DESAIN PISAU PEMOTONG DAN PENAMBAHAN HOPPER
PADA ALAT PEMOTONG KENTANG BENTUK
FRENCH FRIES
SKRIPSI
OLEH :
SUPRIADI
DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
DESAIN PISAU PEMOTONG DAN PENAMBAHAN HOPPER
PADA ALAT PEMOTONG KENTANG BENTUK
FRENCH FRIES
SKRIPSI
OLEH :
SUPRIADI
040308003/TEKNIK PERTANIAN
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mendapatkan Gelar Sarjana Di Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing
(Taufik Rizaldi, STP, MP) (Ir. Edi Susanto, M.Si)
Ketua Anggota
DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
ABSTRAK
Permintaan kentang terus meningkat, seiring dengan perluasan segmen pasar, untuk makanan ringan dan makanan cepat saji seperti french fries. Kebutuhan kentang dalam negeri untuk pembuatan kentang goreng french fries masih di impor dalam bentuk kentang yang sudah terpotong berbentuk balok persegi yang dibekukan. Untuk skala penelitian, alat pemotong kentang berbentuk balok persegi telah dirancang dan dibuat oleh peneliti sebelumnya, tetapi masih ditemukan beberapa kelemahan yaitu pisau kurang tajam, tidak kontiniunya mekanisme pemasukan bahan dan terjadi pergerakan bebas bahan di ruang pemotongan. Penelitian ini dilakukan untuk meminimaliskan kelemahan tersebut dengan mengadakan beberapa modifikasi yaitu dengan penambahan hopper dan desain pisau pemotong dengan tujuan untuk menghasilkan unjuk kerja alat yang lebih baik. Pisau yang di desain kemudian di hitung gaya pemotongan yang terjadi pada mata pisau, sementara penambahan hopper bertujuan untuk mengurangi tenaga manusia. Untuk selanjutnya akan di hitung daya yang dibutuhkan untuk memotong kentang sebagai upaya memperbesar efisiensi alat. Dari hasil analisa yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa desain pisau dapat mengurangi persentase kerusakan hasil dan penambahan hopper masih belum mampu meningkatkan unjuk kerja alat yang lebih baik.
Kata kunci : desain pisau, hopper, gaya pemotongan, daya, efisiensi.
ABSTRACT
Increased demand of potato for snack and fast food like french fries is along with extension of market segment. The need of domestic potato for french fries is still imported in the form of freezed potato which have been cut in to square log. For research scale, an electrics french fries potatoes cutter have been design and made before, but some weakness was still found such as the knife was not skaxp, feeder not continiue and irreguler movement of product in cutting chamber. This research was to minimalize the weakness by hopper addition and blade design to increase the equipment performance. The aim of the hopper was to reduce man power. The cutting ability of the blade was calculated. Then cutting power was calculated to find the efficiency of the equipment. It can be concludes that the blade design reduce broken product and the hopper still not able to increase the equipment performance.
RINGKASAN PENELITIAN
Supriadi “Desain Pisau Pemotong dan Penambahan Hopper Pada Alat Pemotong Kentang Bentuk French Fries”, dibimbing oleh Taufik Rizaldi sebagai ketua dan Edi Susanto sebagai anggota.
Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Penelitian dilakukan dengan pengumpulan data, melakukan studi pustaka, melakukan eksperimen, survey ke lapangan tentang alat pemotong kentang bentuk french fries. Berdasarkan pada hasil pengamatan tersebut, maka alat ini dirancang kemudian dilakukan pengujian parameter dan dianalisis.
Pengamatan dan pengambilan data meliputi: kapasitas efektif alat (kg/jam), efisiensi pemotongan (%), persentase kerusakan hasil (%), dan analisis biaya pemotongan kentang (Rp/kg). Dari hasil penelitian yang dilakukan menghasilkan kesimpulan sebagai berikut.
Kapasitas Efektif Alat
Kapasitas efektif alat diperoleh dengan melakukan pemotongan kentang sebanyak tiga kali ulangan, kemudian dihitung kapasitas pemotongan kentang rata-rata. Dari hasil penelitian yang dilakukan, diperoleh bahwa kapasitas efektif rata-rata alat pemotong kentang bentuk french fries adalah 169,81 kg/jam.
Efisiensi Pemotongan
Persentase Kerusakan Hasil
Persentase kerusakan hasil dihitung dengan membagikan berat kentang yang rusak terhadap berat total kentang. Dari hasil penelitian yang dilakukan, diperoleh bahwa persentase kerusakan haasil rata-rata adalaah 11,8 %.
Biaya Pemotongan Kentang
RIWAYAT HIDUP
Supriadi, dilahirkan di Bah Jambi Pematangsiantar pada tanggal 10 Pebruari 1986 dari ayah Syabaruddin dan ibu Syaliyah. Penulis merupakan putra Keempat dari empat bersaudara.
Tahun 1998 penulis lulus dari SD Negeri 091568 Bah Jambi Pematangsiantar, dan melanjutkan pendidikan tingkat SLTP Negeri 2 Siantar Bangun dan lulus tahun 2001. Tahun 2004 penulis lulus dari SMU Negeri 4 Pematangsiantar dan pada tahun 2004 lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur SPMB. Penulis memilih program studi Teknik Pertanian, Departemen Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Adapun skripsi ini berjudul “Desain Pisau Pemotong dan Penambahan Hopper Pada Alat Pemotong Kentang Bentuk French Fries“ yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program Studi Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Taufik Rizaldi, STP, MP selaku ketua komisi pembimbing dan kepada Bapak Ir. Edi Susanto, M.Si selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada ayah, ibu serta seluruh keluarga yang telah memberi dukungan moril maupun materil termasuk teman-teman yang membantu penulisan skripsi ini.
Akhir kata penulis ucapkan terima kasih.
Medan, November 2008
DAFTAR ISI
Hal
ABSTRAK ... i
RINGKASAN PENELITIAN ... ii
RIWAYAT HIDUP ... iv
Mesin Pemotong Kentang Bentuk French fries... 11
Stainless steel ... 12
Metode Penelitian ... 23
Persiapan Penelitian ... 23
Prosedur Penelitian ... 24
Parameter yang Diamati ... 25
Kapasitas Efektif Alat ... 25
Efisiensi Pemotongan ... 25
Persentase Kerusakan Hasil ... 26
Analisis Ekonomi ... 26
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 29
Gaya yang Dibutuhkan untuk Memotong Kentang ... 31
Sistem Transmisi Daya ... 31
Daya yang Dibutuhkan untuk Memotong Kentang ... 31
Kapasitas Efektif Alat ... 33
Efisiensi Pemotongan ... 34
Persentase Kerusakan Hasil ... 35
Analisa Ekonomi ... 36
KESIMPULAN DAN SARAN ... 38
Kesimpulan ... 38
Saran ... 39
DAFTAR PUSTAKA ... 40
DAFTAR TABEL
Hal
1 Kandungan gizi kentang dalam 100 gram bahan ... 8 2 Syarat mutu kentang segar sesuai persyaratan yang diinginkan
DAFTAR GAMBAR
Hal
1 Konstruksi sabuk V ... 18
2 Pemotongan kentang dengan W = 1 kg ... 56
3 Pemotongan kentang dengan W = 3,5 kg ... 56
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
1 Bagan Alir Prosedur Penelitian ... 42
2 Prinsip Kerja Alat Pemotong Kentang Bentuk french fries ... 43
3 Rancang bangun alat pemotong kentang bentuk french fries ... 44
4 Spesifikasi Alat ... 48
5 Data Pengamatan Kekuatan Kentang ... 49
6 Data Pengamatan Pemotongan Kentang Bentuk french fries ... 50
7 Analisis Biaya Pokok ... 52
8 Tabel Panjang Sabuk-V Standar ... 54
9 Tabel Properties of Ferrous Metals ... 55
10 Gaya yang Dibutuhkan untuk Memotong Kentang ... 56
11 Ukuran Mesh (Lubang Ayakan) ... 58
12 Sistem Transmisi Daya ... 59
13 Daya yang digunakan untuk memotong kentang ... 63
14 Pemeliharaan dan Keselamatan Kerja ... 64
15 Kentang yang Terpotong Menurut Kelasnya ... 67
16 Alat Pemotong Kentang Bentuk french fries ... 69
17 Alat Pemotong Kentang ... 70
ABSTRAK
Permintaan kentang terus meningkat, seiring dengan perluasan segmen pasar, untuk makanan ringan dan makanan cepat saji seperti french fries. Kebutuhan kentang dalam negeri untuk pembuatan kentang goreng french fries masih di impor dalam bentuk kentang yang sudah terpotong berbentuk balok persegi yang dibekukan. Untuk skala penelitian, alat pemotong kentang berbentuk balok persegi telah dirancang dan dibuat oleh peneliti sebelumnya, tetapi masih ditemukan beberapa kelemahan yaitu pisau kurang tajam, tidak kontiniunya mekanisme pemasukan bahan dan terjadi pergerakan bebas bahan di ruang pemotongan. Penelitian ini dilakukan untuk meminimaliskan kelemahan tersebut dengan mengadakan beberapa modifikasi yaitu dengan penambahan hopper dan desain pisau pemotong dengan tujuan untuk menghasilkan unjuk kerja alat yang lebih baik. Pisau yang di desain kemudian di hitung gaya pemotongan yang terjadi pada mata pisau, sementara penambahan hopper bertujuan untuk mengurangi tenaga manusia. Untuk selanjutnya akan di hitung daya yang dibutuhkan untuk memotong kentang sebagai upaya memperbesar efisiensi alat. Dari hasil analisa yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa desain pisau dapat mengurangi persentase kerusakan hasil dan penambahan hopper masih belum mampu meningkatkan unjuk kerja alat yang lebih baik.
Kata kunci : desain pisau, hopper, gaya pemotongan, daya, efisiensi.
ABSTRACT
Increased demand of potato for snack and fast food like french fries is along with extension of market segment. The need of domestic potato for french fries is still imported in the form of freezed potato which have been cut in to square log. For research scale, an electrics french fries potatoes cutter have been design and made before, but some weakness was still found such as the knife was not skaxp, feeder not continiue and irreguler movement of product in cutting chamber. This research was to minimalize the weakness by hopper addition and blade design to increase the equipment performance. The aim of the hopper was to reduce man power. The cutting ability of the blade was calculated. Then cutting power was calculated to find the efficiency of the equipment. It can be concludes that the blade design reduce broken product and the hopper still not able to increase the equipment performance.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kentang merupakan salah satu komoditi hortikultura yang mempunyai nilai ekonomis yang tinggi. Kentang bukanlah makanan pokok kita sebagai bangsa Indonesia, tetapi jumlah konsumsinya cenderung meningkat, apalagi dengan menjamurnya restoran cepat saji. Ditambah lagi pabrik pengolahan kentang sangat membutuhkan kentang dalam jumlah banyak.
Permintaan kentang terus meningkat secara signifikan. Hal ini bukan hanya diakibatkan oleh pertambahan penduduk semata, tetapi juga karena segmen pasar yang semakin luas. Sekarang ini permintaan kentang untuk makanan ringan dan fast food meningkat tajam, sebagai contoh dalam hal ini dapat dilihat pada dua perusahaan besar yang saat ini mengolah kentang, yaitu Indofood dan Siantar Top. Keduanya kesulitan bahan baku sebagai produsen olahan kentang.
Kendala-kendala tersebut merupakan suatu peluang yang cukup besar dan dapat dimanfaatkan untuk memberikan income tambahan bagi petani kentang. Dalam hal ini, petani kentang tidak hanya dapat berperan sebagai pemasok kentang utuh, akan tetapi dapat pula disertai dengan kegiatan memasok kentang yang telah diubah bentuknya dari kentang utuh menjadi kentang bentuk french fries. Perlakuan yang dibutuhkan untuk membuat kentang bentuk french fries
tidaklah rumit, hanya dengan mengubah bentuk kentang bulat menjadi bentuk balok persegi. Pengubahan dilakukan dengan cara pemotongan, yaitu menggunakan pisau atau alat pemotong yang dikhususkan untuk memotong kentang bentuk french fries.
Berdasarkan hal di atas, telah dirancang dan dibuat alat pemotong kentang bentuk french fries oleh Koeswoyo (2007), namun masih terdapat beberapa kelemahan yaitu pisau kurang tajam, tidak kontiniunya mekanisme pemasukan bahan dan terjadi pergerakan bebas bahan di ruang pemotongan. Selanjutnya penulis mencoba meminimalkan kelemahan-kelemahan tersebut dengan melakukan desain pisau pemotong dan menambah hopper pada alat pemotong kentang bentuk french fries.
Tujuan Penelitian
Mendesain pisau pemotong dan penambahan hopper pada alat pemotong kentang bentuk french fries.
Kegunaan Penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Teknik Pertanian Departeman Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai alat pemotong kentang bentuk french fries.
3. Bagi masyarakat, sebagai alat bantu untuk pemotongan kentang bentuk
TINJAUAN PUSTAKA
Kentang
Kentang merupakan tanaman dikotil yang bersifat semusim dan berbentuk semak/herba. Batangnya yang berada di atas permukaan tanah ada yang berwarna hijau, kemerah-merahan, atau ungu tua. Akan tetapi, warna batang ini juga dipengaruhi oleh umur tanaman dan keadaan lingkungan. Pada kesuburan tanah yang lebih baik atau lebih kering, biasanya warna batang tanaman yang lebih tua akan lebih menyolok. Bagian bawah batangnya bisa berkayu. Sedangkan batang tanaman muda tidak berkayu sehingga tidak terlalu kuat dan mudah roboh
(www.iptek.net).
Varietas
Berdasarkan warna kulit dan daging kentang, terdapat 3 golongan kentang yaitu :
• Kentang kuning, merupakan kentang yang daging dan warna kulitnya bewarna kuning. Jenis ini terdiri dari beberapa varietas seperti cosima dan granola.
• Kentang putih, merupakan kentang yang daging dan kulitnya bewarna putih. Jenis ini terdiri dari beberapa varietas, seperti Diamant dan Atlantic. • Kentang merah, merupakan kentang yang daging dan kulitnya bewarna
merah. Jenis ini terdiri dari beberapa varietas, seperti Desiree.
Jenis kentang yang disukai konsumen adalah kentang kuning. Ini disebabkan karakteristik kentang kuning antara lain mempunyai rasa yang enak, gurih dan empuk serta sedikit berair. Beberapa varietas kentang yang ditanam dan diperdagangkan di Indonesia adalah :
Cosima
Varietas ini berasal dari Jerman, dengan karakteristik : • Daya produksi rata-rata 28 ton/ha
• Umur 100 hari setelah tanam
• Bentuk kentang bulat agak pipih dan daging berwarna kuning
• Keunggulan : tahan terhadap penyakit busuk daun (Phytophthora infestas) dan cocok ditanam pada segala musim
• Kelemahan : agak peka terhadap virus leafrol.
Patrones
Varietas ini diintroduksi dari Belanda, merupakan hasil persilangan (Bintje x Record) dan (Black 855 x Alpha). Karakteristik kentang patrones:
• Daya produksi tinggi
• Umur 100 hari setelah tanam
• Bentuk kentang bulat telu dan daging berwarna kuning
Cipanas
Varietas Cipanas merupakan hasil penelitian dalam negeri dari persilangan antara varietas Thung 151 C x Desiree. Karakteristik :
• Daya produksi rata-rata 24,9 ton/ha • Umur 95 -105 hari setelah tanam
• Bentuk kentang bulat dan kulit dan daging berwarna kuning • Mata dangkal dan kandungan pati sedang
• Keunggulan : tahan terhadap penyakit busuk daun (Phytophthora infestas) dan cocok ditanam pada segala musim
• Kelemahan : agak peka terhadap penyakit layu bakteri (Pseudomonas solanacearum) dan nematoda Meloidogyne sp.
Segunung
Varietas Segunung hampir sama dengan varietas Cipanas yaitu merupakan hasil persilangan antara varietas Thung 151 C x Desiree. Karakteristik :
• Daya produksi rata-rata ± 25 ton/ha
• Umur 100 hari setelah tanam
• Bentuk kentang bulat lonjong dengan ujung runcing dan kulit dan daging berwarna kuning
Granola
Varietas granola pengembangan areal tanamnya menyebar di Pulau Jawa dan Sumatera. Karakteristik :
• Daya produksi 20 - 40 ton/ha • Umur 100 -115 hari setelah tanam
• Bentuk kentang bulat lonjong dengan kulit dan daging berwarna kuning • Keunggulan : tahan terhadap penyakit virus A (Potato Virus A, PVA) dan
virus Y (PVY)
• Kelemahan : agak peka terhadap penyakit layu bakteri (Pseudomonas solanacearum) dan busuk daun.
Hertha
Varietas hertha berasal dari Belanda, di Indonesia terkenal dengan nama “kentang tes”.
Karakteristik :
• Daya produksi 22 - 29 ton/ha • Umur 90 -100 hari setelah tanam
• Bentuk kentang bulat lonjong dengan kulit dan daging berwarna kuning • Rasa empuk (pulen)
• Keunggulan : tahan terhadap penyakit virus Y
• Kelemahan : agak peka terhadap penyakit busuk daun..
Kandungan Gizi dan Manfaat Kentang
Kentang termasuk makanan pokok dunia, selain gandum, beras, dan terigu. Bagian utama tanaman kentang yang menjadi bahan makanan adalah umbinya. Kentang merupakan sumber karbohidrat yang mengandung vitamin dan mineral cukup tinggi. Komposisi utama kentang terdiri dari air 80 %, pati 18 %, dan protein 2 %. Kandungan gizi kentang disajikan pada Tabel 1 berikut.
Tabel 1. Kandungan gizi kentang dalam 100 gram bahan No Kandungan gizi
Jumlah
Sumber : *) Direktorat Gizi Depkes RI (1981).
**) Food and Nutrition Research Center, Handbook No. 1, Manila (1964)
(Setiadi dan Nurulhuda, 1993).
Kentang kini sudah dijadikan sebagai salah satu komoditi yang mendapat prioritas untuk dikembangkan. Beberapa alasan yang melatarbelakangi pentingnya pengembangan kentang di Indonesia adalah sebagai berikut:
samping beras, karena kaya karbohidrat, mengandung protein, vitamin, mineral dan unsur-unsur penting lainnya
b. Memiliki cita rasa tinggi serta sistem penyajian dalam bentuk siap saji dan cepat saji pada beberapa restoran di perkotaan, sehingga makin meningkatnya kentang dikonsumsi dalam bentuk french fries , baking potato dan mash potato
c. Kentang selain digunakan sebagai bahan pangan (salad, chip), juga sebagai bahan industri (pati, alkohol, dekstrim), pakan dan berpotensi untuk biofarmaka
d. Merupakan tanaman bernilai ekonomi tinggi yang dapat mendatangkan keuntungan bagi pengusaha industri makanan olahan, pedagang dan petani yang membudidayakannya.
(Gunarto, 2003).
Berdasarkan SNI 01-3175-1992, penggolongan kentang menurut ukuran berat dibagi menjadi 4 kelompok yaitu :
• Kecil : 50 gram ke bawah • Sedang : 51 – 100 gram • Besar : 101 – 300 gram • Sangat besar : 301 gram ke atas
Persyaratan mutu yang dinginkan segmen pasar, sesuai dengan SNI kentang dikelompokan dalam 4 kelas mutu (tabel 2).
Tabel 2. Syarat mutu kentang segar sesuai persyaratan yang diinginkan segmen pasar.
Karakteristik Syarat
Mutu A Mutu B Mutu C Mutu D Ukuran (gram) >301 100-300 50-100 <50 Tingkat keseragaman (%) 95-100 95-90 85-90 80-85 Keseragaman seragam seragam tidak seragam tidak seragam Kadar kotoran bebas bebas rendah rendah
Residu 0 0 0 0
Kentang Goreng
French fries berarti "kentang goreng ala Perancis”. Dalam bahasa Inggris, kata fry sebenarnya bisa berarti menggoreng dengan minyak sedikit (sauté) atau menggoreng di dalam minyak goreng yang banyak hingga terendam (deep frying). Sedangkan dalam bahasa Perancis, frire hanya berarti menggoreng di dalam minyak goreng yang banyak hingga terendam (www.google.com/wikipedia/kentang goreng, 2007).
Kentang goreng atau lebih dikenal dengan nama french fries adalah produk yang semuanya diimpor dari negara lain, seperti Amerika Serikat, Eropa atau Selandia Baru. Selain menggunakan kentang sebagai bahan baku, french fries
juga dilapisi oleh bahan-bahan lain, seperti lemak, bumbu-bumbuan, dan garam. Untuk menghasilkan tekstur yang keras dan tidak lembek tersebut kebanyakan digunakan lemak hewani, yaitu tallow (lemak sapi)
untuk french fries biasanya sudah mengalami proses penggorengan sebentar di pabrik, sehingga terlihat seperti dilapisi lemak nabati atau hewani. Beberapa merek kentang beku bahkan menambahkan rempah-rempah agar kentang sudah mempunyai rasa bumbu setelah digoreng (Andarwulan, 2007).
Mesin Pemotong Kentang Bentuk French fries
Mesin pemotong kentang bentuk french fries yang ada saat ini seperti
machine RG-400 adalah salah satu mesin pemotong kentang yang diproduksi oleh AB Hallde Maskiner Swedia. Mesin ini dapat digunakan untuk memotong dan mengiris berbagai bahan hasil pertanian seperti kubis, lettuce, tomat, wortel, apel, nenas dan lain-lain. Kapasitas kerja machine RG-400 adalah 10 - 40 kg/menit dengan kecepatan piringan pisau pemotong 400/200 rpm (50 Hz), 480/240 (60 Hz) dan diameter piringan pisau 215 mm. Mesin ini digerakkan dengan motor1.5 HP, tegangan 200-440 V dan frekuensi 50 – 60 Hz. Ketebalan produk hasil potongan untuk bentuk french fries dari machine RG-400 ini adalah 10 x 10 mm (Maskiner, 2007).
Stainless Steel
Stainless steel adalah baja yang mempunyai sifat ketahanan korosi yang tinggi sehingga pada aplikasinya banyak digunakan pada industri kimia, industri makanan, dan minuman, maupun industri peralatan rumah tangga. Stainless steel
merupakan paduan besi dengan minimal 12 % kromium. Komposisi ini membentuk protective layer (lapisan pelindung anti korosi) yang merupakan hasil oksidasi oksigen terhadap krom yang terjadi secara spontan (www.stainlesssteel88.com).
Stainless steel banyak diminati karena beberapa keunggulannya dibanding dengan jenis logam lainnnya, beberapa keunggulannya adalah:
• Tahan karat, sehingga membuat logam ini menjadi tahan lama dan ini juga berarti efisiensi biaya
• Tahan terhadap perubahan suhu, oleh karena itu logam inipun dapat diandalkan meskipun diluar ruangan
• Mudah dipabrikasi, logam ini juga mudah untuk dimodifikasi guna berbagai kepentingan
• Kuat, estetik, dan higienis
(www.stainlesssteel88.com).
Gaya Pemotongan
yang tertentu, kemudian meletakkan beban diatas pisau tersebut sehingga kentang terpotong. Dari percobaan ini akan didapat gaya geser yang dibutuhkan untuk memotong kentang, kemudian akan didapat tegangan gesernya dengan membagi gaya geser tersebut dengan luas bidang potong (Wibowo, 2003).
Daya Pemotongan
Tanpa kerugian gesekan, daya P pada poros penggerak akan seluruhnya dipindahkan ke poros yang digerakkan. Kalau momen yang bekerja dalam poros penggerak disebut M1dan momen dalam poros yang digerakkan disebut M2, maka
P = M1·ω1 = M2·ω2 ……… ..(1)
Dari sini didapati bahwa transmisi itu tidak hanya dapat diterapkan untuk memperkecil jumlah perputaran (transmisi perlambatan, I > 1), melainkan juga untuk memperbesar momen (misalnya pada mesin-angkat). Maka M2 menjadi = i ⋅ M1.
Sebenarnya memang ada kerugian. Karena itu daya poros yang digerakkan
P2 akan lebih kecil daripada daya poros penggerak P1. Dapat dimisalkan P2 = η⋅ P1, dimana η menunjukkan kalau efisiensi (rendemen) transmisi (η<1).
Jadi M2menjadi = η⋅i ⋅ M1 ………(3)
Elemen mesin
Motor listrik
Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini biasanya digunakan untuk menggerakkan imfeler pompa, fan, blower, kompresor dan lain-lain. Motor listrik juga digunakan di rumah (untuk menggerakkan mixer, bor listrik, kipas angin dan sebagainya) (www. Energiefficiencyasia.com)
Mesin-mesin yang dinamakan motor listrik dirancang untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanis, untuk menggerakkan berbagai peralatan, mesin-mesin dalam industri, pengangkutan dan lain-lain. Pada dasarnya motor listrik digunakan untuk menggerakkan elemen-elemen mesin, seperti puli, poros, dan sudu pelempar (Pratomo, 1983).
Poros
Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros.
Menurut pembebanannya, poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan sebagai berikut:
• Poros Transmisi
• Spindel
Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindle. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.
• Gandar
Poros seperti yang dipasang diantara roda-roda kreta barang, dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, disebut gandar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga.
(Sularso dan Suga, 2004).
Kopling
Reducer
Reducer digunakan untuk menurunkan putaran. Dalam hal ini perbandingan reducer putarannya dapat cukup tinggi.
Jarak yang jauh antara dua poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung dengan pasangan roda gigi. Dengan demikian, cara trasmisi putaran dan daya lain yang dapat diterapkan adalah dengan menggunakan sebuah sabuk atau rantai yang dibelitkan di sekeliling puli atau sproket pada poros. Jika pada suatu konstruksi mesin putaran puli penggerak dinyatakan N1 dengan diameter dp dan
puli yang digerakkan dinyatakan n2 dan diameternya Dp, maka perbandingan
putaran dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :
• Horisontal, Pemasangan puli dapat dilakukan dengan cara mendatar dimana pasangan puli terletak pada sumbu mendatar.
• Vertikal, Pemasangan puli dilakukan secara tegak dimana letak pasangan puli adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran pada bagian mekanisme serta penurunan umur sabuk.
(Mabie and Ocvirk, 1967).
Sabuk-V
Sabuk-V mempunyai penampang trapesium yang terbuat dari karet, tenunan atau semacamnya digunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. Sabuk-V dibelitkan di sekeliling alur puli yang berbentuk V. Selain koefisien gesek dan kekuatannya, harganya yang relatif murah membuat sabuk-V lebih sering dipakai (Sularso dan Suga, 2004).
Jarak sumbu poros C (mm) dapat dinyatakan sebagai berikut:
C =
Panjang sabuk L (mm) yang digunakan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut.
L = 2C + π (dp+Dp) + ¼ (Dp-dp)2 ……...(7) Dimana : L : Panjang sabuk
dp : Diameter pulli kecil Kecepatan linear sabuk-V, v (m/s) adalah :
V =
1000 60
1
x n x dp
………..(8)
(Sularso dan Suga, 2004).
Adapun kelebihan sabuk V adalah sebagai berikut : • Lebih kompak
• Slipnya relatif kecil • Operasinya lebih tenang
• Mampu meredam kejutan saat start
• Putaran poros dapat dalam dua arah • Posisi kedua poros dapat sembarang
Sedangkan kelemahan dari sabukV adalah sebegai berikut : • Tidak dapat digunakan pada jarak yang panjang • Umur lebih pendek
Gambar 1. Konstruksi Sabuk-V
Bantalan
METODOLOGI PENELITIAN
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara pada bulan November 2008.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan
Bahan-bahan yang akan digunakan adalah:
1. Kentang sebagai Bahan penelitian
2. Baut dan Mur, sebagai pengunci kontruksi alat 3. Kawat las, sebagai penyambung bahan besi 4. Plat besi, sebagai hopper
5. Plat tipis, sebagai klep
6. Stainless steel, sebagai pisau pemotong
Alat
Adapun alat-alat yang digunakan adalah: 1. Mesin las, untuk mengelas bahan besi
2. Mesin grinda, untuk memotong besi dan mempertajam pisau 3. Mesin bor, untuk melubangi besi
4. Gergaji besi, untuk memotong besi
7. Kalkulator, untuk menghitung data 8. Mistar, untuk mengukur dimensi alat 9. Timbangan, untuk menimbang kentang
10.Gelas ukur, untuk mengetahui berat jenis kentang
11.Stop watch, untuk menghitung waktu pemotongan kentang 12.Fruit Pressure Tester, untuk mengetahui kekuatan kentang
Komponen Utama Alat
Alat pemotong yang digunakan dalam penelitian ini memiliki beberapa komponen utama, yaitu :
1. Kerangka alat, terbuat dari baja profil ‘L’ dengan dimensi alat: panjang 82,5 cm, lebar 32 cm, dan tinggi 65 cm, fungsi dari kerangka adalah untuk menopang dan mendukung konstruksi alat dengan kokoh.
2. Piston, terbuat dari bahan pipa baja dengan panjang busur 6 cm dan panjang 16 cm, fungsi dari piston adalah sebagai penekan kentang yang akan dipotong ke mata pisau.
3. Silinder pemotong, terbuat dari pipa baja dengan diameter bagian dalam 8 cm, dan diameter luar 9 cm, panjang 38 cm, fungsi dari silinder pemotong adalah sebagai ruangan pemotong dan tempat peletakkan mata pisau.
4. Pisau, terbuat dari bahan stainlees steel yang berbentuk persegi dengan ukuran 7x7 mm, yang terletak pada sebuah rumah mata pisau dengan diameter dalam 8 cm, dan diameter luar 10 cm.
6. Reducer, perbandingan 1: 60, berfungsi mengurangi kecepatan putaran motor listrik.
7. Pulley, puli yang digunakan jenis alur V dengan diameter 7 inci pada reduser dan 10 inci pada bagian yang akan digunakan pada bagian yang akan digunakan pada rangkaian pemotong.
8. Pintu pemasukan bahan, terbuat dari bahan plat besi dengan ukuran panjang 11 cm dan lebar 8 cmyang terhubung dengan hopper.
Pembuatan Pisau
Pisau terbuat dari bahan stainless steel, yang berbentuk persegi dengan ukuran 7x7 mm, yang terletak pada sebuah rumah pisau berdiameter dalam 8 cm dan diameter luar 10 cm. Jumlah pisau yang dirangkaikan adalah 18 buah, 9 buah membujur dan 9 buah lagi terletak melintang. Panjang pisau bervariasi, yaitu 8 cm (2 pisau), 7,5 cm (4 pisau), 7 cm (4 pisau), 6,5 cm (4 pisau), dan 5 cm (4 pisau). Lebar pisau (pisau dudukan 1 cm, pisau pengunci 0,8 cm), dengan ketebalan 0,1 cm. Jumlah kotak yang mungkin terjadi yang diasumsikan memiliki ukuran 7x7 mm adalah 49 buah.
Pembuatan Hopper
Pergerakan piston maju mundur memungkinkan lengan pegas bergerak mengikuti pergerakan piston dan menyebabkan klep pada hopper membuka dan menutup. Fungsi klep adalah memberi tahanan pada kentang supaya jatuh ke ruang pemotongan dalam keadaan horizontal.
Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode eksperimental, yaitu mengembangkan metodologi sebagai landasan menentukan rasionalisasi dari suatu percobaan untuk mengetahui unjuk kerja alat pemotong kentang bentuk french fries yang telah dirancang oleh Koeswoyo (2007) dengan melanjutkan desain pisau pemotong dan melakukan penambahan hopper dengan menguji coba alat di laboratorium Teknik Pertanian.
Persiapan Penelitian
Sebelum penelitian dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan persiapan untuk penelitian yaitu mempersiapkan bahan-bahan dan peralatan-peralatan serta menyediakan motor listrik dan reducer yang akan digunakan dalam penelitian.
Persiapan Bahan
1. Bahan kentang yang dipilih harus memiliki ukuran yang seragam.
2. Ukuran kentang seragam yang dipilih, berukuran panjang 70-85 mm, dan lebar 50-65 mm.
1 cm untuk mendapatkan hasil potongan yang seragam.
Persiapan Alat
1. Dibersihkan alat dari kotoran debu dan oli kotor
2. Diperiksa alat pada bagian mur dan baut yang mengalami pengenduran, untuk dikunci
3. Diberi pelumas pada poros dan puli untuk memperlancar kinerja mesin 4. Diperiksa elektromotor dan reduser dalam keadaan baik
5. Dipasang pisau pemotong dan hopper pada alat pemotong kentang
6. Dinyalakan alat, hal ini dilakukan untuk mempersiapkan alat dalam keadaan dapat dioperasikan dengan baik.
Prosedur Penelitian
Adapun prosedur penelitian adalah sebagai berikut:
1. Dipilih kentang yang diameternya seragam, kemudian dikupas dan dicuci. 2. Ditimbang kentang yang telah dikupas sebanyak 1 kg .
3. Dinyalakan alat pemotong kentang bentuk french fries.
4. Kentang yang akan dipotong dimasukan ke dalam silinder pemotong melalui corong pemasukan (hopper).
5. Dicatat waktu yang dibutuhkan untuk memotong kentang.
Parameter yang Diamati
1. Kapasitas Alat
Pengukuran kapasitas alat dilakukan dengan membagi berat kentang yang terpotong dengan waktu pemotongan atau dapat ditulis:
Kapasitas alat =
Menurut Wiraatmadja (1995), efesiensi pemotongan diperoleh dengan membagi kapasitas efektif alat dengan kapasitas teoritis yang diperoleh dari alat atau dapat dituliskan dengan rumus :
η alat = x100 %
Output = Kapasitas alat (kg/jam) Input = Kapasitas teoritis (kg/jam)
Input = t .A .N. s.ρ.60 kg/1000 jam ... (11) dimana:
t = Tebal potongan (cm)
A = Luas penampang kentang yang terpotong (cm2) N = Siklus piston per menit (rpm)
3. Persentase Kerusakan Hasil
Pengukuran persentase kerusakan hasil dapat ditentukan dengan membagi berat kentang yang rusak (tidak terpotong dengan baik, pecah, patah) dengan berat kentang awal (sebelum dipotong) dikali dengan 100 %. Secara matematis dapat dituliskan dengan rumus:
Perhitungan biaya pemotongan kentang dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang dikeluarkan, yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap.
Biaya Pokok =
BT = Total biaya tetap (Rp/tahun) BTT = Total biaya tidak tetap (Rp/jam) X = Total jam kerja pertahun (jam/tahun) C = kapasitas alat (jam/kg)
Biaya Tetap
Menurut Darun (2002), biaya tetap terdiri dari:
1) Biaya penyusutan (metode garis lurus)
dimana:
D = Biaya penyusutan (Rp/tahun)
P = Nilai awal (harga beli/pembuatan) alat dan mesin (Rp) S = Nilai akhir alsin (10 % dari P) (Rp)
n = Umur ekonomi (tahun)
2) Biaya bunga modal dan asuransi
I =
i = Total persentase bunga modal dan asuransi
3) Biaya pajak
Di negara ini belum ada ketentuan besar pajak secara khusus untuk mesin-mesin dan peralatan pertanian, diperkirakan bahwa biaya pajak adalah 2% pertahun dari nilai awalnya.
4) Biaya gudang/garasi
Biaya gudang atau gedung diperkirakan berkisar antara 0,5 – 1 %, rata-rata diperhitungkan 1 % dari nilai awal (P) pertahun.
Biaya Tidak Tetap
2) Biaya perbaikan untuk sumber tenaga penggerak, mesin sumber tenaga adalah mesin penggerak peralatan lainnya yang umumnya dihubungkan dengan jenis-jenis transmisi tertentu. Biaya perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan:
Biaya reparasi =
jam S P
1000 ) ( % 2 ,
1 −
... (16)
3) Biaya operator
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pemakaian mesin produksi menjadi sangat penting ketika kebutuhan akan produk semakin banyak dan kompleks. Untuk memperoleh kebutuhan produk, maka perlu penyesuaian antara mesin produksi dan komponen-komponen penyusunnya. Ini diharapkan untuk memberi efektifitas dan efisiensi mesin tersebut.
Pemilihan bahan dan spesifikasinya akan mempengaruhi kinerja dari alat yang dirancang. Bahan-bahan teknik yang dipilih harus memenuhi persyaratan yang diinginkan yaitu kokoh dan mampu mendukung kinerja mesin, dan juga mudah diperoleh sebagai upaya berkesinambungannya bahan baku apabila ada usaha untuk memproduksi mesin dalam jumlah besar. Pemilihan bahan yang murah dan berkualitas juga sangat mempengaruhi biaya produksi mesin.
Pertimbangan ini diambil sebagai upaya untuk memberi unjuk kerja yang baik terhadap mesin produksi. Alat pemotong kentang bentuk french fries adalah salah satu mesin produksi yang dirancang untuk memenuhi kebutuhan akan kentang potong khususnya dalam negeri. Mengingat semakin banyaknya usaha yang bergerak dibidang kentang goreng ala Perancis ini.
Alat pemotong kentang dengan desain pisau pemotong dan penambahan
Dengan mempertajam pisau dan memperpendek lebar pisau diharapkan kentang tidak mengalami kemacetan di mata pisau akibat pelebaran luasan kentang yang kontak langsung dengan ruang mata pisau. Ini juga di rencanakan agar kentang lancar keluar dari mata pisau dan tidak menyebabkan slip pada piston pendorong. Kekuatan pisau terhadap kentang dan gaya-gaya yang bekerja pada pisau juga mempengaruhi kinerja mesin.
Bahan Pisau Pemotong yang digunakan adalah Stainless steel austenitic, di mana modulus elastisitas = 193 GPa, dan yield strength = 207 MPa (Lampiran 9). Perbandingan harga tegangan gesernya ditunjukkan pada pengamatan berikut: Bahan pisau dengan gaya pemotongan
yield strength gaya pemotongan σ = 0,235 Kg/cm2 (Lampiran 10) [ 1 Kg/cm2 = 98,066 KPa]
σ = 0,235 Kg / cm2 . 98,066 KPa σ = 23,05 KPa
Bahan pisau dengan Kekuatan kentang
yield strength kentang σ = 1,46 Kg/cm2 (Lampiran 5) σ = 1,46 Kg/cm2 . 98,066 KPa
σ = 143,18 KPa
Dengan membandingkan yield strength kentang sebesar 143,18 KPa, dan
Gaya yang Dibutuhkan untuk Memotong Kentang
Untuk mendapatkan gaya yang dibutuhkan untuk memotong kentang maka dilakukan percobaan dimana prosedurnya ialah dengan meletakkan pisau potong dalam bentuk kotak-kotak diatas kentang yang sudah terkupas dengan ukuran yang tertentu, kemudian meletakkan beban diatas pisau tersebut sehingga kentang terpotong. Dari hasil perhitungan diperoleh gaya yang dibutuhkan untuk memotong kentang dalam bentuk balok persegi dengan penampang 7 x 7 mm adalah 29,02 Kg (Lampiran 10).
Sistem Transmisi Daya
Sistem transmisi daya yang digunakan adalah sabuk-V tipe A-49 (Lampiran ). Alasan menggunakan sabuk-V karena mudah penggunaannya dan harganyapun relatif murah, selain itu tidak menimbulkan kebisingan pada alat. Dari hasil perhitungan diperoleh daya yang dapat ditransmisikan oleh sistem sabuk-V sebesar 1,73 HP (Lampiran 12). Ini berarti sabuk mampu meneruskan daya sampai batas 1,73 HP. Artinya penggunaan daya motor listrik 0,5 HP (Lampiran 4) masih aman digunakan untuk memotong kentang.
Daya yang Digunakan untuk Memotong Kentang
Momen kopel yang bekerja pada bahan akan dipengaruhi oleh besarnya gaya pemotongan dan kecepatan sudut putaran puli. Dari hasil perhitungan diperoleh daya untuk memotong kentang sebesar 0,046 HP (Lampiran 13). Ini berarti daya yang dibutuhkan untuk mendorong kentang ke mata pisau agar terpotong sebesar 0,046 HP. Apabila dibandingkan dengan penggunaan motor listrik sebesar 0,5 HP, maka alat pemotong kentang bentuk french fries ini mampu memotong kentang dan daya sebesar 0,5 HP aman digunakan untuk memotong kentang.
Hopper yang dirancang menggunakan prinsip penahanan kentang yang jatuh kedalam ruang pemotong yang dihubungkan dengan klep maju mundur akibat gerakan yang sama oleh piston. Secara teknis penggunaan hopper tidak efisien, karena masih ada campur tangan operator untuk memasukkan kentang kedalam ruang pemotongan secara horizontal. Artinya kentang yang dimasukkan ke hopper diatur sedemikian rupa agar kentang jatuh secara horizontal. Masalah lain yang sering timbul dari hopper adalah adanya kentang yang terjepit di klep sehingga tidak jatuh ke ruang pemotongan, ada juga kentang yang jatuh tidak horizontal, dan kemungkinan berdiri sehingga tidak semua bagian yang terpotong di mata pisau. Kejadian ini didukung oleh diameter piston yang dirancang tidak bulat sempurna.
Untuk mengatasi masalah ini, maka dalam pemilihan bahan harus dicari yang mempunyai keseragaman, baik bentuk, berat, dan ukurannya. Penempatan bahan yang lebih kecil pada bagian bawah dan berturut-turut sampai besar memungkinkan alat bekerja secara kontiniu tanpa kemacetan kentang pada klep dan kemungkinan kentang jatuh berdiri dapat diminimalisir.
Kentang yang dipilih juga harus kentang lokal khusus french fries, yaitu kentang kuning. Karena ternyata kentang putih yang ikut dipotong pada alat pemotong kentang bentuk french fries mempunyai keliatan bahan yang berbeda dengan kentang kuning. Ini menyebabkan kentang putih pecah pada mata pisau dan bergerak bebas keatas ketika didorong oleh piston. Untuk mengatasi hal ini maka perlu dibuat kekasaran pada permukaaan piston, dan kentang yang berada pada permukaan pisau harus mempunyai bentuk dan permukaan yang lebih kecil atau sama dibandingkan dengan yang berikutnya yang akan mendorong kentang ke mata pisau.
Kapasitas Efektif Alat
Untuk menambah atau menurunkan kapasitas dari alat pemotong kentang bentuk french fries ini dapat dilakukan dengan mengubah kecepatan pemotongnya. Semakin besar rpm atau kecepatan pemotong dari suatu alat maka kapasitasnya akan bertambah. Hal ini sesuai dengan pernyataan Wiraatmadja (1995), yang menyatakan bahwa cara untuk memperbesar atau memperkecil kapasitas pemotongan yaitu dengan mengubah jumlah mata pisau, rpm alat, atau merubah tebal potongan. Perubahan paling mudah dilakukan dengan memperbesar kapasitas tanpa merubah tebal dan potongan adalah dengan merubah rpm.
Efisiensi Pemotongan
Dari hasil penelitian yang dilakukan diperoleh besarnya efisiensi alat pemotong kentang bentuk french fries adalah 61,56 % (Lampiran 6). Jika dibandingkan dengan efisiensi pada penelitian sebelumnya 60,32 % (Pujiantoro, 2008), maka efisiensi alat ini masih lebih besar. Perbedaan ini diperoleh dengan mengubah jumlah mata pisau yang digunakan, tanpa merubah kecepatan pemotongan.
Persentase Kerusakan Hasil
Dari hasil penelitian yang dilakukan, diperoleh bahwa persentase kerusakan hasil pada alat pemotong kentang bentuk french fries adalah sebesar 11,8 % (Lampiran 6). Bila dibandingkan dengan persentase kerusakan hasil sebelumnya sebesar 12,37 % (Pujiantoro, 2008), maka persentase kerusakan alat ini masih lebih kecil, sehingga desain pisau yang dilakukan dapat memperkecil kerusakan bahan.
Dalam penelitian ini kentang hasil potongan yang rusak dikategorikan dalam dua bagian yaitu kentang yang terpotong sempurna namun patah pada salah satu ujungnya dan kentang yang hancur atau kentang yang tidak terpotong sempurna (masih berada pada ujung pisau). Hal ini diduga karena permukaan kentang yang tidak seragam. Kentang yang berada pada permukaan pisau harus mempunyai bentuk dan permukaan yang lebih kecil atau sama dibandingkan dengan yang berikutnya yang akan mendorong kentang ke mata pisau. Jika permukaan kentang lebih besar maka tidak samua bagian akaan terpotong atau terdorong ke mata pisau sehingga bagian yang tertinggal akan rusak dan baru akan keluar pada proses pemotongan berikutnya. Akan tetapi, hasil potongan kentang yang seperti ini tetap masih dapat digunakan.
Analisis Biaya Ekonomi
Dari analisis biaya (Lampiran 7), diperoleh biaya pemotongan kentang sebesar Rp. 35,8 /kg, yang merupakan hasil perhitungan dari biaya tetap dan biaya tidak tetap terhadap kapasitas alat pemotong kentang bentuk french fries. Untuk biaya tetap dan tidak tetap diperoleh sebagai berikut:
1. Biaya Tetap (BT)
Dari hasil analisa biaya pemotongan kentang (Lampiran 7) biaya tetap diperoleh sebagai berikut:
(1). Biaya Penyusutan (D) = Rp. 417.915,00 (2). Biaya Bunga Modal dan Asuransi = Rp. 278.610,00 (3). Biaya Sewa Gedung = Rp. 46.435,00 (4). Biaya Pajak = Rp. 23.217,50 Total = Rp. 766.177,50
2. Biaya Tidak Tetap (BTT)
Dari hasil analisa biaya pemotongan kentang (Lampiran 7) biaya tidak tetap diperoleh sebagai berikut:
Sehingga total biaya pokok dapat diperoleh dari persamaan berikut:
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Alat pemotong kentang bentuk french fries ini dapat dioperasikan dengan tingkat keterampilan biasa.
2. Persentase kerusakan hasil rata-rata pada alat pemotong kentang bentuk
French fries adalah sebesar 11,8 %.
3. Kapasitas efektif rata-rata pada alat pemotong kentang bentuk french fries
adalah sebesar 169,81 kg/jam.
4. Alat pemotong kentang bentuk french fries memiliki efisiensi pemotong sebesar 61,56 %.
5. Biaya pokok yang harus dikeluarkan untuk memotong kentang adalah sebesar Rp. 35,8/kg.
6. Pemasukan kentang ke dalam silinder pemotong masih dilakukan secara semi mekanis.
7. Desain pisau pemotong yang dilakukan dapat mengurangi persentase kerusakan hasil.
Saran
1. Transmisi daya dari reducer ke piston sebaiknya tidak menggunakan
pulley, tetapi menggunakan pelat bulat eksentrik. Hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya slip pada saat proses pemotongan berlangsung dan memaksimalkan pemindahan daya dari elektromotor.
2. Perlu dibuat kekasaran pada piston untuk mencegah bahan bergerak bebas di ruang pemotongan.
DAFTAR PUSTAKA
Andarwulan, N., 2007. Komplet Seputar Kentang. Http://www.femina-online.com\komplet seputar kentang. [6 Februari 2008].
Darun, 2002. Ekonomi Teknik. Jurusan Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian USU, Medan.
Darmanto, K., Oktavianus Y.F.W., Johanes B.P. Andrian K.M., Aditya P.P., Arief S.R., Abiwisnu, 2003. V-belt. http: //www .dharmashiti .staff. ugm ac.id ./module /v%20-%20 betl.ppt, [6 Februari 2008].
Fransiscus, I. H,. 2006. Rancang Ulang Mesin Pemecah Kemiri dan Pemisah Cangkang. Skripsi Politeknik Negeri Medan, Medan.
Gunarto, A., 2003. Prospek Agribisnis Kentang G4 Sertifikat di Kabupaten Sukabumi. http://www.iptek.net.id./ind?ch=jsti&id. [6 Februari 2008].
Http://www.urschel.com/machines.php?mid=28. [04 April 2008].
Http://www.deptan-go.id./psa/doc/baku_standart_kentang_sumut.htm page last update 03/04/2003.[6 Februari 2008].
Http://www.energy efficiencyasia.org [04 April 2008].
Http://www.iptek.net.id/ind/teknolog_-pangan/_32k [20 April 2008].
Http:// www .republika .co .id / rhamadhan /detail .asp.id.[20 April 2008].
Http://www.stainlesssteel88.com/[30 Juni 2008].
Koeswoyo, E., 2007. Rancang Bangun Alat Pemotong Kentang Bentuk French Fries. Skripsi, USU.
Mabie, H. H. and F.W. Ocvirk, 1967. Mechanics and Dynamic of Machinery. John wiley & Sons, Inc., New York.
Maskiner, A. H., 2007. Vegetable Preparation Machine RG-400.
Http://www.hallde.com. [04 April 2008].
Niemann, G., 1982. Elemen Mesin : Desain dan Kalkulasi dari Sambungan, Bantalan, dan Poros. Penerjemah Bambang Priambodo. Erlangga, Jakarta. Pratomo, M., 1983. Alat dan Mesin Pertanian. Departemen Pendidikan dan
Pujiantoro, B.G., 2008. Uji Alat Pemotong Kentang Bentuk French Fries Dengan Berbagai Diameter Puli. Skripsi, USU.
Roth, L.O., F.R. Crow, and G.W.A. Mahoney, 1982. Agriculture Engineering. AVI Publishing.Westport, USA.
Rukmana, R., 1997. Kentang : Budidaya dan Pascapanen. Kanisius, Yogyakarta.. Setiadi dan S. R. Nurulhuda, 1993. Kentang: Varietas dan Pembudidayaan.
Penebar Swadaya, Jakarta.
Stolk, J. dan C. Kross, 1986. Elemen Mesin : Elemen Konstruksi dari Bangunan Mesin. Penerjemah Handersin dan A. Rahman. Erlangga, Jakarta.
Sularso dan K. Suga, 2004. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradya Paramitha, Jakarta.
Swastoko,S. 2007. Pengusaha Kentang Ir. Arief Budiman MS. : kebutuhan bibit kentang 130 ton per tahun adalah peluang. http://www .suarapembaruan .com/news/2007/04/17index.htm.
Wibowo, K.S., 2003. Perencanaan Alat Pemotong Kentang Untuk French Fries. Skripsi, Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petra, Surabaya, [www.dewey.petra.ac.id, akses 8 Januari 2008 ]
Lampiran 1. Prosedur penelitian
Kentang yang seragam dikupas dan dicuci
Ditimbang kentang sebanyak 1 kg
Alat pemotong kentang bentuk french fries dinyalakan
Kentang dimasukkan ke dalam mesin melalui
hopper untuk dilakukan pemotongan
Dicatat waktu pemotongan
Dicatat berat kentang terpotong
Pengamatan parameter
Analisa data
Lampiran 2. Prinsip kerja alat pemotong kentang bentuk french fries
Lampiran 4. Spesifikasi Alat Pemotong Kentang Bentuk French fries Dimensi
Panjang : 82,5 cm Lebar : 32 cm Tinggi : 65 cm Berat : 53,2 kg
Motor Listrik : 0,5 HP (1400rpm)
Reduser : 1: 60 rpm Pemotongan : 16,33 rpm Kapasitas Efektif : 169,81 kg/jam Kerusakan Hasil : 11,8 %
Lampiran 6. Data Pengamatan Pemotongan Kentang Bentuk French fries
Total kentang terpotong = 882.24 gram Total kentang rusak = 117,73 gram Keterangan :
A. Total kentang yang dikupas (kg)
B. Berta kentang yang terpotong sempurna (gr) C. Berat kentang yang terpotong bagian tepi (gr) D. Berat kentang rusak yang tepotong penuh (gr) E. Berat kentang rusak yang terpotong tepi (gr) F. Waktu pemotongan kentang (detik)
1. Kapasitas Efektif Alat
Kapasitas Efektif Alat =
ibutuhkan 2. Efisiensi Pemotongan
Input = t.A.n.s.ρ.60 kg/1000 jam
3. Persentase Kerusakan Hasil Pemotongan
Lampiran 7. Analisa Biaya Pemotongan Kentang Bentuk French Fries
I. Unsur Produksi
1. Biaya Pembuatan Alat
1. Pipa Besi = Rp. 72.000,00
II. Perhitungan Biaya Produksi 1. Biaya Tetap (BT)
1. Biaya Penyusutan = Rp. 417.915,00 D = (P-S)/n
2. Bunga Modal dan Asuransi
4. Pajak
Pajak = 2 % . P = Rp. 23.217,50 Total Biaya Tetap (BT) = Rp. 766.177,50 2. Biaya Tidak Tetap (BTT)
Lampiran 8. Panjang Sabuk-V Standar
Lampiran 9. Properties of Ferrous Metals
Lampiran 10.Gaya yang Dibutuhkan untuk Memotong Kentang
Asumsi Percobaan I
Panjang pisau yang kontak langsung dengan kentang sepanjang 14 mm. Pisau potong tersebut mempunyai lebar 7 mm. Luasan bidang potong yang digunakan adalah sama dengan luasan sisi pisau potong yang memotong kentang. Pisau diberi beban sebesar 1 kg.
14
Dalam percobaan ini, panjang pisau potong yang kontak langsung dengan kentang sepanjang 28 mm. Pisau diberi beban sebesar 3,5 kg.
II
Gambar 3.pemotongan kentang dengan W = 3,5 kg
Pada perencanaan ini akan menggunakan pisau potong dengan dimensi kotak 7 x 7 mm. Pisau potong memiliki kotak sebanyak 49 buah.
A = 49 x 7 x 36 = 12.348 mm2
F = t x A = 0,00235 Kg/mm2 x 12.348 mm2 = 29,02 Kg
Lampiran 11. Ukuran Mesh (Lubang Ayakan)
1 inchi = 2,54 cm
Banyak lubang per inchi =
cm cm
7 , 0
54 , 2
= 3,63
Mesh = 3,63
Ukuran ULA standard 10 0,0660 12 0,0553 14 0,0474
Ukuran Lubang Ayakan (ULA) = 63 , 3
66 , 0
Lampiran 12. Sistem Transmisi Daya
Kecepatan linier sabuk (V) =
1000 Sabuk yang digunakan sabuk V tipe A
Dengan mengabaikan terjadinya slip, maka diameter puli yang digerakkan adalah:
Panjang keliling sabuk (L)
Hasil pengukuran jarak sumbu poros antara kedua puli adalah 280 mm
L = 2C + π/2 (dp + Dp) +
Jadi sabuk yang digunakan adalah sabuk V tipe A-49 dengan panjang sabuk sebenarnya adalah 49 inchi (1245 mm) (lampiran 8).
44,62 + √ (44,62)2 – 8 (10 – 7)2
Tegangan pada sabuk (T)
faktor keamanan (K) = 0,8
Daya yang ditransmisikan oleh sabuk V
Lampiran 13. Daya yang Digunakan untuk Memotong Kentang
P = M1ω1 = M2ω2
ω1 = ω2 = πn/30 rad/detik
P = M2ω2
n2 = 980 rpm
= 16,33 rps
r = 10/2 inchi x 2,54 cm = 12,7 cm
= 0,127 m
P = M2ω2
P = F . r . πn2/30
P = (29,02 Kg . 9,81 m/s2) . 0,127 m . 3,14.16,33rps / 30 P = 61,80 watt
Lampiran 14. Pemeliharaan dan Keselamataan Kerja
Pemeliharaan Alat Pemotong Kentang Bentuk French Fries
Tujuan Pemeliharaan
Pemeliharaan alat diartikan sebagai suatu kegiatan untuk merawat serta menjaga setiap fasilitas atau peralaatan dari bagian-bagian alat pemotong kentang bentuk french fries agar dalam keadaaan siap pakai dengan kondissi yang baik dan tahan lama. Jadi, dengan adanya kegiatan pemeliharaan atau perawatan pada alat pemotong kentang ini maka alat dapat dipergunakan untuk produksi sesuai dengan rencana atau tidak terganggu sebelum jangka waktu tertentu yang direncanakan tercapai. Adapun tujuan pemeliharaan adalah sebagai berikut.
• Menjaga kondisi peralatan agar dalaam keadaan siap pakai. • Menghindari kerusakan yang lebih berat.
• Alat dapat tahan lama dan dapat beroperasi dengan baik. • Hasil yang diharapkan dapat tercapai.
Pemeliharaan Bagian-Bagian Alat
Tabel Pemeliharaan Bagian-Bagian Alat Pemotong Kentang Bentuk French fries
No. Bagian Alat Bentuk Pemeliharaan
1. Bantalan Pemberian minyak gemuk (greace)
2. Poros - Membersihkan kotoran yang menempel yang dapat menyebabkan korosi
- Memberi minyak gemuk pada kondisi tertentu 3. Sabuk-V - Menyetel tegangan sabuk agar tidak kendur
- Menjauhkan bahan-bahan atau cairan kimia yang dapat merusak sabuk
4. pulley Membersihkan dari minyak dan kotoran yang
menyebabkan terganggunya pentransmisian daya dari
pulley reduser ke pulley alat pemotong 5. Pisau - Dibersihkan setelah selesai digunakan
- Mengasah pisau agar ketajamannya tetap terjaga 6. Silinder
pemotong dan piston
Dibersihkan dari kotoran dan cairan yang dapat menyebaabkna korosi
Keselamatan Kerja
Keselamatan kerja dapat diartikan sebagai suatu usaha yang dilakukan untuk menghindari terjadinya hal-hal yang tidak diinginkan selama proses kerja. Keselamatan kerja pada alat pemotong kentang bentuk french fries ini dibagi menjadi dua bagian, yaitu:
Keselamatan Alat
• Pisau pemotong harus tajam.
• Pastikan rumah pisau telah terikat kuat pada silinder pemotong sebelum alat dioperasikan
Keselamatan Operator
Pada saat mengoperasikan alat, jangan meletakkan ataau memasukkan tangan ke silinder pemotong atau bagian-bagian alat yang bergerak seperti puli, piston, dan V-belt untuk menghindari kemungkinan tangan terjepit.
Lampiran 15. Kentang yang Terpotong
Kelas B yang terpotong sempurna
Lampiran 15. (lanjutan) Kentang yang Terpotong
Kelas C yang terpotong sempurna
Lampiran 16. Alat Pemotong Kentang Bentuk
french fries
Tampak Atas
Lampiran 17. Gambar Alat Pemotong Kentang
Gambar. Mesin Pemotong Kentang Model CC-D
Gambar. Mesin Pemotong Kentang Model CCX-D
Lampiran 18. Daftar biaya material pembuatan alat pemotong kentang bentuk french fries
Nama Bahan Jumlah Harga/Satuan Harga Total
Besi pipa, D=8cm 1 pcs Rp. 9.000 Rp. 72.000 Motor Llistrik 1 unit Rp. 330.000 Rp. 330.000 Reducer 1 unit Rp. 340.000 Rp. 340.000 Pulley 7" 1 pcs Rp. 45.000 Rp. 45.000 Pulley 10" 1 pcs Rp. 65.000 Rp. 65.000
hopper 1 pcs Rp. 60.000 Rp. 60.000 Kopling 1 pcs Rp. 65.000 Rp. 65.000 Rumah Bearing 2 pcs Rp. 22.000 Rp. 44.000 Bearing 2" 1 pcs Rp. 25.000 Rp. 25.000 V-Belt 1 pcs Rp. 24.000 Rp. 24.000 Piston 16 cm Rp. 25.000 Rp. 25.000 Pisau 1 unit Rp. 20.000 Rp. 20.000 Rumah pisau 1 pcs Rp. 20.000 Rp. 20.000 Baut 13 14 pcs Rp. 1.500 Rp. 21.000 Baut 14 6 pcs Rp. 2.000 Rp. 12.000 Besi Siku 16,5 kg Rp. 7.500 Rp. 123.750 Elektroda Rp. 30.000 Rp. 30.000 Biaya perakitan Rp. 1.000.000 Rp. 1.000.000
