1
DESAIN MESIN PEMECAH CANGKANG BIJI PALA
DENGAN SISTIM TRANSMISI KAPASITAS 25 KG/JAM
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Ahlimadya Program Studi Teknik Mesin – D3
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin
Oleh
JIORDAN SITUMORANG
5123220010
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
ii ABSTRAK
Jiordan Situmorang: Desain Mesin Pemecah Cangkang Biji Pala Dengan Sistim Transmisi Kapasitas 25 Kg/Jam. Tugas Akhir. Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan. 2015
Perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan disetiap negara didunia akan mempengaruhi segala sektor perekonomian bagi setiap negara, salah satunya sektor pertanian. Seiring perkembangan tersebut Indonesia yang letak geografisnya sangat strategis membuat tanah Indonesia yang subur sehingga sektor pertaniannya menjadi hal utama perhatian negara. Untuk peningkatan sektor pertanian perlu digunakan sebagai penunjang produktifitas hasil pertanian seperti mesin pengolahan dasar, selanjutnya mesin pengolahan menjadi produk. Kebutuhan pengolahan diataslah yang mendorong untuk merancang mesin pengupas dasar. Yaitu mesin pemecah cangkang biji pala, mesin ini dirancang dengan penyatuan elemen-elemen seperti: motor penggerak, sabuk, pully, bearing, poros, corong masuk, pelontar bahan, corong keluar, baut pengikat. Perencanaan mesin ini mempunyai prinsip kerja, mesin dihidupkan kemudian pala yang dijemur ± 4 hari dimasukkan ke plat pelontar melalui corong masuk, lalu plat pelontar akan melontarkan/melemparkan biji pala ke plat dinding pemecah, akibat dari benturan antara kemiri dan dinding pemecah ini menyebabkan memisahnya biji pala dengan cangkang, selanjutnya biji pala dan cangkang yang telah pecah tersebut akan jatuh langsung ke corong keluaran. Kulit dan biji tersebut akan dilakukan penyortiran biji pala secara manual.
iii ABSTRACT
Jiordan Situmorang: Design machine nutmeg shell solver transmission system with a capacity of 25 kg/h. Final Project. Deparment of Mechanical Engineering Education. Faculty Of Engineering.State University of Medan. 2015
The development of technology and science in every country in the world will effect all sectors of the economy for each country,one of agricultural sector. Along these development that Indonesia is very strategic geographic location to make Indonesia a fertile soil so that farm sector the main thing to concern the state. To increase agricultural product suct as basic processing machinery and subsequently into a product. Above processing needs are encourage to design a hazelnut breaking machine elements such as belts, bearing, shaft, axis and sprocket, funnel in, hurling, funnel out, bolt, elecromotor energy sources, as well as skeletal designed as the bodywork. Planning this machine has a working principle, the machine is turned on and hazelnut is inserted into the input funnel will be accommodated grove the hazelnut will be throw into the wall. The hazelnut and shell will collision in the wall and make shell and hazelnut separated and the same time will be out from output hopper, walnut seeds will be collected the sieve machine then do sorting manually hazelnut seeds.
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat Rahmat dan karuniaNya yang telah memberikan kekuatan,kesehatan,dan waktu kepada Penulis sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik dan tepat pada waktunya.Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa untuk memenuhi tugas mata kuliah Tugas Akhir pada Fakultas Teknik di Universitas Negeri Medan. Dalam penulisan tugas akhir ini, dengan judul “Desain Mesin Pemecah Cangkang Biji Pala Dengan Sistim Transmisi
Kapasitas 25 Kg/Jam”, penulis mengalami banyak hambatan yang disebabkan oleh minimnya pengetahuan penulis dalam pengumpulan data dan dana yang kurang mencukupi selama menyusun tugas akhir ini. Namun atas bantuan dari berbagai pihak akhirnya penulisan tugas akhir ini dapat diselesaikan meski jauh dari kesempurnaan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada : 1. Dra. Hj. Rosnelli, M.Pd selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri
Medan
2. Bapak Prof. Dr. Sumarno, M.Pd, selaku Wakil Bidang Akademik Fakultas Teknik UNIMED.
3. Drs. Hidir Efendi, M.Pd. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Unimed
4. Drs.Robert Silaban,M.Pd selaku ketua Prodi Teknik Mesin D-3 Unimed dan juga selaku Dosen Pembimbing yang telah membimbing menyelesaikan Tugas Akhir ini.
6. Bapak Dr.Saut Purba, M.Pd selaku Dosen Pembimbing PKLI yang turut membantu menyelesaikan tugas akhir ini
7. Teristimewa saya ucapkan terima kasih kepada Ayahanda Situmorang dan Ibunda Simbolon selaku orangtua dari penulis dan keluarga Situmorang
yang telah banyak mendukung di dalam perkuliahan baik berupa doa, semangat, dan juga materi.
8. Teman-teman seperjuangan, terkhusus buat olan pardede mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Medan Stambuk 2012 dan tidak dapat disebutkan satu-persatu yang telah banyak membantu penyelesaian tugas akhir ini
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan dari Tugas Akhir ini. penulis berharap laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan para pembaca.
Medan, Januari 2016 Penulis,
vii
D.Rangka Mesin ... 53
E.Daya Penggerak ... 54
F. Pelontar Pala ... 54
G.Poros Pelontar ... 55
H.Reducer ... 56
I. Puli dan Sabuk-V ... 56
J. Roda Gigi Payung ... 57
K.Penyaring Pala ... 58
L. Saluran Keluar Penyaringan Pala ... 59
M.Bantalan ... 59
N.Pembuatan dan Perakitan Mesin ... 60
O.Pengujian Mesin ... 65
BAB V PENUTUP ... 70
A. Kesimpulan ... 70
B. Saran ... 70
DAFTAR PUSTAKA ... 72
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Bagian-Bagian Buah Pala………... 7
Gambar 2. Pala Dengan Kulit Kerasnya Sesudah Dikeringkan……….... 7
Gambar 3. Perbandingan Bagian-Bagian Buah Pala……… 9
Gambar 4. Konstruksi Mesin Pemecah Pala………. 13
Gambar 5. Konstruksi Mesin Pemecah Pala……… 14
Gambar 6. Puli………..………. 20
Gambar 7. Konstruksi Sabuk V………....……….. 21
Gambar 8. Tipe dan Ukuran Penampang Sabuk V...……… 22
Gambar 9. Nama Bagian-Bagian Roda Gigi Payung ……..……… 24
Gambar 10. Roda Gigi Payung Istimewa………... 25
Gambar 11. Bearing……… 26
Gambar 12. Baut dan Mur……….. 29
Gambar 13. Konstruksi Mesin Pemecah Pala………. 32
Gambar 14. Konstruksi Mesin Pemecah Pala ……… 32
Gambar 15. Corong Masukan………. 51
Gambar 16. Stator/Tabung Pelontar……… 52
Gambar 17. Hopper/Penyaluran Pala ………. 52
Gambar 18. Rangka Mesin ………. 53
Gambar 19. Daya Penggerak ……….. 54
Gambar 20. Piringan Pelontar ……… 55
Gambar 21. Poros Pelontar ………. 55
Gambar 22. Reducer ……….. 56
Gambar 23. Puli Penggerak ……… 57
Gambar 24. Puli Yang Digerakkan ……….………... 57
Gambar 25. Sabuk ………. 57
Gambar 27. Penyaring pala ………... 58
Gambar 28. Saluran Keluaran ……… 59
Gambar 29. Bantalan ………. 59
Gambar 30. Pembuatan Rangka Mesin ……….. 60
Gambar 31. Pembuatan Stator/Dinding Pemecah ……….. 61
Gambar 32. Pembuatan Penyaringan Pala ………. 62
Gambar 33. Pirirngan Pelontar ……….. 62
Gambar 34. Perakitan Komponen Mesin ………... 63
Gambar 35. Pengecetan Mesin Pemecah Pala ……… 64
Gambar 36. Uji Test Pertama Setelah Perakitan ……… 64
Gambar 37. Hasil Pengujian Pemecah Pala ……… 65
xi
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Persentase Berat Dari Bagian-Bagian Buah Pala………….... 8
Tabel 2. Komposisi Kimia Buah Pala……… 10
Tabel 3. Batang Baja Karbon Difinis Dingin Untuk Poros……… 16 Tabel 4. Perbedaan bantalan luncur dengan bantalan gelinding …….. 27
DAFTAR LAMPIRAN
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pala merupakan salah satu tanaman yang memiliki banyak kegunaan.Tanaman pala ini banyak sekali tumbuh di Indonesia karena sebagian wilayah di Indonesia merupakan daerah berlahan kering dengan curah hujan yang tinggi dan tidak banyak berubah sepanjang tahun.Luas lahan tanaman pala di Indonesia mencapai 1,47 juta hektar pada tahun 1990 yang sebagian besar merupakan perkebunan rakyat.
Pala dikenal sebagai tanaman rempah yang memiliki nilai ekonomis dan multiguna karena setiap bagian tanaman dapat dimanfaatkan dalam berbagai industri. Biji, fuli dan minyak pala merupakan komoditas ekspor dan digunakan dalam industri makanan dan minuman. Minyak yang berasal dari biji, fuli dan daun banyak digunakan untuk industry obat-obatan, parfum dan kosmetik. Buah pala berbentuk bulat berkulit kuning jika sudah tua, berdaging putih. Bijinya berkulit tipis agak keras berwarna hitam kecokelatan yang dibungkus fuli berwarna merah padam. Isi bijinya putih, bila dikeringkan menjadi kecokelatan gelap dengan aroma khas. Buah pala terdiri atas daging buah (77,8%), fuli (4%), tempurung (5,1%) dan biji (13,1%). Secara komersial biji pala dan fuli (mace) merupakan bagian terpenting dari buah pala dan dapat dibuat menjadi berbagai produk antara lain minyak atsiri dan oleoresin. Produk lain yang mungkin dibuat dari biji pala adalah mentega pala yaitu trimiristin yang dapat
2
digunakan untuk minyak makan dan industri kosmetik. Daging buah pala dapat dimanfaatkan untuk diolah menjadi manisan, asinan, dodol, selai,anggur dan sari buah (sirup) pala.
Berusaha tanaman pala memiliki prospek yang cukup cerah terutama jika berusaha dalam pengolahan biji pala.Jika biji pala masih dalam keadaaan “mentah” (belum diolah) harganya masih murah.Biji pala yang belum diolah disini adalah biji yang masih dalam kondisi yang kering.Apabila biji pala telah diolah,harganya dapat meningkat menjadi berlipat ganda.Hal ini yang belum disadari oleh pengusaha di Indonesia baik pengusaha besar atau pengusaha kecil.
Pemasaran biji pala ini sering dihadapkan pada persoalan kualitas.Kenyataan menunjukkan,masih banyak ditemukan daging pala yang hancur dan warnanya tidak putih.Penyebab utamanya adalah sebagian besar produk biji pala dihasilkan dengan menggunakan cara yang masih tradisional,misalnya dikeringkan setelah itu disimpan sampai rusak tanpa ada pengupasan kulit biji pala terlebih dahulu.
3
B. Rumusan Masalah
Dalam menyusun laporan tugas akhir ini disajikan beberapa hal yang dapat mendukung teori-teori yang dijadikan landasan didalam melaksanakan atau mewujudkan teori tersebut dalam praktek.
Batasan-batasan masalah yang akan dibahas antara lain :
1. Bagaimana mekanisme kerja pada mesin pemecah cangkang pala kapasitas 25 kg/jam.
2. Bagaimana konstruksi mesin pemecah cangkang pala kapasitas 25 kg/jam dengan pelontar yang akan didesain.
3. Bagaimana spesifikasi desain mesin pemecah cangkang pala dengan pelontar kapasitas 25 kg/jam.
C. Batasan Masalah
Berdasarkan rumusan masalah diatas maka penulis dapat membatasi pembahasan hanya pada :
1. Bagaimana mendesain mesin pemecah pala ini agar tidak mempersulit pengguna dalam mengoperasikannya?
2. Bagaimana perencanaan dan perhitungan-perhitungan pada komponen-komponen mesin pemecah pala agar mampu beroperasi dengan kapasitas maksimum dan kinerja yang maksimal?
4
1. Tujuan Umum
Adapun tujuan umum dari desain dari mesin pemecah cangkang pala dengan pelontar vertikal kapasitas 25 kg/jam adalah untuk mendesain konstruksi mesin, dengan pelontar penggerak,sistem penggerak, sistem transmisi.
2. Tujuan Khusus
Adapun tujuan khusus dari mesin pemecah cangkang pala kapasitas 25kg/jam yaitu:
a. Mendesain mesin dan konstruksi rangka mesin pemecah pala dengan menggunakan pelontar agar dapat membantu masyarakat dalam menjalankan usahanya
b. Pengujian dan proses pembuatan mesin pemecah cangkang biji pala ini agar dapat berfungsi secara maksimal dan mencapai kapasitas yang diharapkan. c. Merencanakan sistem penggerak pada mesin pemecah pala dengan pelontar
kapasitas 25 kg/jam. E. Manfaat
Laporan tugas akhir ini diharapkan dapat bermanfaaat bagi :
1. Universitas Negeri Medan sebagai lembaga pendidikan formal yang dapat memperkenalkan rancangan pemecah cangkang biji pala kepada masyarakat umum.
2. Mahasiswa yang akan membahas masalah yang sama untuk dijadikan masukan dan tambahan informasi atau sebagai bahan perbandingan.
5
4. Masyarakat secara umum dan petani pala secara khusus agar dapat mempermudah pekerjaan pemecah cangkang biji pala.
F. Teknik Pengumpulan Data
Teknik pengumpulan data digunakan penulis dalam penyusunan laporan tugas akhir adalah :
1. Studi literatur dengan mencari buku – buku yang ada dalam perpustakaan kampus Universitas Negeri Medan maupun sumber lain dari luar yang berkaitan dengan perancangan mesin tersebut.
2. Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing yang bersangkutan maupun dari pihak – pihak profesional yang dapat membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
67
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil perencanaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Mesin pemecah cangkang pala ini menggunakan motor listrik dengan putaran 1450 rpm,dan putaran untuk penyaring digunakan reducer yang fungsinya mengurangi putaran dari motor listrik.
2. Sistem penggerak dan sistem transmisi yang digunakan pada mesin pemecah pala kapasitas 25 kg/jam ini aman dan layak digunakan.
3. Recucer yang digunakan pada mesin pemecah cangkang pala ini adalah reducer yang memiliki perbandingan 1:50.
4. Hasil dari perhitungan perancangan ini didapat sebagai berikut: Putaran output pada motor listrik :1450 rpm
Daya maksimum :1 HP (0,735 kW)
Panjang poros :238 mm
B. Saran
Setelah melihat kontruksi mesin yang didesain dan dibuat, penulis menyarankan beberapa hal tindakan perbaikan untuk meningkatkan efisiensi mesin, yaitu :
68
1. Pada alat ini perlu dilakukan pengujian lebih lanjut terutama terhadap tingkat sempurnanya kekeringan biji pala agar pala nya bisa pecah secara utuh.
2. Memberikan pelumas pada bagian-bagian mesin yang bergerak seperti:reducer,poros dan bantalan.
3. Bagi mahasiswa yang nantinya akan merevisi mesin ini diharapkan bisa merancang sebuah model dan kapasitasnya lebih besar dan lebih baik secara proses pemisahan/penyaring yang lebih cepat dan efisien.
69
DAFTAR PUSTAKA
G Niemann. (1996). Elemen Mesin. (Anton Budiman: terjemahan), Jakarta: Erlangga.
Mott, Robert L. (2009).Elemen-Elemen Mesin Dalam Perancangan Mekanis Buku 1. Yogyakarta: Andi.
Sato, G. T. dan Hartanto, N. S. (1996). Menggambar Mesin Menurut Standar ISO. Jakarta: Pradnya Paramita.
Sularso dan Suga, K. (2013). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta: Pradnya Paramita.
Zainun Achmad. (1999). Elemen Mesin 1. Bandung : Refika Aditama.
