FRYING VACUUM MACHINE DESIGN
AND VACUUM TUBE
THERMAL ANALYSIS USING CATIA P3 V5R14
Agung Dwi Sapto, Dr. Sri Poernomo Sari, ST., MT
Undergraduate Program, Industry Technology, 2010
Gunadarma University
http://www.gunadarma.ac.id
Keywords: Vacuum, Design, Pressure, Temperature, CATIA
ABSTRACT:
Vacuum frying machine is a food processing machine using a vacuum system.In
operation the engine working at maximum temperature of 95 ° C with the primary
vacuum tube. And the role of the main components is very important, because it is
necessary for good design and one of them is in terms of strength, where the tube
is received loads of temperature and vacuum pressure. In writing this essay,
discussed the vacuum frying machine design and analysis of static pressure on the
main tube through the simulation by using the CATIA V5R14 software. Static
analysis is performed on the main tube with vacuum frying temperature variation
of 27 ° C, 60 ° C and 95 ° C. Material main tube vacuum frying machine used is
steel AISI 304 Stainless Steel. The results of some static pressure loading
produced a maximum von mises stress 2.02 x 108 N/m2 with a value of 3.28 mm
maximum shift. From the analysis of the voltage value obtained safety factor of
1.01.
PERANCANGAN MESIN VACUUM FRYING DAN ANALISA THERMAL TABUNG
VACUUM MENGGUNAKAN SOFTWARE CATIA P3 V5R14
NPM : 20405033
Nama : Agung Dwi Sapto
Pembimbing : Dr. Sri Poernomo Sari, ST., MT Tahun Sidang : 2010
Subjek : Perancangan, Judul
PERANCANGAN MESIN VACUUM FRYING DAN ANALISA THERMAL TABUNG VACUUM
MENGGUNAKAN SOFTWARE CATIA P3 V5R14 Abstraksi
Mesin vacuum frying adalah mesin pengolahan makanan dengan menggunakan sistem vacuum. Dalam pengoperasiannya mesin bekerja pada suhu maksimal 95°C dengan tabung utama vacuum. Dan peranan dari komponen utama tersebut sangatlah penting, karena itu perlu dilakukan perancangan yang baik dan salah satunya yaitu dari segi kekuatan, dimana tabung tersebut menerima beban dari temperature dan tekanan vacuum. Dalam penulisan skripsi ini, dibahas mengenai perencanaan mesin vacuum frying serta analisa tekanan statik pada tabung utama melalui simulasi dengan menggunakan software CATIA V5R14. Analisa statik tersebut dilakukan pada tabung utama mesin vacuum frying
dengan variasi temperature 27°C, 60°C, dan 95°C. Material tabung utama mesin vacuum frying yang dipakai adalah baja Stainless Steel AISI 304. Adapun hasil dari beberapa pembebanan tekanan static tersebut menghasilkan tegangan von mises
maksimal 2,02 x 108 N/m2 dengan nilai peralihan maksimal sebesar 3,28 mm. Dari besar tegangan yang dianalisa didapatkan nilai faktor keamanan sebesar 1,01.
PERANCANGAN MESIN VACUUM FRYING DAN ANALISA THERMAL
TABUNG VACUUM MENGGUNAKAN SOFTWARE CATIA P3 V5R14
Dr. Sri Poernomo Sari, ST., MT *), Agung Dwi Sapto **)
*)
Dosen Teknik Mesin Universitas Gunadarma
**) Alumni Teknik Mesin Universitas Gunadarma
Abtraksi
Mesin vacuum frying adalah mesin pengolahan makanan dengan menggunakan sistem vacuum. Dalam pengoperasiannya mesin bekerja pada suhu maksimal 95°C dengan tabung utama vacuum. Dan peranan dari komponen utama tersebut sangatlah penting, karena itu perlu dilakukan perancangan yang baik dan salah satunya yaitu dari segi kekuatan, dimana tabung tersebut menerima beban dari temperature dan tekanan vacuum. Dalam penulisan skripsi ini, dibahas mengenai perencanaan mesin vacuum frying serta analisa tekanan statik pada tabung utama melalui simulasi dengan menggunakan software CATIA V5R14. Analisa statik tersebut dilakukan pada tabung utama mesin vacuum frying dengan variasi temperature 27°C, 60°C, dan 95°C. Material tabung utama mesin vacuum frying yang dipakai adalah baja Stainless Steel AISI 304. Adapun hasil dari beberapa pembebanan tekanan static tersebut menghasilkan tegangan von mises maksimal 2,02 x 108 N/m2 dengan nilai peralihan maksimal sebesar 3,28 mm. Dari besar tegangan yang dianalisa didapatkan nilai faktor keamanan sebesar 1,01.
Kata Kunci: Vacuum, Perancangan, Tekanan, Temperatur, CATIA
I. Pendahuluan
Makanan merupakan kebutuhan vital bagi seluruh mahkluk hidup. Bagi manusia makanan merupakan kebutuhan pokok untuk itu makanan selain hanya sebagai penghilang rasa lapar tetapi sebagai penunjang semua kegiatan tubuh manusia. Makanan juga mengandung banyak zat gizi yang dibutuhkan tubuh manusia terutama untuk pertumbuhan. Zat gizi yang terkandung dalam makanan pun sesuai dengan jenis bahan makanannya
sendiri sehingga tiap-tiap bahan makanan mempunyai karakeristik yang berbeda. Untuk mempertahankan zat gizi yang dikandung dalam bahan makanan dibutuhkan cara pengolahan yang tepat agar zat tersebut tidak terbuang percuma.
Sistem pengolahan yang dibutuhkan adalah yang cepat, murah, higienis serta memiliki hasil yang baik. Oleh karena itu sudah tidak asing lagi bagi kelompok masyarakat dalam penggunaan mesin pengolahan makanan
seperti mesin vacuum frying ini. Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah mengetahui kekuatan tabung vacuum pada mesin vaccum frying saat beroperasi pada suhu maksimal.
II Landasan Teori
2.1 CATIA
Dari masa ke masa perkembangan teknologi semakin pesat dan maju. Demikian juga dengan perkembangan
software dalam bidang teknik yang salah
satunya adalah Program Catia. Catia merupakan software dalam bidang gambar teknik yang dapat dipergunakan untuk mendisain suatu rancangan. Keberadaan
software Catia ini sangat membantu bidang
teknik karena perancangan yang dihasilkan dilakukan secara komputerisasi.
Program CATIA (Computer Aided
Three-Dimensional Interactive Application)
juga merupakan program komputer yang dibuat dengan mendasarkan pada teori yang terdapat dalam perumusan metode elemen hingga. Dengan program ini, peneliti hanya membuat model tiga dimensinya dan analisa dapat dilakukan dengan hasil yang langsung dapat diketahui. Pemodelan disini meliputi
diskritisasi benda kerja, pemilihan dan
penerapan elemen, pendevinisian tumpuan, serta beban yang bekerja.
2.2 Sifat Mekanik Bahan [1]
1. Elastisitas
Dalam memilih material logam untuk pembuatan tabung vacuum pada
mesin vacuum frying, yang harus diperhatikan adalah sifat-sifat material, antara lain kekuatan (strength), keliatan
(ductility), kekerasan (hardness), dan
kekuatan lelah (fatique strength). 2. Deformasi
Deformasi terjadi bila bahan mengalami gaya. Selama deformasi, bahan menyerap energi sebagai akibat adanya gaya yang bekerja sepanjang deformasi. Sekecil apapun gaya yang bekerja, maka benda akan mengalami perubahan bentuk dan ukuran. Perubahan ukuran secara fisik ini disebut sebagai deformasi. Deformasi ada dua macam, yaitu deformasi elastis dan deformasi plastis.
3. Kekuatan Tarik
Kekuatan tarik adalah kemampuan beban menahan atau menerima beban atau tegangan tarik sampai putus. Kekuatan tarik suatu bahan dapat ditetapkan dengan membagi gaya maksimal dengan luas penampang mula.
4. Kekuatan luluh
Kekuatan luluh yaitu harga tegangan terendah dimana material mengalami deformasi plastis.
5. Keuletan
Menyatakan energi yang
di-absorbsi (diserap) oleh suatu bahan
sampai titik patah. 6. Kekerasan
Yaitu adanya daya tahan suatu bahan (permukaan bahan) terhadap
penusukan) bahan lain yang lebih keras dengan bentuk tertentu dibawah pengaruh gaya tertentu.
2.3 Stainless Steel [ 2]
Baja steinless merupakan baja paduan yang mengandung minimal 10,5 % Cr. Sedikit baja steinless mengandung lebih dari 30% Cr atau kurang dari 50% Fe. Daya tahan Steinless Steel terhadap oksidasi yang tinggi diudara ataupun dalam suhu lingkungan biasanya dicapai karena adanya tambahan minimal 13% (dari berat) krom. Lapisan ini terlalu tipis untuk dilihat sehingga logamnya akan tetap berkilau. Lapisan ini tahan air dan udara sehingga melindungi logam yang ada dibawah lapisan tersebut.
Pada dasarnya untuk membuat besi yang tahan karat krom merupakan salah satu bahan paduan yang paling penting. Penambahan kromium (Cr) bertujuan untuk meningkatkan ketahanan korosi dan membentuk lapisan oksida (Cr2O3) dan ketahanan terhadap oksidasi
tempertur tinggi. Penambahan Nikel (Ni) bertujuan untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi tegangan dalam media pengkorosi netral atau lemah, serta meningkatkan keuletan atau mampu bentuk logam. Sedangkan unsur aluminium (Al) meningkatkan pembentukan lapisan oksida pada temperatur tinggi.
2.4 Kondensor [4]
Kondensor merupakan alat yang berfungsi untuk mengkondensasikan uap menjadi air dan berubah fasanya dari uap menjadi cair. Panas dari uap tersebut keluar melalui dinding-dinding kondensor. Menurut media system pendinginnya, kondensor dibagi menjadi 3 jenis, yaitu:
1. Aircooled Condensor yaitu
kondensor yang didinginkan oleh udara dibantu fan.
2. Watercooled Condensor yaitu
kondensor yang diinginkan oleh air dibantu pompa.
3. Evaporator Condensor yaitu
kondensor yang didinginkan oleh air dan udara.
Panas yang dibuang oleh uap yang berkondensasi akan meningkatkan temperatur media pendingin kondensor yaitu air pada watercooled condenser dan udara pada aircooled condenser.
2.5 Konsep Tekanan dan Temperatur
Tekanan (Pressure)
Tekanan dan volume merupakan hal yang saling berkaitan dimana tekanan merupakan hasil dari tumbukan molekul-molekul terhadap dinding kontainer (wadah) atau pada permukaan liquid. Meningkatnya volume cenderung mereduksi tekanan karena hal ini berarti memperlebar jarak antar molekul-molekul dan juga jarak molekul untuk dapat menumbuk dinding kontainer. Udara terdiri dari macam-macam gas (Nitrogen,
Oksigen, Karbondioksida, dll.). Gas-gas tersebut terdiri dari molekul-molekul dan atom-atom.
Jadi tekanan udara pada suatu ketinggian tertentu adalah gaya persatuan luas yang diusahakan oleh udara - udara pada ketinggian tersebut, maka :
Temperatur [5]
Dalam fisika suhu adalah properti fisik dari sebuah sistem yang mendasari pengertian umum dari pana dan dingin. Sesuatu yang terasa lebih panas umumnya memiliki temperatur yang tinggi. Suhu merupakan salah satu parameter utama termodinamika. Jika tidak ada aliran panas bersih terjadi antara dua benda, objek memiliki suhu yang sama; jika panas mengalir dari benda panas ke benda dingin. Ini adalah isi dari hukum termodinamika zeroth.
2.6 Silinder Dinding Tipis [6]
Suatu tangki silinder berisi gas atau fluida dengan tekanan P (N/m2
)
mengalami gaya tarik yang menahan gaya pecah yang terjadi sepanjang penampang logitudinal dan melintang. Hal ini dapat terlihat pada penampang longitudinal silinder A-A yang dibebani tekanan dalam serta diagram benda bebas setengah silinder dengan arah penampang A-A.
Dari gambar dapat dilihat bahwa total gaya pecah F, bekerja normal pada bidang potong A-A, ditahan oleh gaya P
yang bekerja pada setiap permukaan potong dinding silinder. Dari kesimpulan tersebut didapatkan persamaan :
F = pDL = 2P
Kondisi silinder yang diisi dengan fluida sebanyak setengah volume akan mengalami tekanan. Hal ini karena fluida memindahkan tekanan yang sama kesemua arah, maka distribusi tekanan pada silinder sama yang bekerja diatas permukaan benda.
Sedangkan tegangan di penampang longitudinal yang menahan gaya pecah F diperoleh dengan membaginya dengan luas kedua potong permukaan. Tegangan ini biasanya disebut dengan tegangan tangensial karena bekerja menyinggung permukaan silinder. Nama umum lainnya adalah tegangan keliling, tegangan simpul dan tegangan lilitan. Tegangan yang dihitung dengan persamaan diatas adalah tegangan rata-rata, untuk silinder yang memiliki ketebalan dinding sama dengan
1/10 atau kurang dari jari-jari dalamnya, prinsipnya sama dengan tegangan maksimum pada permukaan dalam.
III. PERANCANGAN MESIN VACUUM FRYING DAN ANALISA THERMAL TA
BUNG VACUUM
3.1 Perancangan Mesin Vacuum Frying
Gambar 3.1 Rancangan Mesin Vacuum Frying
Data geometri mesin vacuum
frying yang digunakan dalam analisa ini
mengacu pada pengukuran langsung atau manual yang peneliti lakukan. Satuan yang dipakai untuk geometri ini adalah mm (millimeter).
Tabel 3.1 Spesifikasi Mesin Vacuum Frying
Material Tabung Vacuum
Stainless Steel AISI 304 750 x 600 x 715 mm (2mm)
Material Saringan Dalam
Stainless Steel AISI 201 Ø 350 x 502 mm (0,4mm) Material Rangka
dudukan Tabung
Besi Konstruksi AISI 1010 1400 x 600 x 780 mm
Kondensor Watercooled Condensor
Pompa / Sistem Vacuum
Water Jet Pump
Burner LPG (2 Tungku)
Pengaturan Temperatur
Otomatis
Goreng vakum (vacuum drying), yakni menggoreng pada kondisi di bawah normal tekanan atmosfer (1 atm) dengan cara menyedot / mengeluarkan udara dari
dalam penggoreng yang tertutup. Pada sistem vakum menyebabkan beberapa kondisi sebagai berikut: suhu didih/uap minyak goreng dan air menjadi turun, seiring dengan derajat kevakuman. Untuk prinsip kerja vacuum frying adalah menghisap kadar air dalam sayuran dan buah dengan kecepatan tinggi agar pori-pori daging buah-sayur tidak cepat menutup, sehingga kadar air dalam buah dapat diserap dengan sempurna. Prinsip kerja ini didapat dengan mengatur keseimbangan suhu dan tekanan vakum.
Gambar 3.2 Proses Perancangan dan Analisis Mesin Vacuum Frying
3.2 Perancangan Tabung Vacuum
Tabung vacuum pada mesin vacuum frying merupakan bagian vital karena dalam tabung tersebut proses pengolahan bahan makanan dilakuakan dengan sistem vacuum. Oleh karena itu besaran dimensi tabung menentukan kapasitas produksi dari mesin serta hasil
yang dihasilkan oleh mesin. Material yang digunakan untuk tabung vacuum pada mesin vacuum frying adalah Stainless Steel AISI Type 304.
Berikut ini adalah spesifikasi dari perancangan tabung mesin vacuum frying :
3.3 Penentuan Parameter Analisis. Dalam skripsi ini, peneliti melakukan
analisa kekuatan struktur serta tegangan luluh maksimal dari bagian utama pada mesin vacuum frying yaitu tabung vacuum pada mesin vacuum frying dengan menggunakan bahan dasar Plate Stainless Steel dengan ketebalan 2mm. Analisis difokuskan pada tekanan yang dialami tabung pada keadaan temperatur 27 °C, 60 °C, dan 95 °C.
Material Tabung Vacuum
Adapun kondisi-kondisi batas yang telah dilakukan adalah sebagai berikut :
1. Input Material.
Input material adalah penentuan jenis bahan atau meterial yang digunakan pada pembuatan produk. Hal ini sangat berpengaruh pada nilai besaran hasil analisis yang dilakukan pada produk. Untuk material yang digunakan pada mesin vacuum frying khususnya tabung vacuum adalah Stainless Steel AISI Type 304 dengan spesifikasi sebagai berikut :
Tabel 3.5 Komposisi Elemen Material Tabung Stailess Steel SS Type 304 [7]
Tabel 3.6 Spesifikasi Elemen Material Tabung Stailess Steel SS Type 304 [7]
Material Tabung Stainless Steel AISI 304 Tebal Plate Tabung 2 mm Diameter Tabung 500 mm Panjang Tabung 650 mm Dimensi Tabung (L x W x H) 750 x 600 x 715 mm
2. Restraint
Clamp Restraint adalah suatu restraint yang diaplikasikan pada suatu permukaan dimana semua titik nodal dipermukaan tersebut diblokir pada analisis yang dilakukan.
Clamp diberikan agar permukaan tidak bergerak sesuai kondisi batas yang sesuai dengan kondisi batas sesungguhnya pada sistem yang dianalisis.
3. Beban (Load).
Beban yang bekerja pada sistem ini berupa beban tetap. Beban tetap yaitu beban dengan besar yang konstan dan dengan kedudukan yang tetap. Beban dari tekanan (pressure) dan temperatur yang dihasilkan oleh akibat proses pembakaran saat mesin atau sistem vacuum beroperasi.
Penentuan Posisi Kaku (Clamp)
Suatu analisis statis selalu terdapat bagian yang dianggap kaku (fix), bagian tersebut menjadi pemegang
(clamp) dari struktur. Bagian yang
dianggap fix dapat berupa permukaan yang rata atau terikat dengan komponen lain. Penempatan posisi clamp sangat menentukan hasil analisa. Apabila salah dalam menetukan posisi clamp, dapat berakibat fatal bagi keamanan dari komponen yang digunakan setelah proses analisa. Untuk itu penentuan posisi clamp perlu diperhatikan lebih baik.
Gambar 3.14 Penentuan clamp
Pemberian Tekanan (pressure)
Langkah berikutnya adalah memberikan tekanan (pressure) disesuaikan dengan tekanan yang diterima komponen pada saat aplikasi komponen tersebut. Jenis tekanan yaitu tekanan terdistribusi rata.
Gambar 3.15 Pemberian Tekanan (Pressure)
Pemberian Temperatur
Temperatur field adalah suatu kondisi dimana benda tersebut dikenai oleh temperatur. Jadi asumsinya adalah tabung
vacuum dikenai temperatur secara homogen dengan posisi burner tepat dibawah tabung.
Temperaturnya adalah 27°C, 60°C, dan 95°C. Besar temperatur ini diambil dari temperatur minimum, pertengahan dan maksimal dari proses kerja mesin vacuum frying.
Gambar 3.16 Pemberian Temperatur
3.4 Hasil Analisis Tabung Vacuum Frying.
Setelah proses perhitungan dengan CATIA telah selesai sampai akhir, maka hasil analisis dan simulasi dapat diketahui yaitu harga-harga terendah sampai harga tertinggi yang dapat dilihat secara langsung pada tampilan CATIA.
Sedangkan untuk hasil yang lebih detail dapat dilihat dalam basic analysis
report yang telah penulis susun dalam
lampiran. Dari hasil analisis statis dengan
software CATIA dapat diketahui tegangan
maksimal dan minimal yang terjadi pada struktur obyek yang dianalisis tersebut.
Analisis tekanan tabung pada temperatur 27°C
Merupakan suatu kondisi tabung vacuum berada pada temperatur ruangan dimana mesin dalam keadaan mati atau baru saja mulai beroperasi atau dipanaskan. Kondisi ini dapat digunakan untuk menguji kekuatan material dari tabung dalam keadaan normal sehingga dapat diketahui kekuatan maksimal dari tabung vacuum saat menahan tekanan pada temperatur 27°C.
Gambar 3.18 Translation displacement Temperatur 27°C.
Gambar 3.19 Von Misses Stress Stainlees Steel AISI 304
Gambar 3.20 Aliran Panas Tabung Vacuum pada temperatur 27°C
Analisis tekanan tabung pada temperatur 60°C
Merupakan suatu kondisi tabung vacuum berada pada temperatur mesin saat beroperasi. Kondisi ini dapat digunakan untuk menguji kekuatan material dari tabung dalam keadaan panas menengah sehingga dapat diketahui kekuatan maksimal dari tabung vacuum saat menahan tekanan pada temperatur 60°C.
Gambar 3.21 Translation displacement Temperatur 60°C.
Gambar 3.22 Von Misses Stress Stainlees Steel AISI 304 pada
temperatur 60°C
Gambar 3.23 Aliran Panas Tabung Vacuum pada
temperatur 60°C
Analisis tekanan tabung pada temperatur 95°C
Merupakan suatu kondisi tabung vacuum berada pada temperatur maksimal mesin saat beroperasi. Kondisi ini dapat digunakan untuk menguji kekuatan material dari tabung dalam keadaan panas maksimal sehingga dapat diketahui kekuatan maksimal dari tabung vacuum saat menahan tekanan pada temperatur 95°C.
Gambar 3.24 Translation displacement Temperatur 95°C.
Gambar 3.25 Von Misses Stress Stainlees Steel AISI 304 pada
temperatur 95°C
Gambar 3.26 Aliran Panas Tabung Vacuum pada
temperatur 95°C
Dari hasil analisis keseluruhan pada tabung vacuum, mesin vacuum frying dapat terlihat kenaikan tegangan Von
Misses Stress berdasarkan temperatur
analisis yang dikenakan. Semakin tinggi temperatur yang dikenakan pada tabung maka semakin tinggi juga tegangan Von
Misses Stress yang terjadi selain itu juga Translation displacement dari tabung juga ikut meningkat. Sedangkan untuk tabung vacuum pada mesin vacuum frying saat beroperasi temperatur maksimal yang dikenakan adalah sekitar 95°C. Perbandingan hasil analisis dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 3.7 Perbandingan Hasil Analisis Tabung Mesin Vacuum Frying
No Temperatur (°C) Von Misses Stress (N/m2) Translation displacement (mm) 1 27 4,716x107 0,764 2 60 1,146x108 1,86 3 95 2,02x108 3,28
Grafik 3.1 Von Misses Stress Tabung Vacuum.
Von Misses Stress Tabung Vacuum
4,72E+07 1,15E+08 2,02E+08 0,00E+00 5,00E+07 1,00E+08 1,50E+08 2,00E+08 2,50E+08 27 60 95 Temperatur (°C) V o n M iss es S tr ess ( N /m 2 )
Von Misses Stress (N/m2)
Grafik 3.2 Translation Displacement Tabung Vacuum.
Translation Displacement Tabung Vacuum 0,764 1,86 3,28 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 27 60 95 Temperatur (°C) Tr an sl at io n D ispl ace m e n t ( m m ) Translation displacement (mm)
Grafik 3.3 Perbandingan Von Misses Tabung
Temperatur 27°C, 60°C, dan 95°C
Grafik 3.4 Perbandingan Translation Displacment Tabung Temperatur 27°C, 60°C, dan 95°C
Jika dilihat dari hasil analisis tabung secara keseluruhan dengan tingkat tegangan von misses maksimum tabung adalah sebesar 2,05x108N/m2 serta
translation displacement maksimal tabung adalah 3,28 mm pada temperatur 95°C, maka tabung dapat dinyatakan dalam keadaan krisis.
Hal ini dapat menyebabkan tabung meledak karena tekanan yang dihasilkan saat tabung beroperasi sangat tinggi. Oleh sebab itu peranan sistem vacuum pada mesin vacuum frying saat beroperasi adalah vital karena menjaga tekanan vacuum tabung agar tidak melebihi batas ketahanan bahan. Selain itu konsole pengatur temperatur otomatis tabung juga
membantu mempertahankan temperatur kerja saat mesin beroperasi agar tidak lebih dari 85°C - 95°C.
Faktor Keamanan
Dengan melakukan analisa komputer tersebut, maka kita dapat mengetahui faktor keamanan dari elemen yang kita rancang. Ditinjau dari faktor keamanan pada material yang digunakan pada tabung mesin vacuum frying haruslah lebih besar daripada 1,0 jika harus dihindari kegagalan. Bergantung pada keadaan, maka faktor keamanan yang harganya sedikit diatas 1,0 hingga 10 yang dipergunakan.
Dengan menggunakan rumus untuk mendapatkan faktor keamanan dimana:
Sy = Tegangan luluh material
σe =Tegangan Von misses maksimum
Factor of safety :
Faktor keamanan yang digunakan pada tabung mesin vacum frying ini dihitung berdasarkan perbandingan tegangan luluh maksimal material tabung yang menggunakan meterial jenis Stainless Steel AISI Type 304 dengan tegangan von misses maksimum adalah sebesar 2,05x108N/m2 . Maka akan didapatkan nilai faktor keamanan tabung untuk analisis pada
S
y(N/m
2)
η =
σ
e(N/m
2)
temperatur maksimal tabung vacuum saat beroperasi (95°C).
Berikut ini adalah hasil perhitungan faktor keamana tabung vacum pada analisis temperatur 95°C dengan tegangan maksimal sebesar 2,02x108 N/m2 adalah
sebagai berikut:
Temperatur 95°C, factor of safety :
IV PENUTUP
Berdasarkan hasil dari analisa pembebanan tekanan dengan menggunakan software CATIA V5R14 pada tabung vacuum mesin vacuum frying maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Dari hasil pembebanan tekanan pada temperatur analisis 27°C, 60°C, dan 95°C pada tabung vacuum mesin vacuum frying, maka diperoleh hasil tegangan maksimal dari keseluruhan yaitu:
− Tegangan maksimum von mises sebesar: 2,02 x 108 N/m2
− Translasi vektor peralihan maksimum sebesar: 3,28 mm 2. Dan dari hasil diatas didapat nilai faktor
keamanan untuk tabung vacuum sesuai dengan jenis material yang pakai Stailess Steel AISI 304, yaitu sebesar: Factor of safety (η) = 1,01
3. Jika dilihat dari hasil analisis tabung secara keseluruhan dengan tingkat tegangan von misses maksimum tabung adalah sebesar 2,05 x 108
N/m2 serta translation displacement
maksimal tabung adalah 3,28 mm pada temperatur 95°C, maka tabung dapat dinyatakan dalam keadaan krisis.
4. Peranan sistem vaccuum pada mesin vacuum frying saat beroperasi adalah vital karena menjaga tekanan vacuum tabung agar tidak melebihi batas ketahanan bahan Stailess Steel AISI 304.
5. Selain itu konsole pengatur temperatur otomatis tabung juga membantu mempertahankan temperatur kerja saat mesin beroperasi agar tidak lebih dari 85°C - 95°C.
DAFTAR PUSTAKA
1. Sriwidharto., Ilmu Bahan, Cetakan ketiga, Jakarta, Pradnya Paramita, 1996.
2. Surdia, T. dan Saito, S.,
Pengetahuan Bahan Teknik,
Jakarta, Pradnya Paramita, 1995.
3. Situs internet :
http://www.scribd.com/doc/9002232/S tainless-Steel-1
4. E. Karyanto, Drs. Emon Parlingga.,
Teknik Mesin Pendingin, Jakarta, Restu Agung, 2005. 5. Situs internet : http://id.wikipedia.org/wiki/Panas
2,05x10
8(N/m
2)
η = = 1,01
2.02x10
8(N/m
2)
6. Ferdinan L. Singer, Andrew Pytel.,
Ilmu Kekuatan Bahan, edisi Ketiga,
Ahli bahasa, Ir. Darwin Sebayang, Jakarta, Erlangga, 1995. 7. Situs internet : http://www.efunda.com/materials/alloys /stainless_steels 8. Situs internet : http://pdfdatabase.com/index.php.guid e+catia+english+pdf
![Tabel 3.6 Spesifikasi Elemen Material Tabung Stailess Steel SS Type 304 [7]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/4553201.3309170/8.918.194.778.293.1063/tabel-spesifikasi-elemen-material-tabung-stailess-steel-type.webp)
