BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sistem pengayak
Sistem pengayak diklarifikasikan dengan beberapa jenis, antara lain sistem getar dan sistem drum, beberapa peneliti yang meneliti tentang sistem pengayak antara lain :
1. Pengayak drum
(WODZIŃSKI 2007), membuat pengayak sistem drum, pengayak drum dan alat yang di gunakan proses sortir berdasarkan ukuran bentuk untuk kacang, jagung, dan biji bijian sejenisnya. Bahan pangan tersebut akan menahan gerakan jatuh terguling yang di hasilkan gerak dari rotasi drum. Alat sortasi drum biasanya di perlukan untuk menyortir bahan pangan ke dalam dua atau lebih penglompokan, karena itu di butuhkan dua atau lebih tingkatan pengayak seperti pada gambar 2.9.
Gambar 2. 1 Pengayak Serbaguna (www.docplayer.com) 2. Mesin Pengayak Vibrator
. (Feblil Huda, Sigit Pamungkas 2010), membuat mesin vibrating screen pasir, mesin vibrating screen pasir adalah mesin yang digunakan untuk melakukan proses pengayakan, dimana prinsip kerjanya adalah putaran yang bersumber dari motor listrik ditransmisikan ke poros dengan puli dan sabuk, kemudian poros berputar tidak sesumbu yang disebabkan oleh gaya eksitasi dari massa tidak seimbang dalam bentuk gaya sentrifugal. Pengaruh gaya eksitasi pada poros
menyebabkan ayakan bergetar seperti pada gambar 7 penempatan titik gravitasi berada di tengah, dan getaran dari ayakan inilah yang kemudian mengayak material yang ada pada ayakan.
Gambar 2. 2 Mesin pengayak pasir vibrator (sumber : bazerworld.com/inclinedvibratingscreen)
Gambar 2. 3 Getar pusat gravitasi vibrating screen (Rodriguez et al. 2016)
Sebuah struktur yang mempunyai massa dan elastisitas yang mampu bergerak secara relatif dan terjadi secara berulang-ulang dalam interval waktu tertentu disebut getaran. Efek dari getaran dapat menimbulkan bunyi, merusak bagian mesin, memindahkan gaya yang tidak diinginkan, dan menggerakkan, gerakkan tersebut di hasilkan oleh vibrator rotary, poros tidak seimbang ditempatkan di titik gravitasi. Sebuah gaya yang menarik adalah gaya P (ini adalah gaya sentrifugal massa tidak seimbang berputar pada kecepatan sudut konstan ω). Titik pusat gravitasi sedemikian bergerak sepanjang lintasan
Perpindahan vertikal digunakan pada gerakan getar pusat ayakan yang di hasilkan dari massa dalam elips atau lingkaran dengan sumbu utama vertikal atau horizontal tanpa kemiringan, mengembangkan model linear dari screen getar didukung dalam empat posisi yang berbeda dengan kekakuan yang berbeda di bawah kekuatan vertikal. Model ini menggunakan perpindahan matrial secara vertical yang di berikan sedikit kemiringan pada screen pengayak, perubahan amplitudo perpindahan vertikal pusat massa gerakan tidak bisa mengubah kecenderungan tersebut.(Rodriguez et al. 2016)
Kriteria utama dari klasifikasi pengayakan yang disajikan adalah gerakan ayakan saringan. Gerak ayakan getar menentukan proses berjalannya matrial, karena hal ini tergantung gerakan biji-bijian di atas lubang ayakan dan biji-bijian disaring melalui mesh. Unsur penting kedua yang menjadi ciri pengayakan adalah jenis aliran media disaring melalui screen atau lintasan butir pada saringan. Dua lintasan resultan dasar biji-bijian bergerak pada permukaan saringan dibedakan menjadi dua yaitu : linear dan spiral. Tipe pertama mengacu pada screen dengan saringan persegi panjang dan gerak dari ayakan tidak teratur.
3. Mesin sortir biji kopi
(Mawardi, dkk. 2019) membuat mesin sortir kopi dengan prisip kerja alat ini ialah motor akan menggerakan puli, putaran tersebut di teruskan ke poros sehingga poros menggerakan roda bandul sehingga terjadi getaran. Getaran ini terjadi karena adanya roda bandul yang tidak balancing dan terjadilah getaran pada spring yang menggetarkan ayakan. Dan biji kopi siap di masukan ke dalam ayakan.setelah di dalam ayakan mesin ini akan memilah biji kopi dengan ukuran, ayakan pertama tidak lolos ayakan berdiameter 7,5 mm ukuran besar, tidak lolos ayakan ke dua berdiameter 6,5 mm ukuran sedang.
Gambar 2. 4 Mesin sortir biji kopi (Mawardi dkk. 2019)
Dari jenis pengayak tersebut sistem getar sangat cocok untuk digunakan dalam proses sortir biji kopi, dikarenakan biji kopi mempunyai ukuran yang berbeda dan dibutuhkan ayakan bertingkat,
2.2 Sortir kopi
Setelah dikupas, kopi harus disortir untuk memisahkan biji-biji baik dari : ( 1) kotoran (sisa-sisa kulit tanduk), kulit ari, debu dan sebagainya, (2) biji-biji inferior, peeah, kriel (biji -biji sangat keeil). Ukuran sortasi jenis ini digunakan mesin sortir angip yang sekaligus misahkan biji dalam beberapa kelas bcrdasarkan perbedaan berat jenisnya. Untuk sortasi menurut ukuran biji dipakai mesin ayakan yang mempunyai lubang-lubang dengan ukuran yang berbeda-beda. Akhimya kopi di sortir lebih Ianjut dengan tangan, untuk memisahkan biji-biji kopi. (Kato, Epari S, and Silaban 2006)
Proses sortasi biji kopi akan menghasilkan ukuran L, M dan S. dimana ukuran L dan M dikenal sebagai mutu ekspor, sedangkan ukuran S dikenal sebagai mutu Iokal. Harga di tingkat petani untuk mutu lokal berkisar Rp 8.000,- sampai Rp 12.000,- per kg, sedangkan untuk mutu okspor berkisar antara Rp 20.000;- sampai Rp 24.000,-. Penentuan harga ini ditentukan oleh dua hal yaitu naik turunnya harga kopi di pasaran dunia dan kualitas kopi (keseragaman biji kopi, kontaminasi dengan bahan lain, biji pecah dan lain-lain). Kontribusi biji kopi mutu lokal rata- rata berkisar antara 25% dari keseluruhan biji kopi basil panen. Proses sortasi biji kopi bila dilakukan di tingkat petani akan memberikan kontribusi margin kentungan antara Rp 8.000,- sampai dengan Rp 12.000,- per kg biji kering. (Kato, Epari S, and Silaban 2006)
Sortirisasi merupakan pemisahan berbagai campuran partikel padatan yang mempunyai berbagai ukuran bahan dengan menggunakan ayakan. Pengayakan dengan berbagai rancangan telah banyak digunakan dan dikembangkan secara luas pada proses pemisahan bahan-bahan pangan berdasarkan ukuran. Bahan - bahan yang lolos melewati lubang ayakan mempunyai ukuran yang seragam.
Metode pengayakan digunakan untuk mengetahui ukuran biji, berdasarkan nomor ukurannya. Metode ini merupakan metode langsung karena ukuran biji
standar yang dikalibrasi oleh The National Bureau of Standard. Ayakan umumnya digunakan untuk memilih partikel-partikel yang lebih besar dan kecil, tetapi jika digunakan dengan sangat hati-hati, ayakan-ayakan tersebut bisa digunakan untuk mengayak bahan sampai ukuran 44 mikrometer.
Berikut ini adalah beberapa jenis sistem pengayak yang sudah diterapkan di lapangan.
1. Sortir Biji Kopi Berbasis Metode Getaran.
Desain mekanik sistem metode getar dibagi menjadi beberapa bagian, yaitu desain untuk beban eksentrik atau sumber getaran, desain ayakan, dan desain mekanik secara keseluruhan, termasuk didalamnya terdapat penggabungan fungsi komponen-komponen mekanik lainnya. Desain beban eksentrik ditunjukkan pada gambar 2.5. Beban eksentrik atau beban tak setimbang dipasang pada poros motor DC.
Desain motor getar seperti yang terlihat pada gambar 2.6 digunakan sebagai sumber utama getaran. Arah putaran dari motor getar mempengaruhi arah getaran karena gaya sentrifugal yang diberikan oleh motor getar memiliki vektor arah.
Arah getaran cenderang 360 terhadap sumbu x dan sumbu y, sehingga getaran yang ditimbulkan cenderung atas-bawah dan samping kanan-kiri. Dengan desain tersebut pengayakan biji kopi dapat dilakukan secara maksimal.
Gambar 2. 5 Beban eksentrik (1) tampak atas (2) tampak depan (Azis dkk. 2018)
Gambar 2. 6 Desain motor getar.
(Azis dkk. 2018)
Gambar 2. 7 Desain ayakan tampak tiga dimensi.
(Azis dkk. 2018)
Desain ayakan yang dirancang oleh (Azis dkk. 2018) dapat dilihat pada gambar 2.7. desain ayakan terdiri dari 3 buah ayakan, desain tersebut memiliki panjang 30 cm, lebar 30 cm, tinggi 6 cm. Dari ketiga ayakan tersebut hanya berbeda pada desain ukuran lubang lingkaran, yaitu ayakan pertama memiliki diameter 7,5 mm, kedua memiliki diameter 6,5 mm, ketiga memiliki diameter 5,5 mm.
Sedangkan desain mekanik keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 2.8 menunjukkan desain mekanik secara keseluruhan. Desain tersebut memiliki empat blok yang tersusun secara bertingkat. Blok pertama hingga blok ketiga merupakan ayakan biji kopi dengan diameter lubang yang berbeda di tiap bloknya. Sedangkan blok ke empat paling Biasanya konfigurasi ini diterapkan pada beberapa jenis sensor berat atau yang sering disebut sebagai load cell bawah) merupakan tempat penampung kotoran-kotoran melekat pada biji kopi atau yang lainnya.
Dibagian bawah blok ke empat terdapat motor getar yang melekat.
Sedangkan penyangga yang berwarna merah merupakan pegas untuk menahan getaran yang dihasilkan. Terdapat kotak hitam dibagian bawah yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan komponen elektronik yang digunakan.
Gambar 2. 8 Desain mekanik keseluruhan (Azis dkk. 2018)
2. Vibro screener circular
Vibro screener circular adalah alat pemisahan mekanis dengan pola pengayakan dan penyaringan yang ukuran bahan disesuaikan dengan kain (screen) yang digunakan. Kain (screen) berlaku sebagai saringan, saringan yang digunakan pada alat ini dapat dibuat tersusun bertingkat atau hanya terdiri atas satu saringan.
Saringan yang digunakan memiliki nilai mess yang menyatakan jumlah lubang per 1 mm2. Saringan yang digunakan pada alat vibrating screener umumnya memiliki nilai mesh 100 sampai 200. Saringan bertingkat dengan nilai mesh sama akan memperbaiki kualitas dengan keseragaman berbeda seperti gambar 5 (Anggraeni, Fatmawati, and A 2012).
Gambar 2. 9 Mesin vibro screener farmasi (sumber : feedandgrain.com)
2.3 Biji Kopi
Kopi adalah salah satu minuman yang digemari oleh orang-orang diseluruh dunia. Minuman kopi biasanya berbentuk hitam dan memiliki kandungan kafein, air, 2-Ethylphenol, quinic acid, 3.5 dicaffeolquinic acid, Dimetil disulfide, asetilmetilcarbinol, putrescine, trigonelline, serta iniacin (Justo,2009).
Kopi merupakan salah satu jenis tanaman perkebunan yang sudah lama dibudidayakan dan memiliki nilai ekonomis yang lumayan tinggi. Kopi berasal dari Afrika, yaitu daerah pegunungan di Etopia. Namun, kopi sendiri baru dikenal oleh masyarakat dunia setelah tanaman tersebut dikembangkan di luar daerah asalnya, yaitu Yaman di bagian selatan Arab (Rahardjo, 2012).
Gambar 2. 10 Buah kopi (Yusnan, 2012)
Standar mutu pada kopi sangat penting sebagai bentuk petunjuk pengawasan mutu serta sebagai kontrol kualitas. Hal ini diperlukan guna untuk menghadapi rasa ketidakpuasan dari konsumen. Syarat mutu khusus biji kopi robusta pengolahan basah sesuai dengan SNI No. 01-2907-2008 ditunjukkan pada
Tabel 2.1. (Azis and Rivai 2018)
Tabel 2. 1 Syarat mutu khusus kopi robusta pengolahan basah
Sumber : (Azis and Rivai 2018) 2.4 Proses Pengolahan Kopi
Biji-biji kopi yang dipanen ini akan melalui serangkaian proses sehingga dapat diseduh sebagai minuman kopi yang biasa diminum oleh orang-orang.
Antara lain : 1. Penanaman
Biji kopi sebenarnya adalah biji yang saat dikeringkan, dipanggang dan dijemur, dapat digunakan untuk menyeduh kopi (National Coffee Association USA, 2014) . Akan tetapi bila biji tersebut tidak diproses dapat ditanam dan akan tumbuh menjadi pohon kopi. Biji kopi biasanya ditanam di lahan luas yang cukup teduh. (Loice and Chrisman Santoso 2015)
2. Pemanenan
Tergantung dari jenis, dan akan memakan waktu tiga sampai empat tahun sampai pohon kopi yang baru ditanam dapat menghasilkan buah. Buah- buah ini dapat diambil dengan dua cara, yaitu strip picked, dimana semua hasil panen diambil dalam suatu waktu yang sama (National Coffee Association USA, 2014).
3. Pemrosesan kopi
Setelah kopi diambil, proses harus dilakukan secepat mungkin untuk menhindari barang cacat. Tergantung dari lokasi dan sumber lokalnya, dapat diproses dalam dua cara yaitu The Dry Method, yaitu dengan cara menyebar biji kopi yang baru dipetik pada permukaan luas dan dijemur dengan sinar
matahari serta ditutup saat malam, atau bila hujan (National Coffee Association USA, 2014). (Loice and Chrisman Santoso 2015)
4. Pengeringan Biji Kopi
Bila biji kopi diproses dengan wet method, maka pulp dan biji yang sudah difermentasikan harus dikeringkan sampai kelembabannya setinggi 11 persen supaya dapat disimpan dalam storage. Biji-biji kopi ini dapat dikeringkan dengan sinar matahari dengan disebarkan di atas meja kering ataupun lantai yang dapat diputar secara berkala atau bisa dikeringkan dengan mesin. (Loice and Chrisman Santoso 2015)
5. Grading dan Sorting
Sebelum dieksport, biji kopi akan melewati proses sortir yang presisi berdasarkan bentuk maupun berat. Biji kopi juga akan dievaluasi dari kecacatan warna ataupun kekurangan lainnya. Biasanya biji kopi akan dinilai dari skala 10 sampai 20. Angka ini merepresentasikan ukuran dari diameter dalam satuan 1/64 inci. Biji kopi berangka 10 memiliki diameter lubang kira- kira 10/64 inci, dan biji kopi berangka 15 memiliki diameter lubang sekitar 15/64 inci (National Coffee Association USA, 2014). Biji akan diukur dengan melewati serangkaian layar yang memiliki ukuran berbeda dan juga disortir secara pneumatic dengan menggunakan jet angin untuk memisahkan biji kopi yang ringan dan berat. (Loice and Chrisman Santoso 2015)
2.5 Jenis-Jenis Kopi
Varietas kopi merujuk kepada subspesies kopi. Biji kopi dari dua tempat yang berbeda biasanya juga memiliki karakter yang berbeda, baik dari aroma (dari aroma jeruk sampai aroma tanah), kandungan kafein, rasa dan tingkat keasaman.
Ciri-ciri ini tergantung pada tempat tumbuhan kopi itu tumbuh, proses produksi dan perbedaan genetika subspesies kopi. Terdapat dua jenis kopi yang telah dibudidayakan di provinsi Lampung yakni kopi arabika dan kopi robusta (Cahyono, 2012).
2.5.1 Kopi arabika
Kopi arabika masuk ke Indonesia pada tahun 1696 yang dibawa oleh perusahaan dagang Dutch East India Co. dari Ceylo (Yahmadi, 2007). Kopi arabika merupakan kopi yang paling banyak dikembangkan di dunia maupun di Indonesia khususnya. Kopi ini ditanam pada dataran tinggi yang memiliki iklim kering sekitar 1350-1850 meter dari permukaan laut. Sedangkan di Indonesia sendiri kopi ini dapat tumbuh subur di daerah tinggi sampai ketinggian 1200 meter diatas permukaan laut. Jenis kopi ini cenderung tidak tahan serangan penyakit karat daun (Hemileia vastatrix), namun kopi ini memiliki tingkat aroma dan rasa yang kuat (Cahyono, 2012).
2.5.2 Kopi robusta
Kopi robusta atau yang disebut dengan Coffea canephora, pada awalnya hanya dikenal sebagai semak atau tanaman liar yang mampu tumbuh hingga beberapa meter tingginya. Hingga akhirnya kopi robusta pertama kali ditemukan di Kongo pada tahun 1898 oleh Emil Laurent. Namun terlepas dari itu ada yang menyatakan jenis kopi robusta ini telah ditemukan lebih dahulu oleh dua orang pengembara Inggris bernama Richard dan John Speake pada tahun 1862
Gambar 2. 11 Buah Kopi Robusta (Yahmadi, 2007)
Kopi robusta banyak dibudidayakan di Afrika dan Asia. Kopi robusta dapat dikatakan sebagai kopi kelas 2, karena rasanya yang lebih pahit, sedikit asam, dan mengandung kafein dalam kadar yang jauh lebih banyak. Selain itu, cakupan daerah tumbuh kopi robusta lebih luas dari pada kopi arabika yang harus ditumbuhkan pada ketinggian tertentu. Kopi ini dapat ditumbuhkan di dataran
rendah sampai ketinggian 1.000 meter diatas permuakaan laut. kopi jenis ini lebih resisten terhadap serangan hama dan penyakit. Hal ini menjadikan kopi robusta lebih murah (Cahyono, 2012).
2.5.3 SNI (Standar Nasional Indonesia)
Kopi Buah kopi setelah dibuang kulit, daging buah serta kulit tanduknya menghasilkan kopi beras. Kopi beras yaitu kopi biji kering berwarna seperti telur asin dan biasanya dijual atau diekspor. Secara umum kopi beras mengandung air, gula, lemak, selulosa, kafein, dan abu. Sejak tahun 1990, standar mutu kopi di Indonesia telah diterapkan berdasarkan system nilai cacatnya yang mengacu pada SNI 01 – 2907 – 2008. Standar mutu sangat penting untuk dijadikan sebagai petunjuk dalam pengawasan mutu kopi. Berikut tabel spesifikasi persyaratan mutu biji kopi bedasarkan SNI 01-2907- 2008.
Tabel 2. 2 Spesifikasi persyaratan mutu biji kopi
No. Jenis Uji Satuan Persyaratan
1. Kadar air (b/b) % Maksimal 12
2. Kadar kotoran % Maksimal 0.5
3. Serangga hidup - Bebas
4. Biji berbau busuk da nada kapang - Bebas 5. Biji berukuran besar, tidak lolos
ayakan luang bulatukuran diameter 7 mm (b/b)
% Maksimal lolos 2.5
6. Biji ukuran sedang lolos lubang ukuran diameter 5 mm(b/b)
% Maksimal lolos 2.5
7. Biji ukuran kecil lolos ukuran 5mm, tidak lolos ayakan lubang bulat ukuran diameter 3 mm (b/b)
% Maksimal lolos 2.5
Sumber : Standar Nasional Indonesia (SNI). 2008. Biji Kopi. SNI 01-2907-2008.
2.6 Material 2.6.1 Baja ST 37
Baja karbon ST 37 memiliki kandungan karbon kurang dari 0,3 %. Baja ini
seperti roda gigi, poros, dll karena sangat ulet. Namun kekerasan permukaan dari baja tersebut tergolong rendah sehingga sebelum digunakan untuk kontruksi- kontruksi yang disebut di atas, maka perlu dimodifikasi atau memperbaiki sifat kekersan pada permukaannya. Baja karbon rendah ini tidak dapat dikeraskan secara konvensional tetapi melalui penambahan karbon dengan proses carburizing. Jenis baja karbon ST 37 untuk keperluan pembuatan komponen mesin yang distandarkan menurut kakuatan tarik mempunyai kekuatan tarik 37-45 Kg/mm2.
Korosi atau pengkaratan dikenal sebagai peristiwa kerusakan logam karena adanya faktor metalurgi (pada material itu sendiri) dan reaksi kimia dengan lingkungannya yang menyebabkan terjadinya penurunan kualitas suatu bahan logam (Nathan, 1977). Bahan-bahan korosif (yang dapat menyebabkan korosi) terdiri atas asam dan biji kopi, seperti asam klorida (HCl) dan natrium klorida (NaCl) yang digunakan sebagai medium korosif. Korosi tidak dapat dicegah tetapi lajunya dapat dikurangi. Berbagai cara telah dilakukan untuk mengurangi laju korosi, salah satunya dengan pemakaian inhibitor. Sejauh ini penggunaan inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah korosi, karena biayanya yang relatif murah dan prosesnya yang sederhana (Hermawan, 2007). Inhibitor korosi dapat didefinisikan sebagai suatu zat yang apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap logam. Biasanya proses korosi logam berlangsung secara elektrokimia yang terjadi secara simultan pada daerah anoda dan katoda. Inhibitor biasanya ditambahkan dalam jumlah sedikit, baik secara kontinu maupun periodik menurut suatu elang waktu.(Sari, Handani, and Yetri 2013)
2.7 Daya Penggerak
Secara umum daya diartikan sebagai kemampuan yang dibutuhkan untuk melakukan kerja, yang dinyatakan dalam satuan Watt, ataupun Hp. Penentuan besar daya yang dibutuhkan perlu memperhatikan beberapa hal yang mempengaruhinya, diantaranya adalah torsi, dan berat yang bekerja pada mekanisme tersebut. Berikut adalah rumus untuk mencari daya dan torsi: (Fattah, n.d.)
1. Mencari Daya (P)
P= ½ HP AC (1 HP = 745,7 W) P= ω . T
Dimana :
rad/s 2. Mencari torsi :
Dimana : Keterangan :
P : Daya (W)
ω : Kecepatan sudut (rad/s) η = Efisiensi
fe : Faktor koneksi transmisi belt = 1
2.7.1 Perhitungan dan gambar diagram poros eksentrik
Poros eksentrik yang digunakan dalam penelitian belum dilakukan secara analisa kinematika. Untuk itu perlu dilakukan analisa gerakan yang dihasilkan poros eksentrik untuk menggerakkan pengayak maju mundur. Adapun dimensi poros eksentrik seperti pada gambar 2 dengan diagram sistem alat seperti pada gambar 3.
Gambar 2. 12 Dimensi Poros Eksentrik (Mahdi, 2018)
Gambar 2. 13 Diagram Sistem Alat Berdasarkan Fungsi (Mahdi, dkk, 2018)
Untuk diagram arah kecepatan poros eksentrik pada sudut 90° seperti pada gambar 6.
Gambar 2. 14 Diagram kecepatan poros eksentrik a. Kecepatan sudut (w2) yang terjadi pada poros eksentrik:
⁄ ⁄
b. Kecepatan yang terjadi pada titik B (VB):
⁄ ⁄ c. Dari data didapatkan bahwa
- Kecepatan pada titik B sebesar 3,67 m/s yang arahnya tegak lurus dengan batang O2B dengan panjang (R) = 50 mm = 0,05 m.
- Arah kecepatan VC merupakan kecepatan translasi yang arahnya sejajar sumbu O24.
- Arah kecepatan relatif C terhadap titik B (V ) tegak lurus terhadap batang 3 dengan panjang (L) = 130 mm = 0,13 m.
Penyelesaian masalah menggunakan metode trigonometri untuk poros eksentrik menggunakan rumus sebagai berikut:
Perhitungan kecepatan pada batang pengayak George H. Martin, 1985, kecepatan pada VC untuk berbagai sudut sebagai berikut:
Dimana :
N = perbandingan antara panjang batang 3 (L) dengan panjang batang 2 atau O2B (R), maka:
Dari rumus 3, maka didapatkan kecepatan yang terjadi pada titik C (VC) seperti pada gambar 2.15.
d. Sudut yang menyebabkan kecepatan maksimum pada titik C sebagai berikut:
√
e. Kecepatan maksimum pada titik C berdasarkan rumus 4 dengan α = 71,91°
sebagai berikut:
⁄
f. Perhitungan percepatan pada batang penumbuk
George H. Martin, 1985, percepatan translasi pada titik C (AC) dengan kecepatan sudut (w2) yang konstan untuk berbagai sudut sebagai berikut:
Dari rumus 6, maka didapatkan percepatan yang terjadi pada titik C (AC) seperti pada gambar 2.6.
Gambar 2. 16 Percepatan translasi penggerak turun naik batang penumbuk
g. Sudut yang menyebabkan percepatan maksimum pada titik C sebagai berikut:
h. Percepatan maksimum pada titik C berdasarkan rumus 7 dengan α = 130,54°
sebagai berikut:
) ⁄
i. Percepatan maksimum pada titik C berdasarkan rumus 7 dengan α = 0°
sebagai berikut:
) ⁄
2.8 Perhitungan gaya-gaya pada pulley
a. Puli terbuat dari bahan alumunium dengan density 2700 kg/m3
b. Puli adalah bagian alat yang berfungsi menstranmisikan atau meneruskan dari suatu poros keporos yang lain memakai sabuk
Rumus perbandingan puli :
=
Dimana : N1 = Putaran Motor (Rpm)
N2 = Putaran pada puli yang digerakkan (Rpm) Dp = Diameter puli yang digerakkan (mm) dp = Diameter puli penggerak (mm)
Untuk mencari berat puli:
Dimana : W = Berat puli (kg) V = Volume puli ( )
P = Massa jenis bahan puli (kg/mm3)
Torsi merupakan gaya yang terjadi akibat puntiran torsi yang bekerja pada poros dapat dihitung :
a.
Dimana :
T = Torsi pada poros (Nm) P = Daya (Watt)
N = Putaran poros (Rpm) b. Mencari diameter puli (D1)
σt = ρ.v2 Dimana :
ρ = Density dari material V= 2700 kg/m² v =
σt = sentrifugal strees pulli = 4,5 Mpa = 4,5 . 106 N/m2 c. Ukuran tangan/arm
=
Untuk 20 sampai 30 – v belt puli
Ketebalan puli (B) = 25% x belt
Untuk tangan/arm = n = 4 untuk Φ 200mm sampai 600mm n = 6 untuk Φ 600mm sampai 1500mm
d. Modulus section Z = Keterangan : b1 =Minor axis a1 = mayor axis = 2b1
e. Formula bending strees
f. Mencari diameter pulli
Dimana :
D1 = Diameter penggerak (mm)
D2 = Diameter puli yang digerakam (mm) N1 = Putaran motor = 1400 rpm
N2 = Putaran sprocket = 100 rpm Sumber : (Fattah, n.d.)
2.9 Kapasitas
1. Dalam menentukan kapasitas, ditentukan oleh bak saringan yang direncanakan yaitu 1400 rpm = 4,166 putaran perdetik, dengan rencana kemiringan ayakan 6o, diperkirakan biji kopi bergerak turun 10mm tiap putaran atau 0,01m/putaran, maka dapat diasumsikan kecepatan biji kopi (v).
V= 4,166 put/s . 0,01 m/put V= 0,04166 m/s
2. Luas penampang A= L.T
a. Dengan diketahuinya kecepatan turun material dan penampang aliran, maka kapasitas dapat ditentukan.
Q = V .A . 3600 s/jam
b. Makan untuk mendapatkan kapasitas aliran dalam satuan kg/jam.
Harus tahu masa jenis dari kopi itu sendiri yaitu misal : Q= Q . masa jenis kopi
c. Volume maksimum pada bak saringan ʋ = P.L.T
d. Masa material pada bak saringan
2.10 Motor Penggerak
Jika berat pengayak W dan besar simpangan yang diberikan oleh poros eksentrik e seperti tampak pada gam bar 3.1 maka torsi statik mmrmum yang dibutuhkan untuk menggerakkan dek pengyak adalah:
Keterangan :
W : menyatakan berat skrin/ayakan dan e eksentrisitas T : menyatakan torsi dan n putaran poros
Sumber : (Kato, Epari S, and Silaban 2006)
