PERENCANAAN KOMPONEN-KOMPONEN UTAMA MESIN PENGGILING BIJI KACANG KEDELAI
UNTUK BAHAN DASAR TAHU
TUGAS AKHIR
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk
Memperoleh Gelar Ahli Madya
Disusun oleh
RICHJAN JEFRI SIRAIT NIM : 5103220030
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
i
ABSTRAK
Richjan Jefri Sirait: Perencanaan Komponen-Komponen Utama Mesin Penggiling
Kacang Kedelai Untuk Bahan Dasar Tahu. Tugas Akhir. Fakultas Teknik Universitas
Negeri Medan. 2015
Kedelai telah menjadi bahan dasar untuk setiap makanan di Asia Timur salah
satunya tahu. Pengolahan kacang kedelai sebagai bahan dasar tahu sudah
menggunakan alat bantu mesin. Perkembangan teknologi mesin yang semakin
memudahkan manusia untuk mengerjakan sesuatu menjadi lebih mudah dan cepat,
mendorong dunia usaha kecil menengah untuk mengembangkan usaha. Tujuan
perencanaan Mesin Penggiling Kedelai ini adalah untuk memperbaiki sistem kerja
mesin yang digunakan sebelumnya guna mendapatkan kesempurnaan sistem produksi
dan meningkatkan produktivitas maupun keuntungan.
Maka dari itu, penulis merencanakan suatu Mesin Penggiling Kedelai yang
lebih efisien baik dari segi penggunaan dan waktu. Mesin Penggiling Kedelai ini
dilengkapi 2 buah batu gilas yang berfungsi untuk menggiling biji kacang kedelai
yang diposisikan sejajar. Biji kacang kedelai yang sudah direndam di masukkan
melalui hooper kemudian biji jatuh ke dalam batu gilas dan akan digiling oleh batu
gilas. Inilah yang menyebabkan biji kedelai akan tergiling yang disebabkan oleh
adanya gesekan antara biji kedelai dengan kedua batu gilas.
Perencanaan Mesin Penggiling Kedelai ini melalui beberapa langkah, yaitu
identifikasi kebutuhan yang diharapkan oleh pengguna Mesin Penggiling Kedelai.
Kebutuhan tersebut mencakup kapasitas, dimensi, serta letak tingkat ekonomis.
Selanjutnya adalah menganalisan kelemahan-kelemahan yang terdapat pada mesin
sebelumnya serta menentukan spesifikasi Mesin Penggiling Kedelai yang akan
direncanakan. Setelah menentukan spesifikasi Mesin Penggiling Kedelai, tahap
berikutnya adalah pembuatan konsep produk. Pembuatan konsep produk yaitu
menentukan bentuk setiap komponen dan bentuk susunan Mesin Penggiling Kedelai
ini. Mesin Penggiling Kedelai ini direncanakan menggunakan penggerak motor listrik
dengan daya 0,5 Hp dengan putaran 1400 rpm.
ii
ABSTRACT
Richjan Jefri Sirait: Planning Main Components Mill Machinery Soybeans For Basic
Ingredients Of Tofu. Final Project. Faculty of Engineering, State University of
Medan. 2015
Soy has become the basic ingredients for each meal in East Asia one of them
out. Processing soybeans as raw material know already using mechanical means.
Development of engine technology even easier for people to do things easier and
faster, encourage small and medium businesses to develop business. Soybean mill
machinery planning objectives are to improve the working system of the machine
used previously to obtain the perfection of the system of production and increase
productivity and profits.
Therefore, the authors devised a soybean mill machinery more efficient both
in terms of usage and time. Soybean grinder machine is equipped with 2 pieces of
stone roller which serves to grind soy beans positioned parallel. Soya bean seeds
soaked in Hooper then enter through the seed falls into the stone roller and be crushed
by a stone roller. This is what causes the soy beans will millstones caused by the
friction between soybean seeds with both stone roller.
Soybean mill machinery planning through several steps, namely the
identification of user requirements expected by Soybean mill machinery. These needs
include capacity, dimensions, and the location of economic levels. Next is
menganalisan weaknesses found in the previous engine and determine the soybean
mill machinery specifications to be planned. After determining specifications
Soybean mill machinery, the next step is the manufacture of a product concept.
Making the product concept that determines the shape of each component and the
structure of these Soy mill machinery. Soybean grinder machine is planned to use an
electric motor to power 0.5 hp at 1400 rpm rotation.
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat, rahmat dan karunia yang telah diberikan-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan program Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Medan yaitu penyusunan Tugas Akhir ini.
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. Sumarno, M.Pd selaku Dosen Pembimbing yang telah membimbing menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. Abdul Hamid K, M.Pd selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
3. Drs. Hidir Efendi, M.Pd selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Unimed. 4. Ir. Batumahadi Siregar, M.T selaku ketua Prodi Teknik Mesin D-3 Unimed. 5. Bapak Drs. Andi Bahar selaku Dosen Pembimbing Teknik Merancang yang
turut membantu menyelesaikan tugas akhir ini.
ii
7. Ayah dan Ibu yang saya sayangi, yang selalu memberi semangat, materi dan doa.
8. Teman-teman Teknik Mesin D3 stambuk 2010 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 ... vi
BAB I PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang ... 1
B.
Batasan Masalah ... 3
C.
Rumusan Masalah ... 3
D.
Tujuan Tugas Akhir ... 4
E.
Manfaat Tugas Akhir ... 4
F.
Metode Pengumpulan Data ... 4
BAB II PERENCANAAN PROSES PENGGILINGAN BIJI KEDELAI
A.
Alternatif Dasar Mekanisme Penggilingan Biji Kedelai ... 6
1.
Mekanisme Mesin Alternatif I ... 6
2.
Mekanisme Mesin Alternatif II ... 8
3.
Mekanisme Mesin Alternatif III ... 9
B.
Kelebihan dan Kelemahan masing-masing Alternatif ... 10
1.
Mesin Alternatif I ... 10
2.
Mesin Alternatif II ... 11
3.
Mesin Alternatif III ... 12
C.
Mekanisme Mesin Yang Direncanakan ... 12
BAB III TEORI DASAR
A.
Dasar Perencanaan ... 15
B.
Pengenalan Mengenai Kacang Kedelai ... 16
C.
Pengenalan Proses Pembuatan Tahu ... 17
D.
Komponen Utama Mesin ... 22
1.
Hopper ... 23
2.
Batu Gilas ... 24
3.
Motor Listrik ... 24
vi
5.
Pasak ... 29
6.
Kopling Karet ... 32
7.
Bantalan ... 36
8.
Kerangka ... 38
BABIV PERENCANAAN KOMPONEN-KOMPONEN MESIN
A.
Bagian-Bagian Mesin ... 39
B.
Perencanaan Daya Motor Listrik ... 39
C.
Perencanaan Poros ... 40
D.
Perencanaan Pasak ... 44
E.
Perencanaan Bantalan ... 46
F.
Perencanaan Kopling Karet ... 47
G.
Batu Gilas ... 49
H.
Perencanaan Kapasitas Mesin ... 51
BAB V PENUTUP
A.
Kesimpulan ... 52
B.
Saran ... 53
Daftar Pustaka
vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Jenis Kacang Kedelai ... 1
Gambar 2a. Konstruksi Mesin Alternatif I... 7
Gambar 2b. Ruang bagian dalam Mesin Alternatif I ... 7
Gambar 3. Konstruksi Mesin Alternatif II ... 8
Gambar 4. Konstruksi Mesin Alternatif III ... 10
Gambar 5. Desain Awal Mesin ... 13
Gambar 6. Kacang Kedelai ... 16
Gambar 7. Sketsa Mesin Penggiling Kedelai ... 22
Gambar 8. Contoh bentuk hopper ... 23
Gambar 9. Batu Gilas... 24
Gambar 10. Poros ... 25
Gambar 11. Diagram Faktor Konsentrasi Tegangan α ... 28
Gambar 12. Diagram Faktor Konsentrasi Tegangan β ... 29
Gambar 13. Macam-macam pasak ... 30
Gambar 14. Gaya geser pada pasak ... 31
Gambar 15. Susunan Kopling Karet ... 33
Gambar 16. Toleransi Kesalahan Pemasangan pada Kopling Karet ... 34
Gambar 17. Lambang-lambang pada kopling karet ban ... 34
1 BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Perkembangan teknologi mesin yang semakin memudahkan manusia untuk mengerjakan sesuatu menjadi lebih mudah dan cepat, mendorong dunia usaha kecil menengah untuk mengembangkan usaha. Hal ini memberikan ide untuk memperbaiki sistem kerja guna mendapatkan kesempurnaan sistem produksi. Salah satu alternatif yang harus dilakukan ialah denggan memperbaiki alat atau mesin yang digunakan sebelumnya, guna meningkatkan produktivitas maupun keuntungan.
Begitu banyak macam hasil pertanian di Negara Indonesia membuat Negara kita kaya akan bahan pangan. Contoh hasil pertanian kita adalah padi, jagung, kedelai, tebu, singkong dan lain-lain. Kedelai atau “Soybean” merupakan salah satu komoditas pertanian yang sangat dibutuhkan sebagai bahan pangan manusia, pakan ternak, dan sebagai bahan baku industri. Kedelai merupakan bahan pangan masyarakat Indonesia sejak lebih dari 200 tahun. Kedelai telah menjadi bahan dasar untuk setiap makanan di Asia Timur, seperti : kecap, tahu, dan tempe. Berdasarkan peninggalan arkeologi, tanaman ini telah dibudidayakan sejak 3500 tahun yang lalu di Asia Timur dan masuk ke Indonesia sejak 200 tahun yang lalu yang dibawa oleh para pedagang Cina.
2
depan yang penting, karena memiliki daya guna yang luas, bergizi tinggi, dan menghasilkan zat-zat antioksidan.
Bagian yang paling penting dari tanaman kedelai adalah bijinya, dimana biji kedelai inilah yang merupakan bahan baku utama industri pengolahan pangan, seperti : tahu, tempe, tauco, kecap, mentega, tepung kedelai, dan susu sari kedelai. Sedangkan limbah yang dihasilkan dari sisa proses pengolahan kedelai adalah ampas tempe dan ampas kecap yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan makanan tambahan pada pakan ternak. Namun pada pembahasan ini, biji kedelai yang diproses dimanfaatkan untuk pembuatan bahan dasar tahu. Dibandingkan dengan beras, jagung, tepung singkong, kacang hijau, daging, ikan segar, dan telur ayam, kedelai mempunyai kandungan protein yang lebih tinggi, hampir menyamai kadar protein susu skim kering. Bila seseorang tidak boleh atau tidak dapat makan daging atau sumber protein hewani lainnya, kebutuhan protein sebesar 55 gram per hari dapat dipenuhi dengan makanan yang berasal dari 157,14 gram kedelai.
3
Hal inilah yang mendorong penulis untuk merancang dan merencanakan suatu alternatif alat giling biji kedelai yang mempunyai fungsi menggiling yang lebih efisien dengan penambahan pengaduk supaya biji kacang kedelai tidak terkumpul ditengah tengan batu gilas dan penggilingannya lebih merata, sehingga untuk jangka waktu tertentu dapat diperoleh hasil yang maksimal.
B. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah : 1. Bentuk dan dimensi mesin penggiling biji kedelai 2. Prinsip kerja mesin penggiling biji kedelai
3. Perencanaan komponen-komponen mesin penggiling biji kedelai.
C. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana bentuk dan dimensi mesin penggiling biji kedelai yang direncanakan ?
2. Bagaimana prinsip kerja mesin penggiling biji kedelai yang direncanakan? 3. Bagaimana menghitung komponen-komponen utama mesin penggilingan
4
D. Tujuan Tugas Akhir
Tujuan dari perencanaan mesin penggiling biji kedelai adalah :
1. Untuk merencanakan suatu alat penggiling biji kedelai yang lebih praktis, sehingga untuk jangka waktu yang sama dapat diperoleh hasil yang lebih banyak dibandingkan dengan cara tradisional
2. Untuk mendeskripsikan prinsip kerja mesin penggiling biji kacang kedelai 3. Merencanakan bagian-bagian utama mesin penggiling biji kacang kedelai.
E. Manfaat Tugas Akhir
Perencanaan mesin penggiling biji kedelai ini diharapkan dapat digunakan sebagai masukan/alternatif baru untuk industri rumah tangga khususnya mereka yang tertarik untuk berwirausaha dalam pembuatan tahu guna meningkatkan hasil dan kualitas tahu sehingga lebih efisien dari segi biaya, waktu bila dibandingkan dengan alat yang pernah ada sebelumnya ataupun proses pencetakan secara konvensional atau tradisional.
F. Metode Pengumpulan Data
Metode yang digunakan penulis dalam penyusunan tugas akhir ini adalah : 1. Menetapkan data-data perencanaan mesin penggiling biji kedelai yang
meliputi kapasitas mesin dan daya motor yang dibutuhkan
2. Melakukan studi literatur ke perpustakaan berkaitan dengan rancangan mesin
DAFTAR PUSTAKA
Hartanto, N. Sugiarto, Takesi Sato. 1986. Menggambar Mesin. PT. Pradnya Pramita. Jakarta;
Khurmi RS dan J.K Gupta. 1980. A Text Book of Machine Design. New Delhi : Euresia publishing hause.
Sularso dan Kiyokatsu Suga. 2004. Dasar – Dasar Pemilihan dan Perencanaan Elemen Mesin. Jakarta : PT. Pradya Paramita
Suprapto HS. Ir. 1999. Proses Pembuatan Tempe dari Kacang Kedelai. Jakarta. PT. Penebar Swadaya, anggota IKAPI
