i
HALAMAN PENGESAHAN
Nama : Rengga Vembriyanto
NPM : 29322006
Progras studi : Teknik Industri
Judul Tugas Akhir : Rancang Bangun Mesin Peniris Minyak Ergonomis
DISETUJUI dan DITERIMA OLEH :
DOSEN PEMBIMBING
ii
HALAMAN PENGESAHAN
Telah diterima dan di setujui oleh tim Penguji Tugas Akhir serta dinyatakan LULUS. Dengan demikian tugas akhir ini dinyatakan sah dan untuk melengkapi syarat-syarat mencapai gelar Sarjana Teknik pada FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIJAYA PUTRA SURABAYA
Tim Penguji Skripsi :
1. Ketua : Slamet Riyadi, ST.,MT ( )
(Dekan Fakultas Teknik)
2. Sekretaris : Ong Andre Wahyu R, ST.,MT. ( ) (Ketua Program Studi)
3. Anggota : Ir. Subaderi, MM. ( )
iii
UCAPAN TERIMAKASIH
Alhamdulillahirabbilalamin panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kesehatan ,kekuatan ,dan kesempatan kepada saya dalam menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Rancang Bangun Mesin Peniris minyak Ergonomis” guna memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar strata 1 Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Wijaya Putra. Saya menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan tugas akhir ini, sangatlah sulit bagi saya untuk menyelesaikan tugas akhir ini, oleh karena itu saya mengucapkan terimakasih kepada:
1. Krisnadhi Hariyanto,ST.,MM. selaku dosen pembimbing yang telah
menyediakan waktu, tenaga dan pikiran untuk mengarahkan saya pada penyusunan tugas akhir ini.
2. Ayah dan Ibu yang selalu memberikan semangat dan dukungan kepada saya sehingga penulis mampu menyusun dan menyelesaikan tugas akhir tersebut sesuai waktu yang telah ditentukan.
3. Saya juga tidak melupakan teman-teman yang selalu membantu dan
mendukung untuk menyelesaikan tugas akhir ini.
Akhir kata, saya berharap ALLAH SWT berkenan membalas segala kebaikan semua pihak yang telah membantu. Semoga tugas akhir ini membawa manfaat bagi pengembangan ilmu.
iv ABSTRAK
Tujuan tugas akhir ini adalah merancang mesin peniris minyak yang ergonomis,hemat biaya,dan bersifat mobile agar dapat membantu kalangan industri rumah tangga dan industri kecil dalam mengeluarkan minyak yang terdapat di dalam produk gorengan lebih cepat sehingga produksi dapat ditingkatkan, membantu industri rumah tangga dan industri kecil lainnya, seperti industri abon, makanan gorengan kaki lima (pisang goreng, bakwan goreng, singkong goreng dan sebagainya) sehingga didapat olahan pangan yang tidak mengandung kadar minyak yang tinggi dan aman dikomsumsi. Metode perancangan alat peniris minyak ergonomis ini meliputi perhitungan dimensi alat,pembuatan gambar teknik, revisi gambar, perencanaan detail, penentuan komponen-komponen, pembuatan alat, pengujian alat hasil rancangan. Bedasarkan hasil tugas ini adalah berupa desain atau rancangan mesin peniris minyak ergonomis bahwa alat peniris minyak yang beroperasi secara otomatis dengan pilihan tombol kecepatan ini dirancang menggunakan metode sentrifugal, dengan fungsi untuk memisahkan minyak dari bahan padatnya (gorengan) yang dioperasikan secara otomatis, dimensi : tabung luar dengan diameter dalam = 22cm, dameter luar = 24cm, tinggi = 23,5cm, tabung dalam dengan diameter dalam 19cm, diameter luar 20,5 cm,tinggi =15cm,rangka dengan tinggi 15 cm,lebar =30 cm, kecepatan putaran =600rpm, kapasitas (volume tabung) = 0,0038259m3. Alat peniris minyak ergonomis ini dapat diaplikasikan oleh pedagang-pedagang atau industri kecil yang bergerak dalam usaha makanan jajanan yang digoreng,alat ini memberikan efisiensi pengeluaran minyak yang rata-rata berbeda untuk masing-masing bahan yang akan di spinner.
v
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ...i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
UCAPAN TERIMAKASIH ... iii
ABSTRAK ... iv DAFTAR ISI ... v DAFTAR TABEL ... ix DAFTAR GAMBAR ... x BAB I ... 1 PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Identifikasi Masalah ... 3
1.3 Batasan Masalah ... 4
1.4 Rumusan Masalah ... 4
1.5 Tujuan Pembuatan Produk ... 4
1.6 Dasar Pembuatan Produk ... 5
1.7 Manfaat Produk ... 5
1.8 Metodologi Penelitian ... 6
1.9 Sistematika Penulisan ... 7
BAB II ... 9
LANDASAN TEORI ... 9
2.1 Teori Desain Produk ... 9
2.1.1. Penciptaan Produk Baru ... 10
vi
2.1.2.2. Pentingnya Produk Baru ... 11
2.1.2. Sistem Pengembangan Produk ... 12
2.1.2.1. Tahapan Pengembangan Produk ... 12
2.1.2.2. Quality Function Deployment (QFD) ... 14
2.1.2.3. Manufacturability dan Value Engineering ... 15
2.2 Teori Metodologi Penelitian Kualitatif ... 15
2.3 Teori Ergonomi ... 18
2.4 Teori Estetika ... 19
2.4.1. Teori Estetik Formil ... 19
2.4.2. Teori Estetik Ekspresionis ... 20
2.4.3. Teori Estetik Psikologis ... 20
2.5 Teori Modern ... 22
BAB III ... 23
KONSEP PERANCANGAN... 23
3.1 Diagram Alir Proses Perancangan ... 23
3.1.1 Perencanaan dan Penjelasan Tugas ... 24
3.1.2 Perencanaan Konsep Produk ... 24
3.1.3 Perencanaan Produk ... 25 3.1.4 Perencanaan Detail ... 25 3.2 Pernyataan kebutuhan ... 26 3.3 Analisis kebutuhan ... 27 3.3.1 Spesifikasi Mesin ... 27 3.3.2 Standar Penampilan ... 27
3.3.3 Target Keunggulan Produk ... 28
vii
3.4.1 Pertimbangan Teknis ... 29
3.4.2 Pertimbangan Ergonomis ... 29
3.4.3 Pertimbangan Lingkungan ... 29
3.4.4 Pertimbangan Keselamatan Kerja ... 30
3.5 Tuntutan perancangan ... 30 3.5.1 Tuntutan Spesifikasi ... 30 3.5.2 Tuntutan Konstruksi ... 30 3.5.3 Tuntutan Fungsi ... 31 3.5.4 Tuntutan Pengoperasian ... 31 3.5.5 Tuntutan Keamanan ... 31 3.5.6 Tuntutan Ergonomis ... 32 3.5.7 Tuntutan Lingkungan ... 32 BAB IV ... 33
UJI COBA DAN ANALISIS ... 33
4.1 Pemilihan Bahan ... 33
4.1.1 Pemilihan Bahan Poros ... 33
4.1.2 Pemilihan Bahan Tabung ... 33
4.1.3 Pemilihan Bahan Rangka Putar ... 34
4.1.4 Pemilihan Bahan Rangka Mesin... 34
4.2 Analisis Teknik ... 36
4.2.1 Tabung Putar Penampung ... 37
4.2.2 Kecepatan Putar ... 39
4.2.3 Perencanaan gaya sentrifugal... 40
4.2.4 Daya Rencana Motor Listrik ... 41
viii
4.2.6 Perancangan Puli dan Sabuk V... 45
4.2.7 Perancangan Roda Gigi Payung ... 50
4.2.8 Perancangan Poros Horisontal ... 51
4.2.9 Perancangan Poros Vertikal ... 60
4.2.10 Analisis Ekonomi ... 62
4.3 Hasil dan Pembahasan ... 64
4.3.1 Daya Motor ... 64
4.3.2 Sabuk dan Puli ... 64
4.3.3 Poros ... 65
4.3.4 Roda Gigi Payung ... 65
4.3.5 Aspek Finansial ... 66 4.4 Uji Kinerja ... 66 4.5 Kelemahan – kelemahan ... 67 BAB V ... 68 KESIMPULAN ... 68 5.1. Kesimpulan ... 68 DAFTAR PUSTAKA ... 70 LAMPIRAN ... 72
ix DAFTAR TABEL
Tabel 1 . Ukuran Tabung Penirisan di pasaran (www.situsmesin.com )………..……47
Tabel 2. Akumulasi Biaya………..62
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Life Cycle……….…………..……9
Gambar 2. diagram alir proses perancangan (Dharmawan 2004)……….…..23
Gambar 3, Profil L………..………..…….35
Gambar 4. Diagram Alir Proses Perancangan Mesin Peniris Minyak Ergonomis..36
Gambar 5. Tabung Dalam Peniris Minyak Ergonomis………..38
Gambar 6.Posisi bahan saat tabung berputar……….……….39
Gambar 7. Tabung Peniris Minyak Ergonomis………40
Gambar 8. Sistem Transmisi Mesin Peniris Minyak……….……….….43
Gambar 9. Puli dan Sabuk-V……….…………..45
Gambar 10. Sudut Kontak………48
Gambar 11 . Konstruksi Poros Horisontal……….……..51
Gambar 12 . Reaksi gaya yang terjadi pada poros……….53
Gambar 13 . Diagram NFD pada poros……….56
Gambar 14. Diagram SFD pada poros………..…….56
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang Masalah
Kesejahteraan masyarakat Indonesia dalam bidang industri khususnya industry kecil perlu ditingkatkan, maka perlu peningkatan sarana-sarana atau peralatan yang berhubungan dengan proses pengolahan bahan hasil dalam industri rumah tangga tersebut, khususnya industri gorengan di daerah surabaya. Yang mana penirisan olahan makanan gorengan menggunakan cara konvesional yaitu ditiriskan secara alami dengan diletakkan dalam wadah dari kawat strimin kemudian diangin-anginkan. Kelemahan penirisan dengan cara ini adalah makanan gorengan yang dihasilkan lebih cepat apek karena kadar minyaknya masih tinggi sehingga tidak tahan lama, waktu produksi menjadi lama dan produk dihasilkan kurang berkualitas walaupun olahan gorengan masih banyak diminati masyarakat saat ini.
Dengan adanya hasil produksi produk olahan makanan gorengan yang meningkat tiap tahunnya maka perlu ditingkatkan teknologi tepat guna yang murah dan sesuai dengan permintaan pasar. Untuk mempermudah penirisan secara cepat yang siap untuk dikemas dan menambah waktu expayed. Oleh sebab itu, harus ditemukan solusi agar
2
dapat memproduksi olahan gorengan yang cepat dan kadar minyak yang rendah sehingga tahan lama.
Melihat hal tersebut, penulis terdorong untuk membuat sarana atau peralatan tepat guna dalam proses penirisan olahan makanan gorengan sehingga dihasilkan dengan kadar minyak rendah dan waktu yang cepat.
Penggunaan mesin spinner (peniris minyak) merupakan jawaban atas permasalahan di atas. Produksi jajanan gorengan dengan mesin peniris minyak memberikan kualitas yang terbaik dibandingkan memproduksi olahan gorengan yang di tiris secara konvensional dengan diangin-anginkan. Dengan mesin peniris minyak olahan makanan gorengan, memproduksi 3 kg makanan yang digoreng hanya membutuhkan waktu 1 menit, sedangkan secara konvensional, memproduksi 3 kg olahan gorengan membutuhkan waktu 40 menit. Oleh karena itu, mesin spinner (peniris minyak) olahan makanan gorengan sangat tepat digunakan untuk jumlah produksi kadar minyak tinggi dan penirisan secara cepat.
Mesin peniris minyak ergonomis ini menggunakan gaya sentrifugal untuk meniriskan minyak. Cara kerjanya yaitu olahan makanan gorengan akan diputar di dalam tabung peniris sehingga minyak akan tertiris dan keluar melalui lubang pada tabung peniris. Diharapkan dengan mesin peniris minyak ergonomis ini dapat membantu meringankan aktifitas
3
industri rumah tangga dan dapat meningkatkan produktifitas dengan hasil yang berkualitas.
1.2Identifikasi Masalah
Permasalahan yang dihadapi untuk memenuhi kebutuhan dari para industri kecil dari latar belakang yang ada antara lain sebagai berikut :
1. Bagaimana sistem penirisan minyak agar kadar minyak pada olahan gorengan dapat berkurang.
2. Bagaimana rancangang mesin peniris yang mampu bekerja secara efisien dan ergonomis dalam waktu singkat yang mempunyai kapasitas 2 kg.
3. Bagaimana rancangan desain mesin yang ergonomis dan mudah
digunakan
4. Berapa daya sumber tenaga dan putaran penggerak yang akan
digunakan pada mesin.
5. Berapa ukuran mesin yang ideal dan nyaman bagi pengguna.
6. Bagaimana tingkat keamanan mesin bagi pengguna.
7. Berapa biaya yang dibutuhkan untuk membuat mesin peniris minyak ergonomis.
4 1.3Batasan Masalah
Laporan Tugas Akhir ini dibatasi pada masalah sistem penirisan yang mampu meniriskan minyak dengan bahan berkapasitas 2 kg dan cara pengoprasian yang ergonomis.
1.4Rumusan Masalah
Dari batasan masalah di atas dapat dirumuskan permasalahan adalah bagaimanakah desain mesin peniris minyak ergonomis yang dapat memenuhi kapasitas seberat 2 kg dan pengoprasian yang ergonomis?
1.5Tujuan Pembuatan Produk
Berdasarkan latar belakang di atas maka tujuan dari perancangan Mesin peniris minyak ergonomis ini adalah:
1. Mengetahui sistem penirisan yang mampu meniriskan olahan makanan
gorengan yang masih berkadar minyak.
2. Mendapatkan desain mesin minyak ergonomis yang dapat dioprasikan dengan mudah dan digunakan oleh pedagang kecil yang menjadikan lebih efektif dan efisien.
3. Merencanakan konstruksi yang aman dan mampu untuk meniriskan minyak pada makanan gorengan.
5 1.6Dasar Pembuatan Produk
Mesin peniris minyak ergonomis yang dibuat ini merupakan modifikasi dari mesin peniris yang sudah ada. Adapun perbedaan mesin yang sekarang dengan mesin yang terdahulu antara lain seperti :
1. Sistem pengeluaran minyak dengan pengangkatan alas tabung putar.
2. Sistem pengeluaran bahan dapat langsung dibalik
3. Mudah dibongkar pasang untuk mempermudah penyucian
4. Volume tabung yang lebih kecil.
5. Penambahan rangka samping agar mempermudah pengoprasian
6. Desain minimalis sehingga mudah untuk dibawa kemanapun
1.7Manfaat Produk
Adapun manfaat yang dapat diperoleh adalah : 1.Bagi mahasiswa
a) Sebagai suatu penerapan teori dan praktek kerja yang diperoleh
saat di bangku perkuliahan.
b) Mengembangkan desin produk pembuatan mesin peniris minyak
ergonomis
c) Sebagai model belajar aktif tentang cara inovasi teknologi bidang teknik industri.
6
2.Bagi Dunia Pendidikan
a) Menambah perbendaharaan dari modifikasi desin prodak
alat/mesin peniris makanan gorengan.
b) Membangun kerja sama dalam bidang pendidikan antara pihak
Universitas dengan Lembaga/Industri yang membutuhkan mesin peniris minyak ergonomis.
3.Bagi Dunia Industri/Lembaga
a) Dapat menambah hasil produksi, yang nantinya bisa menyesuaikan
dengan permintaan yang ada.
b) Dapat mengefisienkan waktu dan proses, dalam melaksanakan
praktiknya.
1.8Metodologi Penelitian
Metode penelitian yang akan di lakukan terdiri dari beberapa tahap antara lain :
1. Studi Literatur
Metode ini digunakan untuk memperoleh informasi tentang teori – teori dasar sebagai sumber penulisan tugas akhir. Informasi dan pustaka yang berkaitan dengan masalah ini diperoleh dari literature, penjelasan yang diberikan dosen pembimbing, rekan – rekan mahasiswa, internet, data sheet, dan buku – buku yang berhubungan dengan tugas akhir ini.
7
2. Perancangan Sistem
Perancangan system merupakan tahap awal untuk mencoba memahami, menerapkan, dan menghubungkan semua literature yang diperoleh maupun yang telah dipelajari dan selanjutnya dapat merealisasikan system sesuai dg tujuan.
3. Uji Sistem
Uji system ini berkaitan dengan pengujian system pengoprasian pengeluran bahan yang ditiris serta akan dilakukan uji kelayakan. 4. Metode Analisis
Metode ini merupakan pengamatan terhadap data yang diperoleh dari mesin peniris minyak yang sudah ada serta pengambilan data. Pengambilan data meliputi kapasitas mesin peniris minyak dan cara pengoprasian mesin peniris minyak. Setelah itu dilakukan analisis sehingga dapat ditarik kesimpulan dan saran – saran untuk pengembangan lebih lanjut.
1.9Sistematika Penulisan
BAB satu merupakan pendahuluan berisikan penjelasan mengenai latar belakang, identifikasi masalah, batasan masalah, rumusan masalah, tujuan pembuatan produk, dasar pembuatan produk, manfaat produk, metodologi penelitian, sistematika penulisan, dan pada BAB Dua akan dijelaskan dasar teori mengenai Teori Desain Produk, Penciptaan Produk
8
Baru, Peluang Penciptaan Produk Baru, Pentingnya Produk Baru, Sistem Pengembangan Produk, Tahapan Pengembangan Produk, Quality Function Deployment (QFD), Manufacturability dan Value Engineering, Teori Metodologi Penelitian Kualitatif, Teori Ergonomi Teori Estetika, Teori Estetik Formil, Teori Estetik Ekspresionis, Teori Modern . Sedangkan pada BAB Tiga merupakan rancangan mesin peniris minyak ergonomis, memaparkan mengenai cara kerja mesin peniris minyak ergonomis, standar penampilan, pertimbangan perancangan dan tuntutan perancangan.
Uji coba dan analisis akan dijelaskan pada BAB Empat berupa data – data hasil analisa dan simulasi test terhadap mesin peniris minyak ergonomis. Pengujian akhir dilakukan dengan menguji pada keseimbangan mesin, kecepatan putar dengan harapan kesetabilan mesin pada saat dioprasikan. Setelah perancangan berfungsi dengan baik maka dilanjutkan dengan analisis ekonomi dan kelemahan mesin.
Sedangkan BAB lima, penutupan berisikan kesimpulan hasil perancangan yang telah dilakukan.
9
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1Teori Desain Produk
Perusahaan menghasilkan output untuk memenuhi kebutuhan dan keinginan konsumen akan kepuasan, sehingga output yang dihasilkan seharusnya dapat memuaskan konsumen. Oleh karena itu produk bisa diartikan sebagai kepuasan yang ditawarkan produsen (perusahaan) kepada konsumen. Untuk dapat mencapai maksud tersebut maka sudah selayaknya perusahaan memfokuskan diri pada pengembangan keunggulan bersaing melalui strategi bisnis, diantaranya pembedaan (diferensiasi), biaya rendah (kepemimpinan biaya) , respon cepat (rapid respon) atau konmbinasi diantaranya ketiga strategi tersebut.
Suatu produk yang diciptakan baik berupa barang atau jasa pada umumnya mengalami tahapan kehidupan produk (PLC = Product Life Cycle) melalui empat tahapan seperti yang terlihat dalam gambar berikut:
10
Keterangan:
I (Introduction) = tahap perkenalan
G (growth) = tahap pertumbuhan
M (Maturity) = tahap kedewasaan
D (Decline) = tahap penurunan
2. AnalisisProduk berdasarkan nilai (Product by value analysis)
Berdasarkan prinsip pareto yaitu “focus pada permasalahan yang sedikit tetapi penting”, maka memilih desain produk yang cocok seharusnya mengacu pada prinsip tersebut. Sehingga perlu menerapkan analisa produk berdasarkan nilai (product by value analysis) yaitu mengurutkan produk dari yang tertinggi ke yang terendah berdasarkan kontribusi niali uang dari masing-masing produk bagi perusahaan. Analisis tersebut juga mengurutkan kontribusi pendapatan total tahiunan dari tiap produk, sehingga apabila kontribusi per unit rendah mungkin akan terlihat berbeda jika tingkat penjualannya tinggi.
2.1.1. Penciptaan Produk Baru
Produk yang dihasilkan perusahaan, dalam perjalanannya tentunya mengalami tahapan seperti yang sesuai siklus hidupnya, sehingga pemilihan produk, pendefinisian produk maupun desain
11
produk perlu secara terus menerus diperbaharui . Oleh karenanya mengetahui bagaimana menciptakan dan mengembangkan produk baru dengan berhasil sudah merupakan suatu kewajiban perusahaan yang ingin terus hidup.
2.1.2.1. Peluang Penciptaan Produk Baru
Keadaan yang memberikan peluang munculnya produk baru diantaranya adalah:
a. Pemahaman Konsumen
b. Perubahan Ekonomi
c. Perubahan Sosiologis dan demografis
d. Perubahan Teknologi
e. Perubahan Politik/Peraturan
f. Perubahan yang lain seperti: praktek di pasar, standar profesi, supplier, distributor
2.1.2.2. Pentingnya Produk Baru
Perusahana perlu terus menerus melakukan upaya penciptaan produk baru atau pembaharuan produk karena untuk dapat mengimbangi persaingan yang dihadapi diantaranya produk substitusi maupun perubahan
12
kebutuhan dan keinginan konsumen. Walaupun pada kenyataannya seringkali produk baru banyak yang gagal untuk dapat dipasarkan akan tetapi usaha yang terus-menerus untuk memperkenalkan produk baru harus tetap dilakukan . Oleh karenanya seleksi produk, pendefinisian produk maupun desain produk sangat penting dilakukan terus menerus sehingga manajer operasi dan organisasinya harus memahami resiko kegagalan yang mungkin terjadi. Dan harus menampung banyak produk baru sementara aktifitas yang dijalankan tetap dilakukan.
2.1.2. Sistem Pengembangan Produk
Sistim pengembangan produk bukan hanya demi keberhasilan produk tetapi juga untuk kepentingan masa depan perusahaan. Oleh karena itu melakukan pengembangan produk memerlukan tahapan sebagai berikut:
2.1.2.1. Tahapan Pengembangan Produk
Ide yang bisa berasal dari berbagai sumber dari dalam perusahaan misalnya bagian Riset dan Pengembangan dan dari luar melalui pemahaman perilaku konsumen, persaingan, teknologi, pekerja, persediaan. Tahapan ini menjadi dasar untuk
13
memasuki pasar dan biasanya mengikuti strategi pemasaran yang dilakukan perusahaan.
a. Kemampuan yang dimiliki perusahaan untuk merealisasikan
ide. Dengan melakukan koordinasi dari berbagai bagian yang terkait di perusahaan yang bersangkutan.
b. Permintaan konsumen untuk menang dalam bersaing dengan
cara mengidentifikasi posisi dan manfaat produk yang diinginkan konsumen melaului atribut tentang produk.
c. Spesifikasi fungsional : Bagaimana suatu produk bisa
berfungsi? Dengan melalui identifikasi karakteristik
engineering produk, kemungkinan dibandingkan dengan produk dari pesaing.
d. Spesifikasi produk : Bagaimana produk dibuat? Melaui
spesifikasi fisik seperti ukuran, dimensi.
e. Review desain : Apakah spesifikasi produk sudah yang terbaik
dalam memenuhi kebutuhan konsumen ?
f. Review desain : Apakah spesifikasi produk sudah yang terbaik
dalam memenuhi kebutuhan konsumen ?
g. Tes pasar: Apakah produk memenuhi harapan konsumen ?
Untuk memastikan prospek ke depannya melalui perjualan dalam jumlah besar.
14
h. Perkenalan di pasar dengan memproduksi secara masal untuk
dipasarkan.
i. Evaluasi: untuk mengukur sukses atau gagal, karena apabila gagal secara cepat bisa diganti produk lain.yang lebih menguntungkan.
2.1.2.2. Quality Function Deployment (QFD)
Adalah suatu proses menetapkan keinginan pelanggan tentang “apa yang diinginkan konsumen” dan menterjemahkannya menjadi atribut “bagaimana agar tiap area fungsional dapat memahami dan melaksanakannya. Alat yang digunakan dalam QFD adalah rumah kualitas (house of quality) yaitu merupakan teknik grafis untuk menjelaskan hubungan antara keinginan konsumen dan produk (barang atau jasa). Ada enam langkah dasar untuk membuat produk kualitas yaitu:
1. Identifikasi keinginan konsumen.
2. Identifikasi bagaimana produk akan memuaskan
keinginan konsumen.
15
4. Identifikasi hubungan diantara sejumlah hal dalam
perusahaan pada konsep bagaimana pada
perusahaan.
5. Kembangkan tingkatan kepentingan.
6. Evaluasi produk pesaing.
2.1.2.3. Manufacturability dan Value Engineering
Adalah aktifitas yang menolong memperbaiki desain, produksi, pemeliharaan dan penggunaan sebuah produk. Hal ini dilakukan dengan tujuan antara lain:
a. Mengurangi kompleksitas produk.
b. Standardisasi tambahan dari komponen.
c. Perbaikan aspek fungsional produk.
d. Memperbaiki desain pekerjaan dan keamanan
pekerjaan.
e. Memperbaiki kemudahan pemeliharaan produk.
f. Desain yang tangguh
2.2Teori Metodologi Penelitian Kualitatif
Penelitian kualitatif adalah penelitian yang menangkap fakta-fakta atau fenomena yang ada di lapangan melalui pengamatan, kemudian
16
menganalisanya dan kemudian berupaya melakukan teorisasi berdasarkan apa yang di amati.
Dalam penelitian ini terdapat beberapa cara dalam pelaksanaannya, yakni:
A.Metode wawancara. Metode ini dibagi menjadi 2, yakni:
1. Metode wawancara mendalam adalah proses memperoleh keterangan
untuk tujuan penelitian dengan cara Tanya jawab sambil bertatap muka antara pewawancara dengan informan atau orang yang diwawancarai, dengan atau tanpa menggunakan pedoman wawancara, dimana pewawancara dan informan terlibat dalam kehidupan social yang relative lama.
2. Metode wawancara bertahap, bentuk wawancara kedua ini sedikit
lebih formal dan sistematik bila dibandingkan dengan wawancara mendalam, tetapi masih jauh tidak formal dan tidak sistematik bila dibandingkan dengan wawancara. Wawancara dilakukan bertahap dan pewawancara tidak harus terlibat dalam kehidupan social informan.
B. Metode observasi, yang terbagi menjadi:
1. Observasi partisipasi adalah pengumpulan data melalui observasi terhadap objek pengamatan dengan langsung , merasakan serta berada dalam akivitas kehidupan objek pengamatan.
17
2. Observasi tidak berstruktur adalah dilakukan tanpa struktur yang dimana oengamat harus mampu secara pribadi mengembangkan daya pengamatan dalam mengamati suati objek.
3. Observasi kelompok adalah observasi ini dilakukan secara
berkelompok terhadap suatu atau beberapa objek sekaligus.
C. Metode documenter, merupakan salah satu metode pengumpulan
data yang digunakan dalam metodologi penelitian social. Pada intinya, metode ini digunakan untuk menelusuri historis. Yang mencakup data documenter adalah: otobiografi, surat-surat pribadi, buku-buku, kliping, dokumen pemerintah maupun swasta, cerita roman atau rakyat, data di server dan flasdisk, data dari web, dst.
D. Metode bahan visual, “fotografi sebagai pesan yang tak
berkode”(Evans dan Hall, 1999:13).Bahan fotografi saat ini jenisnya bermacam-macam seperti foto, grafis, video, kartun, microfilm, slide, dst.
E. Metode penelusuran data online, adalah tata cara melakukan
penelusuran data melalui media online seperti internet atau media jaringan lainnya yang menyediakan fasilitas online, sehingga memungkinkan peneliti dapat memanfaatkan dat-informasi online
18
yang berupa data maupun informasi teori, secepat atau semudah mungkin, dan dapat dipertanggung jawabkan secara akademis.
2.3Teori Ergonomi
“Istilah “ergonomi” berasal dari bahasa latin yaitu ERGON (KERJA) dan NOMOS (HUKUM ALAM) dan dapat didefinisikan sebagai studi tentang aspek-aspek manusia dalam lingkungan yang ditinjau secara anatomi, fisiologi, psikologi, engineering, manajemen dan desain atau perancangan” (Nurmianto, 2008).
“Ergonomi adalah suatu cabang ilmu yang sistematis untuk memanfaatkan informasi-informasi mengenai sifat, kemampuan dan keterbatasan manusia untuk merancang suatu sistem kerja sehingga orang dapat hidup dan bekerja pada sistem itu dengan baik, yaitu mencapai tujuan yang diinginkan melalui pekerjaan itu dengan efektif, aman, dan nyaman “. (Sutalaksana, 1979)
Ergonomi berkenaan berkenaan pula dengan optimasi, efisiensi, kesehatan, keselamatan dan kenyamanan manusia ditempat kerja, di rumah, dan di tempat rekreasi. Ergonomi disebut juga sebagai Human Factors. Ergonomi juga digunakan oleh beberapa ahli pada bidangnya misalnya: ahli anatomi, arsitektur , perancangan produk, fisika, fisioterapi, terapi pekerjaan, psikologi, dan teknik industri (definisi ini berdasar pada
19
International Ergonomics Association). Ergonomic dapat berperan pula sebagai desain pekerjaan pada suatu organisasi, misalnya: penentuan jumlah jam istirahat, pemilihan jadwal pergantian waktu kerja, meningkatkan variasi pekerjaan. Ergonomi dapat pulaberperan sebagai desain perangkat lunak karena dengan semakin banyaknya pekerjaan yang berkaitan dengan komputer.
2.4Teori Estetika
"aesthetics is the branch of philosophy that is concerned with the analysis of concepts and the solutions of problems that arise when one contemplates aesthetic objects. Aesthetic objects, in turn, comprise all the objects of aesthetic experience; thus, it is only after aesthetic experience has been sufficiently characterized that one is able to delimit the class of aesthetic objects".( Hospers)
Teori Estetika pada dasarnya dapat dibagi menjadi 3, yaitu : 2.4.1. Teori Estetik Formil
Banyak berhubungan dengan seni klasik dan pemikiran-pemikiran klasik. Teori ini menyatakan bahwa keindahan luar bangunan menyangkut persoalan bentuk dan warna. Teori beranggapan bahwa keindahan merupakan hasil formil dari ketinggian, lebar, ukuran (dimensi) dan warna. Rasa indah
20
merupakan emosi langsung yang diakibatkan oleh bentuk tanpa memandang konsep-konsep lain. Teori ini menuntut konsep ideal yang absolut yang dituju oleh bentuk-bentuk indah, mengarah pada mistik.
2.4.2. Teori Estetik Ekspresionis
Teori menyebutkan bahwa keindahan tidak selalu terjelma dari bentuknya tetapi dari maksud dan tujuan atau ekspresinya. Teori ini beranggapan bahwa keindahan karya seni terutama tergantung pada apa yang diekspresikannya. Dalam arsitektur keindahan dihasilkan oleh ekspresi yang paling sempurna antara kekuatan gaya tarik dan kekuatan bahan (material). Kini anggapan dasar utama keindahan arsitektur adalah ekspresi fungsi atau kegunaan suatu bangunan.
2.4.3. Teori Estetik Psikologis
Menurut Teori ini keindahan mempunyai 3 aspek :
1. Keindahan dalam arsitektur merupakan irama yang
sederhana dan mudah. Dalam arsitektur pengamat merasa dirinya mengerjakan apa yang dilakukan bangunan dengan cara sederhana, mudah dan luwes.
21
2. Keindahan merupakan akibat dari emosi yang hanya dapat diperlihatkan dengan prosedur Psikoanalistik. Karya seni mendapat kekuatan keindahannya dari reaksi yang berbeda secara keseluruhan.
3. Keindahan merupakan akibat rasa kepuasan si pengamat
sendiri terhadap obyek yang dilihatnya.
Ketiga teori ini merupakan manifestasi untuk menerangkan keindahan dari macam-macam sudut pandang : secara mistik, emosional atau ilmiah intelektual.
Teori yang kemudian muncul, seperti dikutip Maryono (1982-81) antara lain adalah teori keindahan Obyektif dan Subyektif. Teori Obyektif berpendapat bahwa keindahan adalah sifat (kualitas) yang melekat pada obyek. Teori Subyektif mengemukakan bahwa keindahan hanyalah tanggapan perasaan pengamat dan tergantung pada persepsi pengamat.
Teori keindahan secara umum menurut dasar pemikiran Timur, seperti diuraikan Sachari (1988 : 29-33), antara lain didasarkan pada hubungan alam dengan semesta (Taoisme), manusia dengan masyarakat (Konfusianisme), hubungan manusia dengan yang mutlak (Budhisme). Keseimbangan alam merupakan ukuran keindahan menurut pemikiran Timur.
22 2.5Teori Modern
Perhiasan modern diawali pada tahun 1940, tepat setelah berakhirnya Perang Dunia ke 2, dengan ketertarikan dan kesenangan baru. Gerakan modern ini diawali oleh George Jensen dan beberapa seniman lainnya, yang menciptakan perhiasan yang dapat digunakan sehari-hari. Penemuan akan material baru seperti plastic, precious metal clay, teknik pewarnaan, yang membuat model perhiasan lebih kaya lagi. Keuntungan lainnya adalah, pemroduksian mutiara melalui ternak oleh Mikimoto Kokichi, dan peningkatan kualitas akan bebatuan seperti yang dilakukan moissanite. Yang membuat perhiasan memiliki nilai yang lebih ekonomis untuk dijual ke masyrakat yang lebih luas.
23
BAB III
KONSEP PERANCANGAN
3.1 Diagram Alir Proses Perancangan
Diagram alir merupakan gambaran utama yang dipergunakan untuk dasar dalam bertindak. Seperti halnya pada perancangan ini diperlukan suatu diagram alir yang bertujuan untuk mempermudah dalam perancangannya.
24
Metode perencanaan merujuk dari metode perencanaan menurut Pahl dan Beitz (Dharmawan,2004) yang terbagi menjadi empat tahap, yaitu:
3.1.1 Perencanaan dan Penjelasan Tugas
a. Mesin peniris minyak yang ada dipasaran kapasitas mesin sedikit, tetapi harganya mahal.
b. Penjelasan konsep Mesin peniris minyak ergonomis yang akan dibuat :
1. Mesin dibuat berukuran sedang sehingga praktis dan mudah dipindahkan.
2. Kapasitas mesin ± 2kg/20menit.
3. Mesin mampu berproduksi beberapa jam terus menerus.
4. Komponen mesin mudah dibongkar pasang.
c. Mengumpulkan informasi permasalahan dan kendala yang
dihadapi untuk mendapatkan solusi.
3.1.2 Perencanaan Konsep Produk
1. Sistem transmisi menggunakan V-belt dimaksudkan agar lebih mudah
dalam pembuatan dan penghematan biaya.
2. Kontruksi rangka dibuat kuat agar mampu menahan getaran.
25
4. Suku cadang komponen yang digunakan mudah didapat sehingga
mempermudah perbaikan dan perawatan.
3.1.3 Perencanaan Produk
a. Membuat sket awal konsep perancangan mesin peniris minyak ergonomis
b. Membuat daftar komponen yang akan dibuat.
c. Membuat layout awal semua komponen.
d. Mengkaji layout dengan mempertimbangan fungsi, bentuk,
material, dan produksi.
e. Memilih dan memakai suku cadang komponen yang banyak
tersedia dipasaran.
3.1.4 Perencanaan Detail
a. Membuat dan menyiapkan perancangan produk dalam bentuk
skema atau sket menjadi produk yang bentuk, material serta elemen-elemenya telah ditentukan.
b. Mengevaluasi produk hasil rancangan.
c. Menggunakan produk hasil rancangan yang telah dievaluasi
26 3.2 Pernyataan kebutuhan
Dalam perancangan Mesin Peniris Minyak ergonomis didasarkan pada kebutuhan untuk lebih meningkatkan produktifitas dan efektifitas penyediaan bahan baku. Mesin Peniris minyak ergonomis ini tidak memasangkan motor listrik yang dipasang secara vertikal tetapi posisi motor secara dipasang secara horisontal. Dan pengeluaran bahan sesudah penirisan tidak dilakukan secara manual yaitu menumpahkan dari tabung tetapi dengan menggunakan sistem pengeluara untuk mempermudah pengguna mesin peniris minyak ini.
Berdasarkan analisis tuntutan calon pengguna diperoleh beberapa pernyataan kebutuhan terhadap mesin tersebut antara lain:
1. Diperlukan konstruksi mesin yang kuat, kokoh dan dapat
dipindah-pindah.
2. Mesin mudah dalam penggunaan dan perawatannya.
3. Sumber tenaga motor listrik harus sebanding dengan kinerja mesin dan tidak boros biaya listrik.
Dibutuhkan sistem pengeluaran bahan sehabis ditiriskan sehingga mempermudah pengguna mesin peniris minyak ergonomis ini.
27 3.3 Analisis kebutuhan
Berdasarkan pernyataan kebutuhan di atas maka diperlukan beberapa langkah analisis kebutuhan untuk memperjelas tugas perencanaan mesin peniris minyak ergonomis.
Langkah-langkah analisis kebutuhan terdiri dari :
3.3.1 Spesifikasi Mesin
Mesin peniris minyak ergonomis yang dirancang memiliki dimensi panjang 1000 mm, lebar 420 mm, dan tinggi 650 mm. Motor listrik yang digunakan adalah 1/2 HP, 1400 rpm. Putaran yang dibutuhkan berkisar antara 500 rpm, sehingga tidak memerlukan reducer, cukup dengan pulley .Perbandingan pulley yang digunakan yaitu 4 : 7 dan roda gigi payung dengan perbandingan 10 : 16, sehingga putaran porosnya 500 rpm. Mesin peniris minyak ergonomis ini memiliki kapasitas produksi ± 40 kg/jam. Spesifikasi tersebut dipengaruhi oleh beberapa ketentuan pernyataan kebutuhan konsumen, yaitu : harga penjualan, kapasitas kerja dan daya motor penggerak.
3.3.2 Standar Penampilan
Mesin peniris minyak ergonomis ini memiliki tinggi 650 mm, diharapkan dapat memberi kemudahan dan kenyamanan bagi
28
operator saat pengoperasianya. Kerangka dibuat dari besi profil L ukuran 40 x 40 x 4 mm untuk menopang beban, baik beban dinamis maupun statis. Casing penutup dibuat buka-tutup dan tabung peniris dibuat tidak permanen sehingga mudah dibongkar pasang, yang bertujuan untuk mempermudah dalam proses perawatannya. Saklar diletakka pada tempat yang mudah untuk dijangkau sehingga mudah untuk mengoperasikannya dan tidak menggangu saat mesin bekerja.
3.3.3 Target Keunggulan Produk
Target yang ingin dicapai sebagai keunggulan pada perencanaan mesin peniris minyak ergonomis ini adalah :
a. Multifungsi, selain sebagai alat untuk meniris minyak dapat digunakan untuk penirisan segala macam goreng-gorengan.
b. Mudah dalam pengoperasian dan perawatan.
c. Mesin tidak bising dan tidak menimbulkan polusi (ramah
lingkungan).
d. Aman sehingga mampu mendukung efektivitas proses
produksi.
e. Mampu meningkatkan kapasitas hasil produksi.
f. Mempunyai ukuran dan bentuk yang sesuai dengan ruang
29 3.4 Pertimbangan perancangan
3.4.1 Pertimbangan Teknis
a. Kemudahan dalam pengoperasian mesin.
b. Konstruksi yang kuat dan proses pengerjaan yang baik untuk
menambah umur mesin.
c. Proses perakitan mesin relatif mudah sehingga perawatan dan perbaikan mesin dapat dilakukan dengan mudah dan murah.
3.4.2 Pertimbangan Ergonomis
a. Konstruksi mesin yang sederhana sehingga dapat memberikan
kemudahan pada saat pengoperasian mesin dan dapat memberikan nilai comfortable atau kenyamanan terhadap kinerja operator.
b. Mesin tidak menimbulkan getaran yang berlebihan ketika mesin dioperasikan.
3.4.3 Pertimbangan Lingkungan
Pertimbangan lingkungan ini didasarkan pada penggunaan alat yang pengoperasiannya tidak menimbulkan polusi serta
30
bising ataupun getar sehingga dapat memberikan kenyamanan calon pengguna.
3.4.4 Pertimbangan Keselamatan Kerja
Pertimbangan keselamatan kerja merupakan syarat ketentuan mesin untuk dapat dikatakan layak dipakai. Syarat tersebut dapat berupa perlindungan terhadap putaran tabung peniris/pemutar dan sistem kelistrikan pada bagian mesin yang berpotensi terhadap kecelakaan kerja.
3.5 Tuntutan perancangan 3.5.1 Tuntutan Spesifikasi
a. Motor listrik dipasang secara horisontal.
b. Mesin harus dapat meniriskan 2 kg bahan dalam waktu
kurang dari 30 menit.
c. Mesin menggunakan sistem pengeluaran bahan untuk mempermudah pengguna sesudah ditiriskan.
3.5.2 Tuntutan Konstruksi
a. Konstruksi harus kuat, kokoh, dan mudah dipindahkan.
b. Konstruksi mudah untuk dibongkar pasang.
31 3.5.3 Tuntutan Fungsi
a. Mesin peniris minyak ergonomis ini mampu meniriskan bahan gorengan berkapasitas ± 2 kg yang masih berkadar minyak tinggi dengan hasil yang baik atau kering.
b. Mesin peniris minyak ergonomis ini mampu meniriskan
dengan cepat.
c. Mesin peniris minyak ergonomis ini aman untuk makanan.
3.5.4 Tuntutan Pengoperasian
a. Pengoperasian tidak rumit.
b. Untuk mengoperasikan mesin peniris minyak ergonomis, cukup dengan menyalakan motor listrik sebagai penggerak utamanya.
c. Dan mengayunkan tabung putar untuk mengeluarkan bahan
gorengan
3.5.5 Tuntutan Keamanan
Komponen-komponen mesin yang berpotensi terhadap kecelakaan kerja operator dibutuhkan pelindung atau pengamanan dalam bentuk komponen yang sesuai. Konstruksi mesin peniris minyak ergonomis ini didesain sesuai dengan posisi kerja yang
32
aman dan nyaman, sehingga selamatannya bias terjamin. Komponen-komponen yang membahayakan pengguna seperti sabuk-V tertutup dengan cashing mesin. Selama proses penirisan mesin peniris , tidak menghasilkan sisa yang berbahaya. Sisa dari proses penirisan gorengan hanya menghasilkan minyak yang keluar dari tabung putar menuju pipa saluran minyak dan yang tidak ikut tercampur .
3.5.6 Tuntutan Ergonomis
a. Mesin tidak memerlukan ruangan yang luas karena ukurannya
tidak terlalu besar.
b. Mesin tersebut dapat dipindah-pindah tempat sesuai dengan
keadaan dan kebutuhan.
c. Mesin dapat dioprasikan tanpa menguras tenaga saat
pengambilan bahan yang sudah di tiris
3.5.7 Tuntutan Lingkungan
a. Mesin tidak menimbulkan polusi.
33 BAB IV
UJI COBA DAN ANALISIS
4.1Pemilihan Bahan
Pemilihan bahan dan konstruksi harus benar-benar diperhatikan, dengan demikian akan mendapatkan kerja yang optimal dan umur mesin yang panjang. Dalam pembuatan Mesin peniris minyak Ergonomis menggunakan bahan sebagai berikut:
4.1.1 Pemilihan Bahan Poros
Poros adalah bagian dari sistem transmisi Mesin peniris minyak Ergonomis. Putaran dari motor listrik diteruskan puli dan sabuk-V kemudian ke poros. Poros ini berfungsi sebagai penerus putaran puli. Untuk membuat poros diperlukan bahan dasar poros pejal dengan stress tensile 37 mm2.
4.1.2 Pemilihan Bahan Tabung
Tabung pada Mesin peniris minyake rgonomis merupakan komponen yang berfungsi sebagai tempat penirisan minyak. Bahan yang dipakai untuk tabung ini adalah stainless steel dengan ketebalan 0,8 mm, dimensi tabung peniris adalah dengan panjang 520 mm
34
dan diameter 410 mm, sedangkan untuk tabung penampung minyak adalah dengan panjang 640 mm dan diameter 510 mm. Menggunakan bahan stainless steel yaitu :
a. Memiliki daya tahan tinggi terhadap korosi.
b. Memberikan penampilan menarik dengan kualitas tinggi dalam
berbagai aplikasi.
c. Kemampuan stainless steel untuk dapat dengan mudah dibersihkan
memberikan keuntungan higienis yang besar.
4.1.3 Pemilihan Bahan Rangka Putar
Rangka pemutar tabung putar berfungsi sebagai penopang tabung putar mesin peniris minyak. Bahan yang digunakan adalah pipa stainless steel yang tahan terhadap korosi dan aman untuk makanan, pipa ini memiliki ketebalan 0,8 mm dan diameter luar 1 inch. Dimensi rangka putar adalah dengan tinggi 470 mm dan diameter rangka putar 408,4 mm.
4.1.4 Pemilihan Bahan Rangka Mesin
Rangka merupakan suatu komponen yang harus ada pada mesin peniris , hal ini dikarenakan rangka merupakan penopang komponen-komponen yang ada pada mesin peniris
35
minyak ergonomis. Kontruksi dari rangka Mesin peniris kacang telur harus kokoh.
Gambar 3, Profil L
bahan Rangka pada mesin peniris minyak ergonomis dipilih menggunakan besi baja profil L dengan ukuran 40mm x 40mm x 4mm. Dengan dimensi rangka mesin 1000 x 620 x 1218 mm.
36 4.2Analisis Teknik
Analisa teknik merupakan proses evaluasi yang dibutuhkan dalam perencanaan peniris minyak ergonomis. Berikut diagram perencanaan:
Mulai
Desain morfologi yang diterapkan:
1. Desain penampung kacang berkapasitas mampu 10 kg
2. Tabung penampungan kacang telur menggunakan gaya sentrifugal
Gaya sentrifugal yang dibutuhkan Daya motor yang dibutuhkan Pemilihan transmisi yang dibutuhkan
Puli dan Sabuk V Poros transmisi
Poros vertikal Tabung peniris minyak
Rangka
Gambar 4. Diagram Alir Proses Perancangan Mesin Peniris Survei produksi gorengan:
1. Minyak masih berkadar tinggi
2. Proses penirisan masih secara diangin-anginkan butuh mesin penirisan 3. Sekali penggorengan dilakukan sekitar 8kg butuh waktu untuk ditiriskan 2jam
Desain berbentuk tabung yang diputar
Diletakkan dipusat diameter tabung berupa poros
37 4.2.1 Tabung Putar Penampung
Tabung putar berfungsi untuk tempat penampugan berkapasitas sebesar 2 kg. Berdasarkan berat dan volume yang dibutuhkan oleh tabung adalah dengan pengukuran 1 kg abon setara dengan volume 1,25 liter ( data dari hasil uji alat ). Jadi jika 10 kg abon volume yang dibutuhkan 12,5 liter. Tetapi sesuai standar dipasaran ukuran tampungan dibuat lebih besar menjadi 65,7 liter dengan diameter tabung 410 mm.
Tabel 1 . Ukuran Tabung Penirisan di pasaran
A B
Kapasitas 5 kg 25 kg
Diameter Tabung 33 cm 56 cm
(www.situsmesin.com )
Dengan adanya data tabel diatas maka perencanaan tabung untuk meniriskan minyak dapat dilihat pada gambar.
38
Gambar 5. Tabung Dalam Peniris Minyak Ergonomis
Maka perhitungan volume tabung putar yaitu : V = V tabung atas + V kerucut bawah
r1 2 t – (( r2 (t1 – t2)) – ( 2 2 t2))
= 3,14 . 2052 . 420 + (( 3,14.2052.410) – ( 3,14.1552.310))
= 65661586,66 mm3
= 65,66158666 dm3 = 65,7 Liter
Jadi 65,7 Liter > 12,5 Liter mampu menampung 2 kg bahan. Dan dengan tabung yang lebih besar dari 12,5 Liter penirisan semakin baik.
39 4.2.2 Kecepatan Putar
Kecepatan putar hasil reduksi untuk meniriskan bahan 2 kg sebesar 420 rpm ( data dari hasil uji alat ) dan tabung untuk meniriskan bahan berdiameter 410 mm. Ukuran jari-jari tabung pemutar dan posisi bahan pada saat diputar dapat dilihat pada Gambar.
Gambar 6.Posisi bahan saat tabung berputar.
Diketahui :
1)Rtabung putar = 205 mm
2)Dtabung putar = 2R = 2 . 205 = 410 mm
3)n4 = 420 rpm
Rumus :
V = (Sudarso dan Kiyokatsu Suga, 2004 : 238)
V =
40 4.2.3 Perencanaan gaya sentrifugal
Gaya sentrifugal adalah gaya yang arahnya keluar dari pusat lingkaran. ( Bob foster 2006 : 94 ). Untuk mendapatkan tegangan yang bekerja pada tabung maka dibutuhkan tekanan (preasure) yang berada di setiap bidang sisi tabung dengan acuan 1 titik gaya yang bekerja pada sudut 36˚ dan kecepatan tabung putar pada beban 10 kg adalah 9,1 m/s pada putaran 420 rpm. Jadi gaya entrifugal yang terjadi:
Gambar 7. Tabung Peniris Minyak Ergonomis Rumus :
F = m . (Bob Foster, 2004:93)
= 1 kg .
41
Jadi tegangan yang terjadi akibat penirisan minyak dinyatakan aman karena tegangan bahan lebih besar dari tegangan yang bekerja pada tabung. 515 Mpa > 0,09571834 Mpa. Bahan yang digunakan adalah austenitic stainless steel dengan ketebalan plat 0,8 mm mampu memberikan tampilan yang menarik, awet dan aman untuk makanan.
4.2.4 Daya Rencana Motor Listrik
Torsi dari putaran tabung Mesin Peniris Minyak Ergonomis dengan beban 2kg dan diameter tabung 410mm, yaitu:
T = F x r
= 2kg x 205mm = 405 Kgmm
Daya motor listrik yang digunakan untuk memutarkan poros yaitu dengan mencari torsi motor listrik dari daya 0,5 HP pada putaran 1400 rpm yaitu :
Pmotor = 2 . . n . Tmotor
0,5 HP = 2 x 3,14 x x Tmotor
Maka : Tmotor = = 2,54 Kgm = 2540 Kgmm
Jadi Torsi yang terjadi pada Mesin Peniris Minyak Ergonomis lebih kecil dari torsi pada motor listrik, yaitu 2050 kgmm < 2540
42
kgmm maka motor listrik 0,5 HP mampu untuk memutarkan tabung peniris pada Mesin Peniris Minyak Ergonomis.
Dan daya motor minimal yang dibutuhkan untuk memutar tabung peniris miyak Ergonomis pada putaran 420 Rpm (data dari uji alat) yaitu : Pmotor = 2 . . n .Tmotor = 2 x 3,14 x x 2,54 Kgm = 2 x 3,14 x 7 putaran/detik x 2,54 Kgm = 111,66 watt = 0,149 Hp
Dari hasil perhitungan diatas maka tabung tersebut dapat berputar minimal memiliki daya 0,149 Hp, namun dalam penggunaan motor listrik untuk mesin peniris minyak Ergonomis ini menggunakan daya 0,5 Hp, karena memanfaatkan motor listrik yang sudah ada.
4.2.5 Perancangan Sistem Transmisi
Mesin peniris minyak ergonomis memiliki sistem transmisi yang terdiri dari puli dan sabuk V, dan roda gigi payung. Putaran yang direduksi oleh sistem transmisi ini adalah 1400 rpm menjadi
43
500 rpm. Dari motor listrik menuju puli yaitu 800 rpm kemudian dilanjutkan ke roda gigi payung sehingga putaran akhirnya adalah 500 rpm. Berikut gambar sistem transmisi mesin dapat dlihat pada gambar.
Gambar 8. Sistem Transmisi Mesin Peniris
Sistem transmisi ini terdiri dari motor-puli dan sabuk V-roda gigi payung. Reduksi putaran yang terjadi pada transmisi mesin peniris minyak ergonomis telur ini terdiri dari :
a. Transmisi sabuk V Rumus:
n1 . d1 = n2 . d2 (Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004 : 166)
44
Maka :
nporos bawah = n motor listrik
nporos bawah = 1400 = 800 rpm
Keterangan :
n1 = (nmotor listrik ) Putaran pada puli 1 n2 = (nporos bawah ) Putaran pada puli 2 d1 = Diameter puli 1
d2 = Diameter puli 2 b. Transmisi roda gigi payung
Rumus:
Z1 . n3 = Z2 . n4 (Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004:216)
n4 = Maka :
n
RG payung=n
poros bawah= 800 = 500 rpm
Keterangan:
z 1 = Jumlah gigi pada roda gigi payung 1
45
Z2 = Jumlah gigi pada roda gigi payung 2
n4 = Kecepatan putaran pada roda gigi payung 2
4.2.6 Perancangan Puli dan Sabuk V
Transmisi sabuk-V (lihat Gambar 26), digunakan untuk mereduksi putaran dari motor listrik (n1) = 1400 rpm menjadi n4 = 500 rpm. Daya rencana mesin peniris minyak kacang telur 0,5 Hp.
Proses perencanaan dan perhitungan sabuk-V dapat diamati melalui gambar.
Gambar 9. Puli dan Sabuk-V
Keterangan :
C = jarak sumbu poros
Dk = diameter luar puli yang digerakkan
46
1) T = 9,74 x 105 . (Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004:7)
T = 9,74 x 105 x T = 326,43 kg.mm Keterangan :
T = Momen punter (kg.mm)
2) Penampang sabuk-V tipe A
Dp = 7 in = 177,8 mm dan dp = 4 in = 101,6 mm
Diameter luar puli (dk , Dk)
dk = dp – (2 x 5,5) = 101,6 – (2 x 5,5) = 112,6 mm
Dk = dk – (2 x 5,5) = 177,8 – (2 x 5,5) = 188,8 mm
3) V =
(Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004:166)
V =
V = 7,444 m/detik
Keterangan : V = Kecepatan sabuk
4) 7,444 m/detik < 30 m/detik, baik
5) P = (Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004:171)
47
Fe =
Fe = 6,85 kg
Keterangan : Fe = Gaya tangensial sabuk –V
P = Kapasitas transmisi daya
6) L = 2C - (dp - Dp) - (Dp - dp)2
(Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004:170)
L = 2 X 300 – (101,6 – 177,8) - (177,8 – 101,6)2
L = 600 – 438,6 – 9,6 L = 1048,2 mm Keterangan:
L = Panjang keliling sabuk C = Jarak sumbu poros dp = Diameter puli keci Dp = Diameter puli besar
7) Nomor nominal sabuk-V = No.41, L = 1048,2 mm. 8) Jarak sumbu poros:
b = 2L – 3,14 (Dp – dp) (Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004:170)
= 2(1048,2) – 3,14 (177,8 – 101,6) = 1218,8 mm
48
C =
= 302 mm
Sudut Kontak (θ) :
Gambar 10. Sudut Kontak
= 180 o
– (Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004:173)
= 180 o –
= 165,7 o
faktor koreksi K θ = 0,96°
sedangkan sudut kontak antara sabuk dengan puli yang digerakkan adalah:
= 360 o - 165,7 o = 194,3 o
49
= = 3,38 radian
Dengan demikian besarnya gaya tarik pada sisi tarik sabuk F1 (kg) adalah:
e = 2.718 (merupakan bilangan natural)
ө = Sudut kontak antara sabuk dengan puli (radian) µ = Koefisien gesek bahan, diambil koefisien gesek = 0.25
F1 = x Fe
F1 = x 5,5 = 9,6 kg
Besarnya gaya tarik pada sisi kendor sabuk F2 (kg )
F2 = F1 - Fe
F2 = 9,6 – 6,85
F2 = 2,75 kg
Jadi besarnya gaya tarik total yang diterima poros akibat tarikan sabuk F (kg) adalah
F = F1 + F2
F = 9,6 + 2,75 F = 12,35 kg
9) Jumlah sabuk yang digunakan (N) = 1 buah 10) Daerah penyetelan sumbu poros (∆C, ∆Ct )
50
∆C = 20 mm ∆Ct = 25 mm
Dengan demikian, sabuk-v yang sesuai dengan tabel panjang sabuk V untuk sistem transmisi mesin peniris minyak ergonomis adalah sabuk tipe A no. 41 dengan jarak poros
4.2.7 Perancangan Roda Gigi Payung
Diketahui :
a. Z1 = 10
b. Z2 = 16
c. Sudut tekan ( ) = 90o
1. Perbandingan putaran gigi : = = 1,6 = i
2. Kecepatan keliling (v) Rumus :
V = (Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004:238)
V = , v = 0,2512 < 10 m/s (kecepatan rendah)
Keterangan :
51
d1= Diameter jarak bagi (mm)
n = Kecepatan putaran roda gigi (rpm)
3) Gaya Tangensial (F1)
Rumus :
Ft = 102 . P (Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004:238)
v Ft = 102 x 0,5 = 203,02 Kg 0, 2512 Keterangan : Ft = Gaya tangensial (kg) V = Kecepatan keliling (m/s) Pd = Daya rencana (kW)
4.2.8 Perancangan Poros Horisontal
Poros pada mesin peniris kacang telur meneruskan daya dari motor listrik sebesar 0,5 Hp. Hasil reduksi transmisi adalah 800 rpm sehingga poros berputar 800 rpm.
52
a) Momen rencana (T)
Rumus :
T = 9,74 x 105 P ( Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004 : 7) n2 T = 9,74 x 105 0,5 800 T = 608,75 kg.mm Keterangan : T = Momen puntir (kg.mm)
Pd = Daya yang direncanakan (kW)
n2 = Kecepatan putaran pada poros transmisi (rpm)
b) Bahan poros pada mesin peniris minyak kacang telur
menggunakan besi baja St 37 dengan kekuatan tarik (Ơ B) = 37
kg/mm2
Sf1 = 6,0, Sf2 = 3,0
Tegangan yang diijinkan (Ơa)
Rumus :
Ơa = ƠB (Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004 : 8)
Sf1 x Sf2 Ơa = 37 6 x 3 Ơa = 2,05 kg/mm2 Keterangan : ƠB = Kekuatan tarik (kg/mm2)
53
c) Reaksi-reaksi yang terjadi pada poros ( lihat gambar 15)
VA = 7 kg VD = 12 kg
VA = 7 kg VD = 12 kg
Gambar 12 . Reaksi gaya yang terjadi pada poros 1) ∑ V = 0 VA – VB – VC + VD = 0 7 – VB – VC + 12 = 0 VB + VC = 19 kg . . . (persamaan 1) 2) ∑ MB = 0 VA . 9 +VC . 40 – VD . 47 = 0 7 . 9 + VC . 40 – 12 . 47 = 0 40 VC = 564 – 63 VC = 501 = 12,5 kg ( ) 40 VB + VC = 19 kg . . . (persamaan 1) VB = 19 – 12,5 VB = 6,5 kg ( )
54
3) Normal Force (NFD), Shearing Force (SFD), Bending Moment
(BMD) poros. a) A – B NFX = 0 SFX = -7 BMX = -7 x x = 0 NFA = 0 SFA = -7 BMA = 0 X = 47,5 NF B = 0 SFB = -7 BM B = -7 . 9 = - 63 kg cm b) B – C
55 NFX = 0 SFX = -7 + VB = -7 + 6,65 = - 0,35 kg BMX = -7x + 6,65 (x – 9) X = 9 NFB = 0 SFB = - 0,35 kg BMB = - 63 kgcm X = 49 NFc = 0 SFC = - 0,35 kg BMC = -77 kgcm c) C – D 12 kg NFX = 0 SFX = 12 BMX = - 12x X = 0 NFD = 0 SFD = 12 kg BMD = 0
56
X = 7 NFC = 0
SFC = 12 kg
BMC = - 12 . 7
= - 84 kgcm
Gambar 13 . Diagram NFD pada poros
Gambar 14. Diagram SFD pada poros
57
d) Momen yang terjadi pada poros
1)MA = 0 2)MB = VA . 9 = 7 x 9 = 63 kg . cm ( ) 3)MC = VD . 7 = 12 x 7 = 84 kg . cm ( ) 4)MD = 0
Beban yang bekerja pada poros, umumnya adalah beban berulang. Berdasarkan macam beban serta sifatnya, maka dipakai satu rumus dengan memasukkan pengaruh kelelahan karena beban berulang. Faktor tersebut adalah Kt untuk momen puntir, sedangkan
untuk momen
Lentur yang tetap dipakai Km . Faktor Km yang diambil adalah 2 dan
faktor Kt diambil 2. e) Diameter Poros Diketahui : Km = 2 Kt = 2 Ơa = 2,05 kg/ mm2 M = 84 kg.cm = 840 kg.mm T = 608,75 kg.mm
58
Rumus :
ds ≥ * ( ) 2 + (KtT)2 ]1/3
(Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004 : 18 )
ds ≥ *( 2 + (2 x 840)2 ]1/3
ds ≥ 21,38 mm
Keterangan:
ds = Diameter poros (mm)
Ʈa = Tegangan geser yang diijinkan (kg/mm2)
Km= Faktor koreksi lentur
M = Momen lentur (kg.mm2) Kt= Faktor koreksi puntir
T = Momen puntir (kg.mm)
f) Tegangan yang terjadi pada poros
Rumus : Ʈhitung = Ʈhitung = Ʈhitung = 0,757 kg/mm2 Keterangan : T = Torsi/momen puntir (kg.mm)
59
Jadi poros dengan diameter 20 mm aman untuk digunakan. Hal ini dikarenakan Ʈhitung ≤ Ʈijin (aman) yaitu 0,757 kg/mm2≤ 2.05
kg/mm2. Ukuran ini dipilih karena menyesuaikan besarnya bantalan yang ada di pasaran, yaitu 20 mm.
g) Defleksi pada poros
Poros mengalami deformasi dikarenakan oleh adanya momen puntir. Besarnya defleksi puntiran dibatasi sampai 0,25 atau 0,3 derajat. Dalam hal baja ditentuka G modulus geser = 8,3x103 (kg/mm2)
= 548 (Sularso dan Kiyatsu Suga, 2004 : 18 )
= 548
= 584
= = 0,12 o
Keterangan : = defleksi puntiran T = momen puntir
L = panjang poros G = modulus geser ds = diameter poros
60
poros dinyatakan aman karena defleksi yang terjadi kurang dari defleksi ijin yaitu 0,12 ° ≤ 0,25 °
4.2.9 Perancangan Poros Vertikal
Poros vertikal mendapatkan beban dari tabung putar dan putaran mesin. Putaran poros ini 500 rpm untuk memutar 10 Kg kacang telur .
a. Momen puntir karna putaran motor P = 0,5 Hp
n = 500 rpm Rumus:
M = 9,74 x 105 . ( Suarso dan Kiyokatsu Suga, 2004 : 7)
= 9,74 x 105
= 974 kg.cm
b. Momen puntir karena kacang telur F = 10 kg
R = 11 mm T = F . r
61
c. Tegangan yang diijinkan (sa)
Rumus :
Ơa = (Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004 : 8)
Ơa = jadi Ơa = 2,05 kg/mm2 d) Diameter Poros Diketahui : Km = 2 M = 974 kg.mm Kt = 2 T = 110 kg.mm Ơa = 2,05 kg/ mm2 Rumus : ds ≥ * ( ) 2 + (KtT)2 ]1/3
(Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004 : 18 )
ds ≥ * ( ) ]1/3
ds ≥ 16,96 mm
Keterangan:
ds = Diameter poros (mm)
Ʈa = Tegangan geser yang diijinkan (kg/mm2)
Km= Faktor koreksi lentur
62
Kt= Faktor koreksi puntir
T = Momen puntir (kg.mm)
e) Tegangan yang terjadi pada poros
Rumus : Ʈhitung =
Ʈhitung =
Ʈhitung = 0,757 kg/mm2
Keterangan: T = Torsi/momen puntir (kg.mm)
Namun pada kenyataanya diameter poros yang dipakai adalah 22 mm karena menyesuaikan dengan pipa tabung putar yang
berdiameter luar 1 in.
4.2.10 Analisis Ekonomi
Penentuan dari harga Mesin Peniris Minyak Ergonomis dapat dilihat pada tabel .
Akumulasi Biaya Produksi Mesin Peniris Minyak Ergonomis Tabel 2. Akumulasi Biaya
Macam Biaya Macam Pekerja Bahan (Rp) Alat (Rp) Tenaga (Rp) Jumlah
63 A. Biaya Desain Survey 0 50.000 20.000 70.000 Analisis 0 50.000 30.000 80.000 Gambar 70.000 30.000 50.000 150.000 Jumlah 300.000
Macam Biaya Macam Komponen Biaya
Pembelian (Rp) Biaya Perakitan (Rp) Jumlah B. Biaya Pembelian Kompone n Motor Listrik 315.000 5.000 320.000
Puli tunggal 7” dan 4”
42.500 5.000 47.500
Bearing 134.000 5.000 139.000
V-Belt A 41 9.000 3.000 12.000
Roda gigi payung 50.000 5.000 55.000
Mur dan Baut 47.200 3.000 50.200
Cat dan Poxy 91.000 30.000 121.000
Kelistrikan 55.000 5.000 60.000
Jumlah 804.700
Macam Biaya Macam Eleme Bahan
Baku Bahan penolong Tenaga Kerja Jumlah C. Biaya Pembuata n Kompone n Rangka 375.000 18.000 70.000 463.000 Poros Utama 72.000 0 20.000 92.000 Poros Vertikal 125.000 0 20.000 145.000 Rangka Putar 73.500 45.000 30.000 148.500 Saluran Kacang 100.000 0 30.000 130.000 Tuas 50.000 0 30.000 80.000 Casing 64.000 0 15.000 99.000 Tabung Putar 270.000 0 50.000 320.000 Tabung Tetap 300.000 0 30.000 330.000 Jumlah 1.808.500
D. Biaya Non Produksi
Biaya Gudang (5% x C ) 90.425
Pajak Perusahaan ( 5% x
C ) 90.425
64
D. Laba yang
dikehendaki 10% x (A+B+C+D) 309.105
E. Taksiran Harga
Produk (A+B+C+D+E) 3400.155
Jadi harga yang dikehendaki untuk dijual adalah sebesar Rp 3.400.000,00
4.3Hasil dan Pembahasan 4.3.1 Daya Motor
Mesin peniris minyak ergonomis menggunakan daya motor berkisar minimal 0,149 HP yang mana sudah mencukupi akan daya kerja yang dibutuhkan. Sedangkan daya motor listrik yang ada dipasaran adalah 0,5 HP.
4.3.2 Sabuk dan Puli
Motor yang digunakan pada mesin peniris minyak ergonomis ini memiliki daya 0,5 HP dengan putaran 1400 rpm. Putaran yang direncanakan pada transmisi sabuk V adalah sebesar 800 rpm, sehingga dari hasil perhitungan diperoleh ukuran puli yang digunakan yaitu untuk puli pada poros 7 inchi sedangkan puli pada poros motor 4 inchi. Sedangkan untuk sabuk yang digunakan adalah sabuk-V tipe A no. 41 dengan jarak poros
65 4.3.3 Poros
Poros horisontal pada mesin peniris minyak Ergonomis meneruskan daya dari motor listrik sebesar 0,5 Hp. Poros berputar 800 Rpm dari hasil reduksi transmisi mesin peniris minyak ergonomis. Momen puntir yang dihasilkan poros adalah 608,75 kg.mm. Perencanaan poros menggunakan bahan St 37 dengan kekuatan tarik 37 kg/mm2. Dengan faktor koreksi Sf1= 6,0, Sf2= 3,0 tegangan yang
diijinkan pada poros 2,05 kg/mm2. Pada poros digunakan faktor Km
yang diambil adalah 2 dan faktor Kt diambil 2, sehingga didapat diameter poros ds ≥ 21,25 mm.
Pada mesin peniris minyak ergonomis digunakan poros diameter 22 mm karena menyesuaikan besarnya bantalan yang ada di pasaran, yaitu 22 mm. Tegangan yang terjadi sebesar 0,6 kg/mm2, jadi poros aman digunakan dikarenakan Ʈhitung = Ʈijin yaitu 0,6 kg/mm2 = 2.05
kg/mm2.
4.3.4 Roda Gigi Payung
Roda gigi payung pada mesin peniris minyak ergonomis mempunyai perbandingan gigi yaitu 5 : 8 dengan jumlah gigi 10 untuk roda gigi kecil dan 16 untuk roda gigi besar. Untuk roda gigi payung ini didapat dengan cara membeli.
66 4.3.5 Aspek Finansial
Biaya yang dikeluarkan untuk pembuatan Mesin Peniris Minyak Ergonomis ini totalnya mencapai Rp.3.400.000. Harga tersebut belum termasuk biaya perawatan dan biaya bila terjadi kerusakan.
4.4Uji Kinerja
Setelah dilakukan uji kinerja dari mesin peniris minyak ergonomis ini dapat disimpulkan bahwa mesin dapat bekerja maksimal sesuai dengan harapan. Kadar minyak dalam gorengan dapat dikurangi dengan maksimal , tetapi masih terdapat berbagai kekurangan dalam mesin ini.
Pengujian kinerja Mesin Peniris Minyak Ergonomis yaitu dengan membeli bahan keripik usus yang sudah kering dipasaran seberat 1,2 kg kemudian digoreng ulang agar terdapat minyak dan di timbang menjadi 1,4 kg. Jadi penirisan dinyatakan berhasil jika keripik yang masih berkadar minyak dengan berat 1,4 kg setelah ditiriskan akan berkurang beratnya menjadi berat semula yaitu 1,2 kg maka dinyatakan berhasil meniriskan minyak dengan baik.
Walaupun ada beberapa butir keripik yang hilang saat pengeluaran keripik dari penirisan mesin.
67
Tabel 3 . Data kinerja hasil penirisan minyak pada olahan gorengan
Waktu (Menit) Berat (Kg)
0 1,4
5 1,3
10 1,2
4.5Kelemahan – kelemahan
Setelah dilakukan pengujian terhadap fungsi dari mesin peniris minyak ergonomis ini ternyata masih memiliki beberapa kelemahan-kelemahan diantaranya:
1. proses pengeluaran bahan masih manual
