKANG ... ... . B. TUJUAN PENELITIAN ... . II. TINJAUAN PUSTAKA ... . A. MANGGA ... . 1. Botani Mangga Mangga ... , ... ', ... ",' ... .
2. Karakteristik Mangga ... . B. MESIN SORTASI ... .
C. BELT DAN ROLLER CONVEyOR ... .
D. RODA GIGI ... ... .
E. PENGATURAN GERAK. ... ... .
III. PENDEKA T AN DESAIN ... .
A. KRITERIA DESAIN ... .
B. DESAIN FUNGSIONAL ... .
1. Rangka Mesin ... , ... " " ... '.,.
2. Unit Pengumpan ... .
3. Unit Penampung ... .
C. DESAIN STRUKTURAL ... .
1. Konstruksi Rangka Unit Mesin ... ... ' ... .
2. Konstruksi Unit Pengumpan ... .
Halaman
3. Konstruksi Unit Penampung ... ... . 15
IV. METODOLOGI PENELITIAN... 17
A. WAKTU DAN TEMPAT ... 17
I . Waktu... 17
2. Tempat .............. 17
B. BAHAN DAN ALAT ... 17
C. TAHAP AN PENELITIAN ..... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... 18
1. Desain dan Pembuatan Unit Mesin... 18
2. Uji Teknis ...... 19
D. ANALISIS DESAIN ........................ 20
1. Perbandingan Putaran dan Perbandingan Roda Gigi... 20
2. Tarikan EfektifConveyor Belt ... ... ... . 3. Diamater Minimum Pulley Penggerak ............. . 4. Daya Motor Listrik untuk Menggerakkan Conveyor ... . 5. Sudut Kemiringan Bak Penampung ... . V. HASIL DAN PEMBAHASAN ... . A. PROTOTIPE ALA T ... . 1. Rangka Mesin .......... . 2. Unit Pengumpan ...... . 3. Sistem Transmisi Roda Gigi ... . 4. Unit Pennpung ... ... . B. OJI TEKNIS ... ... . 1. Kapasitas Unit Pengumpan ... . 2. Uji Keberhasilan Pe..gaturan Jarak ... . VI. KESIMPULAN DAN SAAN ... ... ... ... ... .. A. KESIMPULAN ... ... ... . B. SARAN ... ... ... . 2 1 2 1 22 22 24 24 24 25 27 29 30 32 32 36 36 37 DAFTAR PUSTAKA ... 38
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel I. Data produksi dan ekspor mangga di Indonesia pada tabun
1998-200 1 (FAD Statistics) . . . .. . . .. . . .
Tabel 2. Bahan dan alat yang digunakan dalam pembuatan unit
pengumpan dan unit enampung pada mesin sortasi mangga... 17
Tabel 3. Hasil uji keberhasilan pengaturan jarak... 32
Tabel4. Hasil pengaturan jarak buah mangga pada conveyor penyalur
dengan peletakan mangga sejajar conveyor pengumpan.. ... 47
T abel 5 Hasil pengaturan jarak buah mangga pada conveyor penyalur
dengan peletakan mangga tegak lurus conveyor pengumpan... 48
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Mesin sortasi mangga berdasarkan berat (Silm et al., 2001) ... 2
Gambar 2. Mesin sortasi untuk produk pangan (Rice Lake Weighing System, 2001) ... 6
Gambar 3. Pengumpanan buah dengan roller conveyor pada mesin sortasi buah CVS Unisorter (Weighing System Ltd, 2002) ... 7
Gambar 4. Sistem belt di atas roller (Equipos EI Prados, SA, 2002) ... 8
Gambar 5. lenis-jenis roda gigi (Arrow Gear Company, 2002)... 9
Gambar 6. Mekanisme pengaturan gerak conveyor pada mesin pemotong kertas (Siemens, 2000)... 10
Gambar 7. Instalasi solenoid untuk unit pengumpan pada alat sortasi jeruk (Rudyana, 1997)... II Gambar 8. Mesin sortasi mangga berbasis pengolahan citra menggunakan pengendali mikrokomputer . ... ... ... .... .... ... ... .... ... ... .... ... 12
Gambar 9. Gambar piktorial unit pengumpan ... 16
Gambar 10. Gambar piktorial unit penampung ... 17
Gambar 11. Diagram gaya yang bekerja pada benda di bidang miring... 23
Gambar 12. Skema alur kerja mesin sortasi mangga dengan unit pengumpan dan unit penampung... ... 24
Gambar 13. lnstalasi roller dan belt conveyor pada unit pengumpan ... 25
Gambar 14. lnstalasi transition roller dan pulley penggerak ... ... . Gambar 15. lnstalasi sistem dan arah pergerakan roda gigi ... ... .. 26 28 Gambar 16. Penghilangan sebagian gigi pada roda gigi (g3) ... 28
Gambar 17. Instalasi unit penampung ... 30
Gambar 18. Posisi mangga pada unit pengumpan ... 31
Gambar 19. Peletakan mangga pada conveyor pengumpan oleh operator dalam penggunaan alat ... ... ... ... 31
Gambar 20. Jarak antar mangga yang diukur pada conveyor penyalur ... 32
Gambar 21. Posisi mangga pada conveyor penyalur setelah pengaturan jarak .... 34
