DESAIN MESIN PENGGILING KOPLAK (KOPI BIJI SALAK)
KAPASITAS 21 Kg/Jam
TUGAS AKHIR
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya
Oleh
DEBBY OKTOBER NARDO SINAGA
5133220004
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
i ABSTRAK
Debby Oktober Nardo Sinaga: Desain Mesin Penggiling KOPLAK (Kopi Biji Salak) Kapasitas 21 Kg/Jam. Tugas Akhir. Fakultas Teknik. Universitas Negeri Medan.
Biji salak merupakan salah satu limbah hasil pertanian yang sangat potensial dimanfaatkan untuk dijadikan bubuk kopi dengan manfaat diantaranya dapat menggempur hipertensi dan asam urat. Limbah biji salak digiling dengan cara ditumbuk menggunakan lesung (manual) dan membutuhkan waktu yang lama. Untuk itu diperoleh mesin penggiling yang dapat menjadikan biji salak menjadi serbuk biji salak dengan waktu yang singkat. Sehubungan hal tersebut, dalam tugas akhir ini akan dirancang suatu alat mesin penggiling biji salak dengan kapasitas 21 kg/jam dan dengan adanya mesin ini dapat mempersingkat waktu penggilingan. Pada perencanaan mesin penggiling biji salak kapasitas 21 kg/jam ini di desain dan direncanakan kontruksinya. Sistem pengerak, sistem transmisi, dan sistem penggiling biji salak di desain sesederhana mungkin tanpa mengurangi kekuatan bahan. Prinsip kerja mesin penggiling ini yaitu biji salak yang sudah kering dan di sangrai dimasukkan kedalam hopper penggiling, kemudian biji salak di pecah dan digiling, setelah itu serbuk biji salak keluar dari corong keluar mesin dan masuk ke wadah penampung. Pengujian mesin penggiling biji salak ini dilakukan dengan menggiling biji salak dengan massa 1000 gram dalam waktu 2,8 menit. Sehingga dari pengujian dapat ditentukan bahwa kapasitas mesin sebesar 21 kg/jam.
ii ABSTRACT
Debby Oktober Nardo Sinaga: The Design of Grinding Machine on KOPLAK (Snakefruit Seed Coffee) With Capacity of 21 Kg/Hour. Final Project. Faculty of Engineering, State University of Medan.
Snakefruit seed is one of waste agricultural potential to be exploited to the benefit of which the coffee powder can demolish hypertension and gout. Waste bark grain milled by means of pulverized using a mortar (manual) and takes a long time. For that obtained a grinding machine which can make seed into powder bark bark seed with a short time. Relation to the matters, in this thesis will be designed a machine tool bark bean grinder with a capacity of 21 kg/hour and with this machine can shorten the time grinding. In planning the bark seed grinder machine capacity of 21 kg/hour in the design and planned their construction. Drive systems, transmission systems, and systems bark seed grinder in the design as simple as possible without reducing the strength of the material. The working principle of this grinding machine is barking seeds that have been dried and roasted inserted into the grinder hopper, then barked in broken grains and milled, after the seed powder bark out of the funnel out the engine and into the container vessel. Testing bark bean grinder machine is done by grinding the seeds bark with a mass of 1000 grams in 2.8 minutes. So of testing can be determined that the engine capacity of 21 kg/hour.
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan kasih karunia-Nya yang telah memberi kekuatan, kesehatan dan segala sesuatu yang penulis terima dari-Nya, sehingga dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini dengan baik. Tugas Akhir dengan judul “DESAIN MESIN PENGGILING KOPLAK (KOPI BIJI SALAK) KAPASITAS 21 Kg/Jam”
ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program Studi Diploma III Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
Dalam proses penulisan tugas akhir ini, penulis mendapatkan banyak pengalaman yang sangat berharga, dimana seluruh pelajaran selama tiga tahun diterapkan langsung dalam penyusunan tugas akhir ini. Penulis juga menerima dukungan berupa saran, bimbingan, serta bantuan dari berbagai pihak selama menyelesaikan Tugas Akhir ini. Untuk itu, tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih khususnya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Harun Sitompul, M.Pd selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
2. Drs. Hidir Efendi, M.Pd selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Unimed. 3. Drs. Robert Silaban, M.Pd selaku ketua Prodi Teknik Mesin D-3 Unimed. 4. Bapak Ir. Firdaus, M.Kes selaku Dosen Pembimbing yang telah membimbing
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
iv
6. Terkhusus saya ucapkan terimakasih kepada Ayahanda P. Sinaga dan Ibuda N. Silalahi selaku Orang Tua penulis yang selalu memberi semangat dan dukungan baik dalam materi maupun dalam doa kepada penulis.
7. Rekan-rekan satu tim Tugas Akhir (TIM KOPLAK) yaitu Ramses Nainggolan dan Maranatha Sihite yang telah bekerjasama untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
8. Teman-teman Jurusan Teknik Mesin yang telah membantu menyelesaikan tugas akhir ini dan juga banyak memberi dukungan.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih terdapat kekurangan dalam penulisan, baik dari segi isi, maupun tata letak bahasa yang digunakan merupakan keterbatasan penulis. Dan penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga Laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan juga para pembaca, akhir kata penulis mengucapkan terimakasih.
Medan, 18 Januari 2017
Penulis,
Debby Oktober Nardo Sinaga
v
vi BAB III PERHITUNGAN DIMENSI
A. Pemilihan Bahan ... 18
1. Pemilihan Bahan Poros... 18
2. Pemilihan Bahan Casing Penggiling ... 18
3. Pemilihan Bahan Rangka Mesin ... 19
I. Perencanaan Penggiling ... 46
J. Perencanaan Kapasitas ... 49
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Dimensi Mesin ... 51
B. Komponen-Komponen Mesi ... 51
1. Rangka Mesin ... 51
2. Silinder Pemecah Biji ... 53
3. Poros Pemecah Biji... 54
4. Roll Gear (Penggiling Biji Salak)... 55
5. Puli ... 56
6. Pasak ... 59
7. Motor Penggerak ... 60
8. Sabuk ... 60
vii
C. Hasil Uji Fungsi ... 61 D. Hasil Uji Mesin ... 62
BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan ... 68 B. Saran ... 69
DAFTAR PUSTAKA ……….... 70
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Diameter Minimum Puli yang diiijinkan ... 29
Tabel 2. Ukuran Puli Mesin Penggiling Biji Salak... ... 31
Tabel 3. Ukuran Puli Yang Digunakan ... 53
Tabel 4. Spesifikasi Sabuk Pemecah Biji Salak ... 60
Tabel 5. Spesifikasi Sabuk Penggiling Biji Salak ... 61
Tabel 6. Hasil Uji Fungsi Komponen Mesin ... 62
Tabel 7. Hasil Pengujian Mesin ... 67
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Konstruksi Mesin Penggiling ... ... 8
Gambar 2. Hopper ... ... 9
Gambar 17. Rangka Mesin Penggiling ... ... 53
Gambar 18. Silinder Pemecah 1 ... ... 54
Gambar 19. Silinder Pemecah 2 ... ... 54
Gambar 20. Poros Penggerak Pemecah ... ... 55
x
Gambar 28. Pasak Benam ... ... 59
Gambar 29. Motor Listrik ... ... 60
Gambar 30. Massa Biji Salak ... ... 62
Gambar 31. Massa Gelas Ukur ... ... 63
Gambar 32. Massa Serbuk Biji Salak ... ... 64
Gambar 33. Penimbangan Akhir Serbuk Biji Salak Pengujian 1... ... 65
Gambar 34. Penimbangan Akhir Serbuk Biji Salak Pada pengujian 2 ... ... 65
Gambar 35. Penimbangan Akhir Serbuk Biji Salak Pada pengujian 3 ... ... 66
1 BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kurang lebih dari lima puluh persen penduduk Indonesia bermata pencaharian dari sektor pertanian. Oleh karena itu kegiatan pertanian haruslah menjadi kebanggaan kita, sebab dari dunia pertanian itulah produksi yang menghidupi sebagian besar bangsa ini berasal. Kegiatan dalam sektor pertanian merupakan salah satu kekuatan ekonomi kita. Karena jumlah penduduk kita terus bertambah dan kebutuhan pangan senantiasa meningkat secara terus menerus, menjadi tuntutan untuk terus meningkatkan produksi pertanian. Salah satu hasil produksi pertanian yang selalu meningkat adalah produksi salak.
Kecamatan Angkola Barat adalah salah satu kecamatan penghasil salak terbesar se-Indonesia dengan jumlah produksi 397.485 ton. Kecamatan Angkola Barat adalah sentra utama dimana di Kecamatan ini terkenal dengan pepatah “Salak sibakkua, dipangan sada mangido dua” (salak sibakkua dimakan satu, malah minta dua). Dan faktor pendukung meningkatnya produksi salak di kecamatan ini adalah antara lain, keunggulan sumber daya alam dan ketersedian lahan dan iklim di kecamatan ini yang cocok untuk pengembangan budi daya salak, sehingga memungkinkan Kecamatan ini untuk bercita-cita swasembada salak.
2
meningkatnya produksi olahan daging salak tersebut, sehingga menghasilkan limbah salak yang berlebih. Dan dengan meningkatnya biji salak yang dihasilkan, sehingga masyarakat yang hanya mengolah dagingnya saja kini sudah dapat mengolah bijinya untuk dijadikan bubuk kopi dengan manfaat diantaranya dapat menggempur hipertensi, asam urat serta melancarkan diare.
Proses pembuatan kopi biji salak ini dimulai dengan penjemuran biji salak sampai betul-betul kering, lalu biji salak tersebut di sangrai hingga biji salak berwarna hitam kecoklatan, setelah itu biji salak tersebut ditumbuk menggunakan lesung kemudian di blender dan disaring untuk proses pengemasan selanjutnya. Dan dengan proses pengolahan tersebut dalam sehari dapat menghasilkan 5 kg/hari. Dengan proses pengolahan biji salak yang tertera di atas memiliki kelemahan yaitu pada proses penggilingan yang menggunakan tiga tahapan sehingga dalam pengolahannya membutuhkan waktu yang lama dan menghasilkan sedikit bubuk kopi saja.
Dari penjelasan diatas dapat dikaji sebuah masalah bahwa dalam proses pembuatan kopi biji salak ini masih dengan cara tradisional dan membutuhkan waktu yang lama. Untuk meningkatkan hasil pengolahan dan mempersingkat penggilingan biji salak ini, maka dirancang suatu mesin yang mampu menggiling biji salak menjadi bubuk kopi. Mesin penggiling biji salak yang dirancang ini mampu meningkatkan hasil produksi dan mempersingkat waktu dalam penggilingannya jika permintaan pasar meningkat.
3
dengan menekan biaya perancangan sekecil mungkin agar dapat dimiliki oleh masyarakat industri rumahan.
B. Permasalahan
Berdasarkan uraian latar belakang diatas, maka perencanaan mesin ini dibuat berdasarkan permasalahan yang timbul dalam perencanaan mesin, yaitu : 1. Bagaimana sistem penggilingan biji salak agar dapat menjadi bubuk kopi. 2. Bagaimana rancangan mesin penggiling biji salak yang dapat bekerja secara
efisien dalam waktu singkat.
3. Berapa daya dan putaran penggerak yang digunakan.
C. Batasan Masalah
Karena luasnya permasalahan dalam perancangan mesin penggiling biji salak ini, penulis membatasi masalah yang akan dibahas dalam penulisan Tugas Akhir ini. Adapun hal-hal yang akan dibahas dalam penulisan Tugas Akhir ini sebagai berikut :
1. Sistem penggilingan biji salak agar dapat menjadi bubuk kopi.
2. Perancangan mesin penggiling biji salak yang bekerja secara efisien dalam waktu yang singkat.
4
D. Rumusan Masalah
Dari batasan masalah diatas dapat dirumuskan permasalahan yaitu sebagai berikut :
1. Bagaimanakah desain mesin penggiling agar biji salak menjadi bubuk kopi dan dapat bekerja secara efisien dalam waktu yang singkat?
E. Tujuan
Secara akademis tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan program Diploma III di Universitas Negeri Medan. Secara teknik tujuan dari penulisan dan perancangan ini adalah :
1. Mengetahui sistem penggilingan biji salak agar dapat menjadi bubuk kopi. 2. Untuk mengetahui komponen-komponen yang digunakan dalam perancangan
mesin penggiling biji salak.
3. Mendapatkan desain mesin penggiling biji salak yang efisien dalam waktu singkat.
4. Merencanakan konstruksi mesin penggiling yang aman bagi pengguna.
F. Manfaat
Adapun manfaat yang dapat diperoleh adalah sebagai berikut : 1. Bagi Mahasiswa
5
b. Sebagai suatu penerapan teori dan praktek kerja yang diperoleh dari bangku perkuliahan.
c. Manambah pengetahuan dalam menciptakan suatu karya teknologi tepat guna.
2. Bagi Universitas
a. Sebagai sarana meningkatkan kualitas sumber daya manusia bagi lulusan Universitas negeri Medan khususnya untuk program studi D3 Teknik Mesin.
3. Bagi Industri/Lembaga
a. Dapat menambah hasil produksi dan dapat menyesuaikan dengan permintaan yang ada.
68 BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Proses perancangan, pembuatan hingga pengujian dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Dimensi dari mesin penggiling biji salak sebagai berikut : a. Tinggi Mesin : 1010 mm
b. Panjang Mesin : 700 mm c. Lebar Mesin : 300 mm d. Berat : +100 kg e. Kapasitas : 21 kg/jam
2. Berdasarkan hasil perhitungan dan pengujian diperoleh bahwa 21 kg/jam biji salak yang akan digiling membutuhkan putaran 350 rpm.
3. Motor Penggerak Daya : 0,5 HP Putaran : 1400 rpm 4. Puli
Tabel 8. Ukuran Puli Mesin Penggiling Biji Salak
No. Pulli Ukuran (inch)
1. Puli motor (d1) 3 inch
2. Puli pemecah biji (d2) 8 inch
3. Puli penggerak penggiling (d3) 5 inch
69
B. Saran
Didalam suatu perencanaan yang baik, konstruksi mesin diharapkan menggunakan bahan yang sesuai dengan kriteria atau syarat kekuatan bahan yang diijinkan, agar konstruksi tersebut aman dan bertahan lama dan berkualitas.
Pada waktu pengoperasian mesin perlu diperhatikan hal-hal berikut :
1. Sebelum menggunakan mesin periksa terlebih dahulu kondisi mesin, terutama kebersihan mesin.
2. Untuk keselamatan mesin dan operator mesin, jangan memasukkan benda-benda keras kedalam hopper (corong masukan) penggiling.
3. Untuk menjaga umur mesin, bersihkan mesin setiap selesai penggunaannya. Membersihkan mesin walaupun kelihatannya mudah dan sederhana namun merupakan salah satu pemeliharaan mesin.
4. Melakukan perawatan secara berkala misalnya: pelumasan pada mesin guna melindungi mesin dari korosi dan keawetan mesin.
Kekurangan dari mesin penggiling biji salak ini yaitu :
70
DAFTAR PUSTAKA
Creamer, Robert H. (1984). Machine Design. United Stated: Wesley Publishing Company.
Hanoto. (1981). Mekanika Teknik. TEDC:Bandung
Karta, I.W., Eva Susila, L.A., Mastra, I.N. Asnawa, P.G. (2015). Kandungan Gizi Pada Kopi Biji Salak. Denpasar: Jurnal Virgin.
Shigley, Joseph E, (1984). Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta : Erlangga.
Sato,Takesi, (2000). Menggambar Mesin Menurut Standar Iso. Jakarta: Pradnya Paramita.
Sularso dan Kiyokatsu Suga. (1978). Dasar – Dasar Pemilihan dan Perencanaan Elemen Mesin. Jakarta : PT. Pradya Paramita.
