1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Industri keripik pisang banyak tersebar di berbagai daerah di Indonesia dan menjadi komoditi andalan mata pencaharian masyarakat setempat. Proses pembuatan keripik pisang sangat mudah dan menggunakan peralatan bantu yang sederhana. Mula-mula pisang diiris tipis dengan ketebalan kurang lebih 2 mm. Pengirisan bisa dilakukan melintang atau memanjang sesuai dengan keinginan, dan irisan pisang tersebut ditiriskan sejenak untuk menurunkan kadar airnya sehingga siap untuk digoreng. Setelah masak, gorengan kripik pisang ini diangkat dan ditiriskan. Untuk meningkatkan cita rasanya, dimasukan bumbu-bumbu tambahan seperti air gula merah. Setelah dingin, keripik pisang dikemas dalam pembungkus plastik yang kedap udara dan siap untuk dipasarkan.
mampu menghasilkan irisan pisang dengan ketebalan yang seragam, lebih higienis, aman, serta dapatmeningkatkan kapasitas produksi.
Penggunaan alat dan mesin pertanian sudah sejak lama digunakan dan perkembangannya mengikuti dengan perkembangan kebudayaan manusia. Penggunaan alat dan mesin pertanian dimanfaatkan untuk memperbaiki dan meningkatkan kesejahteraan rakyat guna mendapatkan hasil produksi yang lebih besar dengan efisiensi sumber daya manusia, efisiensi waktu dan biaya yang lebih hemat.
Perubahan-perubahan untuk memperbaiki dan meningkatkan kesejahteraan rakyat yang dilakukan pemerintah sekarang berjalan dengan diarahkan pada semua sektor. Tidak terkecuali sektor pertanian. Pertanian memiliki peranan yang sangat penting bagi kesejahteraan rakyat. Berhasilnya sektor pertanian akan berdampak pada ketahanan pangan.
Hasil-hasil pertanian guna memenuhi kebutuhan pangan harus memiliki penanganan pasca panen yang baik. Penanganan yang dilakukan diusahakan memperhatikan tingkat standarisasi mutu yang diizinkan. Penanganan yang tidak baik akan berdampak pada kualitas bahan yang buruk, harga jual yang rendah, serta dapat menimbulkan kerugian bagi para produsen hasil-hasil pertanian tersebut.
Alat pengiris pisang ini menggunakan mata ketam mesin yang dipasang pada piringan yang berputar pada porosnya sebagai media untuk mengiris pisang dengan ukuran ketebalan yang dapat diatur dengan mengatur jarak mata pisau terhadap landasan piringannya. Pada alat ini penulis menggunakan motor listrik sebagai sumber tenaganya. Kemudian motor listrik dihubungkan dengan silinder pengiris agar berputar. Putaran silinder tersebut nantinya akan mengiris bahan. Alat pengiris ini juga dilengkapi dengan hopper sebagai wadah masuknya bahan sehingga bahan lebih mudah teriris dan tidak mudah terlontar keluar.
Tujuan Penelitian
Menguji besarnya rpm yang dihasilkan dengan mencobakan berbagai diameter pulley pada alat pengiris pisang mekanis
Kegunaan Penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai alat pengiris pisang mekanis.
3. Bagi masyarakat, khususnya bagi pengusaha makanan agar dapat membantu proses produksi lebih efektif dan efisien.
Hipotesa Penelitan
4
TINJAUAN PUSTAKA
Pisang
Sejarah pisang
Pisang adalah tanaman buah berupa herba yang berasal dari kawasan di Asia Tenggara (termasuk Indonesia). Tanaman ini kemudian menyebar ke Afrika (Madagaskar), Amerika Selatan dan Tengah. Di Jawa Barat, pisang disebut dengan Cau, di Jawa Tengah dan Jawa Timur dinamakan gedang.
Botani pisang
Klasifikasi botani tanaman pisang adalah sebagai berikut: Divisi : Spermatophyta
Sub divisi : Angiospermae Kelas : Monocotyledonae Keluarga : Musaceae
Genus : Musa
Spesies : Musa Paradisiaca, Linn. Jenis pisang dibagi menjadi tiga:
1) Pisang yang dimakan buahnya tanpa dimasak yaitu M. paradisiaca var Sapientum, M. nana atau disebut juga M. cavendishii, M. sinensis. Misalnya pisang ambon, susu, raja, cavendish, barangan dan mas.
2) Pisang yang dimakan setelah buahnya dimasak yaitu M. paradisiaca forma typicaatau disebut juga M. paradisiaca normalis. Misalnya pisang nangka, tanduk dan kepok.
4) Pisang yang diambil seratnya misalnya pisang manila (abaca). (Anonimous 2011)
Pengolahan Makanan
Pengolahan makanan adalah kumpulan metode dan teknik yang digunakan untuk mengubah bahan mentah menjad menjadi bentuk lain unt dan telah menggunakannya untuk memproduksi produk makanan menari dan tahan lama. Proses yang sama digunakan untuk membuat Contoh ekstrim pengolahan makanan meliputi konsumsi dibawa
Gambar 1. Proses pengolahan hasil pertanian menjadi produk olahan Pengolahan
Gambar 2. Proses pengolahan bahan mentah menjadi produk olahan (Setyohadi, 2006).
Bahan mentah sering berukuran lebih besar daripada kebutuhan, sehingga ukuran bahan ini harus diperkecil. Operasi pengecilan ukuran ini dapat dibagi dua kategori utama, tergantung kepada apakah bahan tersebut bahan cair atau bahan padat. Apabila bahan padat, operasi pengecilan disebut penghancuran dan pemotongan, dan apabila bahan cair disebut emulsifikasi atau atomisasi. Penghancuran dan pemotongan mengurangi ukuran bahan padat dengan kerja mekanis, yaitu membaginya menjadi partikel-partikel lebih kecil. Penggunaan proses penghancuran yang paling luas di dalam industri pangan barangkali adalah dalam penggilingan butir-butir gandum menjadi tepung, akan tetapi penghancuran ini dipergunakan juga untuk berbagai tujuan, seperti penggilingan jagung untuk menghasilkan tepung jagung, penggilingan gula dan penggilingan bahan pangan kering seperti sayuran. Pemotongan dipergunakan untuk memecahkan potongan
Hasil
Alat peralatan dan mesin-mesin. Pengolahan secara Fisik,
kimiawi, mikrobiologi dan biokimia
besar bahan pangan menjadi potongan-potongan kecil yang sesuai untuk pengolahan lebih lanjut, seperti dalam penyiapan daging olahan (earle, 1969).
Logam yang Digunakan Baja Tahan Karat
Baja tahan karat (stainless steel) mempunyai seratus lebih jenis yang berbeda - beda. Akan tetapi, seluruh baja itu mempunyai satu sifat karena kandungan kromium yang membuatnya tahan terhadap karat. Baja tahan karat dapat dibagi ke dalam tiga kelompok dasar, yakni baja tahan karat berlapis ferit, berlapis austenit, dan berlapis martensit. Baja tahan karat martensit mengandung 0,1 % C, 13 % Cr, dan 0,5 % Mn ini dapat didinginkan untuk memperbaiki kekuatannya, tetapi tidak menambah kekerasan. Baja ini seringkali disebut besi tahan karat dan digunakan khususnya untuk peralatan gas turbin dan pekerjaan dekoratif. Apabila baja ini digunakan untuk alat-alat pemotong maka terlebih dahulu ditemper atau disepuh pada temperatur sekitar 1800C, dan jika digunakan untuk pegas terlebih dahulu ditemper pada temperatur sekitar 4500C (Amanto dan Daryanto, 1999)
Elemen Mesin Motor listrik
penggiling jagung, dan alat-alat bengkel atau pabrik. Dasar utama yang menyebabkan motor berputar ialah reaksi antar kutub magnet. Kutub yang senama tolak-menolak dan kutub yang tak senama tarik-menarik. Reaksi medan magnet listrik pada stator dan medan magnet penghantar yang dialiri arus listrik (Hartanto, 1997).
Prinsip kerja motor listrik
Pada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjad elektro magnit. Sebagaimana kita ketahui bahwa : kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama, tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap (Anonimous, 2010).
Motor listrik sering digunakan sebagai tenaga penggerak dibandingkan dengan jenis tenaga-tenaga yang lain karena :
1. Dapat disesuaikan : motor dapat digunakan di hampir setiap lokasi termasuk di dalam air.
2. Otomatis : motor dengan mudah dikontrol dengan alat otomatis.
3. Rapi : sebuah unit kecil memperkembangkan sejumlah kekuatan besar secara bersama-sama.
4. Dapat dipercaya : motor listrik secara khusus untuk pekerjaan jarang mengalami gangguan.
5. Ekonomis
7. Perawatan mudah : jika melindungi dari debu dan kotoran, motor hanya membutuhkan sedikit perawatan.
8. Tenang : motor secara umum lebih tenang dari pada mesin yang di jalankan.
9. Aman : apabila dipasang dengan tepat, dipelihara, dan digunakan, motor sangat aman untuk dioperasikan.
10.Mudah dioperasikan : tidak membutuhkan banyak pelatihan untuk mengoperasikan motor (Cooper, 1992).
Motor listrik mempunyai keuntungan sebagai berikut : 1. Dapat dihidupkan dengan hanya memutar sakelar 2. Suara dan getaran tidak menjadi gangguan
3. Udara tidak ada yang diisap, juga tidak ada gas buang, karena itu tidak perlu mengukur polusi lingkungannya atau membuat ventilasi
4. Motor DC mempunyai daya besar pada putaran rendah. Di lain pihak motor AC yang menggunakan sumber daya umum tidak mudah mengubah putarannya
Di lain pihak, motor listrik juga memiliki kekurangan sebagai berikut :
1. Motor listrik membutuhkan sumber daya, kabelnya harus dapat dihubungkan langsung dengan stopkontak, dengan demikian tempat penggunaannya sangat terbatas panjang kabel
2. Kalau dipergunakan baterai sebagai sumber daya, maka beratnya akan menjadi besar
4. Untuk menghasilkan daya yang sama dihasilkan oleh sebuah motor pembakaran, maka motor listrik akan lebih berat
(Soenarta dan Furuhama, 2002).
Roda Gigi
Bila sebuah mesin mempunyai susunan yang kompak dan letak poros saling berdekatan, untuk pemindahan gaya digunakan roda gigi. Penggunaaan roda gigi menghasilkan konstruksi yang lebih kokoh dan meniadakan sejumlah besar gerakan yang hilang tak berguna. Prinsip kerja pasangan roda gigi yaitu penyaluran atau pemindahan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan dihubungkan langsung antara roda gigi yang satu dengan roda gigi yang lain. Pada sistem ini pun tidak mungkin terjadi slip karena masing-masing roda gigi saling berhubungan secara langsung (Smith and Wilkes, 1990).
Dalam hal penggolongan roda gigi dibedakan atas tiga keadaan sesuai dengan kedudukan yang diambil poros yang satu terhadap yang lain, yaitu:
1. Poros sejajar satu sama lain (roda gigi silindrik) 2. Poros saling memotong (roda gigi kerucut) 3. Poros saling menyilang (poros gigi sekrup) (Stolk dan Kross, 1981).
Puli ( Pulley )
1. Pulley tipe V 2. Pulley timming
3. Pulley variable (pulley V bisa di setting besar kecil). 4. Pulley round (alur U).
5. Loss Pulley biasa sebagai adjustment).
Sudut alur dalam satu jenis pulley biasanya berbeda-beda. Semakin kecil
pulley maka semakin kecil/pendek area contact line, untuk itu agar daya
cengkeram belt lebih kuat/tidak selip maka sudut alur diperkecil (Anonimous, 2009).
Pulley sabuk dibuat dari besi cor atau dari baja. Pulley kayu tidak banyak
lagi dijumpai. Untuk konstruksi ringan diterapkan pulley dari paduan aluminium. Pulley sabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk yang tinggi (diatas 35
m/det) (Stolk dan Kross, 1981).
Gambar 3. Puli
menggunakan pasir silica dan water glass sebagai pengikat dengan proses CO2. Sedangkan proses peleburan menggunakan dapur kupola. Dalam proses pengecoran akan terjadi perubahan bentuk akibat dari proses pembekuan logam cair. Hal ini dapat diatasi dengan penambahan penyusutan dan penambahan permesinan, sehingga didapatkan bentuk dimensi yang sesuai dengan yang kita inginkan dan tecapai produk yang berkualitas (Malik, 2002).
Keuntungan jika menggunakan puli: 1) Bidang kontak sabuk-puli luas,
2) Tegangan puli biasanya lebih kecil sehingga lebar puli bisa dikurangi. 3) Tidak menimbulkan suara yang bising dan lebih tenang.
Jarak yang jauh antara dua poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung dengan pasangan roda gigi. Dalam demikian, cara transmisi 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 n2 dan diameternya Dp, maka perbandingan putaran dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:
p
Pemasangan puli antara lain dapat dilakukan dengan cara:
- Vertikal, pemasangan puli dilakukan secara tegak di mana letak pasangan puli adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran pada bagian mekanisme serta penurunan umur sabuk
( Mabie and Ocvirrk, 1967 ). Sabuk-V
Sabuk/belt berfungsi untuk memindahkan putaran dari poros satu lainnya, baik putaran tersebut pada kecepatan putar yang sama maupun putarannya dinaikkan maupun diperlambat, searah dan kebalikannya. Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Sabuk V dibelitkan di sekitar alur pulley yang berbentuk V pula. Transmisi sabuk yang bekerja atas dasar gesekan belitan mempunyai beberapa keuntungan karena murah harganya, sederhana konstruksinya dan mudah untuk mendapatkan perbandingan putaran yang diinginkan. Transmisi tersebut telah digunakan dalam semua bidang industri, misalnya mesin-mesin pabrik, otomobil, mesin pertanian, alat kedokteran, mesin kantor dan alat-alat listrik. Kekurangan yang ada pada sabuk ini adalah terjadinya slip antara sabuk dan pulley sehingga tidak dapat dipakai untuk putaran tetap atau perbandingan transmisi yang tetap (Daryanto, 1993).
Sabuk bentuk trapezium atau V dinamakan demikian karena sisi sabuk dibuat serong, supaya cocok dengan alur roda transmisi yang berbentuk V. kontak gesekan yang terjadi antara sisi sabuk V dengan dinding alur menyebabkan berkurangnya kemungkinan selipnya sabuk penggerak dengan tegangan yang lebih kecil dari pada sabuk yang pipih. Dalam kerjanya, sabuk V mengalami pembengkokan ketika melingkar melalui roda transmisi.
1. Bagian elastis yang tahan tegangan dan bagian yang tahan kompresi
2. Bagian yang membawa beban yang dibuat dari bahan tenunan dengan daya rentangan yang rendah dan tahan minyak sebagai pembalut.
(Smith dan Wilkes, 1990).
Adapun faktor yang menentukan kemampuan sabuk untuk menyalurkan tenaga tergantung dari :
1. Regangan sabuk pada pulley 2. Gesekan antara sabuk dan pulley
3. Lengkung persinggungan antara sabuk dan pulley
4. Kecepatan sabuk (makin cepat sabuk berputar makin kurang terjadi regangan dan singgungan). (Pratomo dan Irwanto, 1983).
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).
Adapun kelebihan sabuk-V adalah sebagai berikut: - Rasio kecepatan yang tepat tidak pernah dipertahankan - Slip yang terjadi tidak lebih dari 1-2 %
- Efisiensi penyaluran daya (dengan mengabaikan kehilangan daya pada bantalan shaft) berkisar 97-99 %
- Dapat dioperasikan pada kecepatan linear lebih dari 5000 rpm Sedangkan kelemahan dari sabuk-V adalah sebagai berikut: - Tidak dapat digunakan pada jarak yang panjang
- Tidak cocok untuk beban yang berat pada kecepatan rendah (Daywin dkk, 2008).
Mekanisme Pembuatan Alat
Dalam pekerjaan bengkel alat dan mesin, benda kerja yang akan dijadikan dalam bentuk tertentu sehingga menjadi barang siap pakai dalam kehidupan sehari-hari, maka dilakukan proses pengerjaan dengan mesin–mesin perkakas, antara lain mesin bubut, mesin bor, mesin gergaji, mesin frais, mesin skrap, mesin asah, mesin gerinda, dan mesin yang lainnya (Daryanto, 1984).
Motor listrik sering digunakan sebagai tenaga penggerak dibandingkan dengan jenis tenaga-tenaga yang lain karena dapat disesuaikan : motor dapat digunakan di hampir setiap lokasi termasuk di dalam air (Cooper, 1992).
16
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan pada bulan Februari sampai Maret 2012
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pisang, kawat las, baut dan mur, plat aluminium, support siku, plat siku, mata pisau, motor listrik, bearing (bantalan), sabuk V (V belt), cat dan puli (pulley) dengan ukuran: 8 inci tipe A1 ,9 inci tipe A1, 10 inci tipe A1
Adapun alat-alat yang digunakan adalah mesin las, mesin bubut, mesin bor, mesin gerinda, mistar siku, jangka sorong, water pass, kunci pas dan ring, gergaji besi, timbangan, ember, stopwatch, kalkulator, alat tulis, dan komputer.
Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode perancangan percobaan rancangan acak lengkap (RAL) non faktorial yang terdiri dari satu faktor yaitu diameter pulley pada alat pengiris.
Adapun diameter pulley yang diuji adalah : d1 = 8 inci
Banyaknya ulangan pada masing-masing perlakuan sebanyak tiga kali ulangan. Sehingga kombinasi perlakuan (tc) sebanyak 3x3 = 9,
maka jumlah ulangan minimum perlakuan (n) adalah : Tc(n-1) ≥ 15
9 (n-1) ≥ 15 9n – 9 ≥ 15 n ≥ 2.67
n ≥ 3
Jumlah ulangan dilakukan sebanyak 3.
Pelaksanaan Penelitian Komponen Alat
Alat pengiris pisang mekanis ini mempunyai beberapa bagian penting, yaitu:
1. Kerangka Alat
Kerangka alat ini berfungsi sebagai pendukung komponen lainnya, yang terbuat dari besi siku. Alat ini mempunyai panjang 75 cm, tinggi 70 cm, dan lebar 60 cm.
2. Piringan Pengiris
3. Motor Listrik
Motor listrik berguna sebagai sumber penggerak. Pada alat ini digunakan motor listrik berkekuatan 0,25 HP.
4. Lubang Pemasukan
Lubang pemasukan (Hopper) berguna untuk memasukkan bahan yang akan diiris pada piringan pengiris. Dimensi hopper , ukuran lubang bagian atas dengan panjang 25 cm, lebar 20 cm, ukuran lubang bagian bawah dengan panjang 20 cm, lebar 5,5 cm dan tinggi 15 cm.. Hopper ini terbuat dari bahan alumunium.
5. Pengumpan
Pengumpan (Feeder) berguna untuk memasukkan bahan yang akan diiris pada piringan pengiris. Bahan yang akan diiris yang turun dari hopper didorong secara manual menuju pisau pengiris.
6. Saluran pengeluaran
Saluran pengeluaran ini berguna untuk menyalurkan bahan yang sudah diiris dengan piringan pengiris ke tempat penampungan bahan hasil parutan.
Persiapan bahan
1. Disiapkan bahan yang akan diiris (dalam penelitian bahan yang diiris adalah pisang).
2. Dikupas dan dibersihkan pisang yang akan diiris.
3. Ditimbang bahan (pisang) yang akan diiris (dimana dalam penelitian berat bahan adalah 3 kg) dalam satu kali ulangan.
Prosedur Penelitian
Adapun prosedur pengujian alat adalah :
1. Dipasang pulley sesuai dengan diameter yang diinginkan. 2. Ditimbang bahan yang akan diiris sebanyak 3 kg
3. Dinyalakan alat pengiris pisang mekanis.
4. Dimasukkan bahan ke dalam saluran pemasukan. 5. Dicatat waktu yang dibutuhkan untuk mengiris bahan. 6. Dihitung kapasitas alat, kapasitas hasil, dan kerusakan hasil. 7. Perlakuan tersebut diulangi sebanyak 3 kali ulangan
Parameter yang Diamati
1. Kapasitas Efektif Alat (kg/jam)
Pengukuran kapasitas alat dilakukan dengan membagi berat bahan yang diparut terhadap waktu yang dibutuhkan untuk mengiris bahan.
T BB
KA= ………( 2 )
Keterangan:
KA = kapasitas alat (kg/jam)
BB = berat bahan yang telah diiris (kg)
T = waktu yang dibutuhkan untuk mengiris bahan (jam) 2. Persentase Bahan yang Tidak Teriris
Pengukuran persentase bahan yang tidak teriris dapat ditentukan dengan rumus:
% Ptt = x 100%
BA BTT
... ( 3 )
Dimana:
Ptt : persentase pisang yang tidak teriris (%) BTT : bahan yang tidak teriris (kg)
BA : berat bahan awal kg)
3. Persentase Bahan yang tertinggal di dalam alat (%)
Kriteria bahan yang tertinggal dalam alat adalah semua semua bahan maupun hasil irisan yang tertinggal dalam: saluran pemasukan, ruang pengirisan, dan saluran pengeluaran. Pengukuran persentase bahan yang tertinggal di dalam alat dapat ditentukan dengan rumus:
= Pt
% x 100 %
BA BT
... ( 4 )
Dimana:
Pt : persentase pisang yang tertinggal di dalam alat (%) BT : bahan yang tertinggal di alat (kg)
