SENATEK 2015| Malang, 17 Januari 2015 599
Rancang Bangun
Mesin Pengolahan Kopi Terpadu
Sri Indriani1, Sanny Andjar Sari2
1) Program Studi Teknik Industri, ITN Malang e-mail: indri000@yahoo.com
ABSTRAK
UD. Karya Aneka Sejahtera, Pakisaji Malang merupakan industri rumah tangga yang bergerak dibidang pengolahan biji kopi. Untuk mendapatkan kopi bubuk yang berkualitas ada beberapa tahap yang sangat berpengaruh dari hasil nikmatnya tiap-tiap biji kopi yaitu peroses penggorengan dan peggilingan, adapun alat yang digunakan industri rumah tangga tersebut saat ini adalah menggunakan wajan sebagai penggorengannya dan penggilingan biji kopi menggunakan slep manual. Proses pengolahan biji kopi dengan cara manual mempunyai banyak kekurangan, antara lain biji kopi yang digoreng tidak sepenuhnya merata, dan biji kopi yang digiling cara manual hasilnya tidak maksimal,dan membutuhkan waktu yang lama. Sehingga untuk melakukan proses pengolahan dari biji kopi sampai menjadi kopi bubuk memerlukan waktu 1,5 jam/kg kopi bubuk belum terlebih lagi proses pengerjaannya juga terpisah.
Metode yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahan adalah dengan melakukan pengamatan dan pengumpulan data antropometri dan waktu proses pengolahan kopi. Selain itu juga dilakukan analisa aktifitas, analisa ergonomi, analisa teknis, dan proses pengolahan kopi
Dari hasil penelitian didapatkan suatu alat penggorengan biji kopi dengan menggunakan tabung sistem penggorengan tertutup, serta penggilingan biji kopi menggunakan sistem gilas dua arah. Dengan harapan produksi bubuk kopi yang dihasilkan lebih berkualitas sehingga produk bubuk kopi mampu bersaing dipasaran. Waktu baku (Wb) alat lama proses pengolahan biji kopi dari 1,5 jam menjadi 1 jam , dan out put standart (Os) cara kerja lama 0,7 kg/jam menjadi 1,5 kg/jam sehingga prosentase kenaikan out put standart 200 %.
Kata Kunci : Perancangan dan Pembuatan Mesin Kopi Bubuk.
Pendahuluan
UD. Karya Aneka Sejahtera, Pakisaji Malang merupakan industri rumah tangga yang bergerak dibidang pengolahan biji kopi. Untuk mendapatkan kopi bubuk yang berkualitas ada beberapa tahap yang sangat berpengaruh dari hasil nikmatnya tiap-tiap biji kopi yaitu peroses penggorengan dan peggnilingan. Kesulitan dan kekurangan yang dialami pada proses pengolahan biji kopi ini terletak pada saat proses penggorengan biji kopi dimana kopi dimasukan kedalam wajan dengan menggunakan kompor sebagai pembakarannya dan diaduk secara manual menggunakan tenaga manusia, namun apabila biji kopi tidak terus menerus diaduk dalam keadaan api terus menyala maka hasil penggorengan biji kopi menjadi tidak maksimal, ada sebagian sisi biji kopi yang tidak tergoreng.
Dan tahap proses selanjutnya adalah penggilingan biji kopi yang sudah digoreng dimasukan ke dalam alat slep manual, proses penggilinganya menggunakan dua buah besi berduri yang memutar satu arah dengan bantuan tenaga manusia sebagai pemutarnya, prosesnya biji kopi yang digiling masih belum maksimal tingkat kehalusan bubuknya disebabkan biji kopi hanya melewati dua buah besi berduri yang tidak rapat dan hanya satu kali melewati penggilingan tersebut.
Berdasarkan atas pertimbangan diatas dibutuhkan mesin pengolahan kopi terpadu yang terdiri dari alat penggorengan biji kopi dengan menggunakan tabung sistem penggorengan tertutup, serta penggilingan biji kopi menggunakan sistem gilas dua arah. Dengan harapan produksi bubuk kopi yang dihasilkan lebih berkualitas sehingga produk bubuk kopi mampu bersaing dipasaran.
SENATEK 2015| Malang, 17 Januari 2015 600
Berkaitan dengan hal tersebut diatas, dapat dipahami proses produksi pengolahan biji kopi yang digunakan tidak ergonomis, dengan hal ini maka perancangan yang akan dilakukan adalah pemberian fasilitas kerja pada operator, perbaikan prosedur kerja yang lebih baik dengan pendekatan prinsip – prinsip dengan mempertimbangkan sifat, kemampuan, keterbatasan manusia dan cara pelaksanaan yang efektif, sederhana serta memberi kemudahan bagi operator dalam bekerja. Adapun tujuan dari penelitian adalah sebagai berikut mempermudah atau mempercepat waktu proses pengolahan biji kopi dan meningkatkan hasil produksi bubuk kopi.
Metode Penelitian
Tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah: 1. Survey data lapangan.
Dengan pelaksanaan observasi di lapangan akan diketahui permasalahan yang ada yaitu alat pengolahan biji kopi menjadi kopi bubuk yang sudah ada saat ini.
2. Pengumpulan data Antropometri
Dalam penelitian selalu diperlukan data yang digunakan sebagai penunjang.
Data tersebut adalah data antropometri yang berhubungan dengan ukuran dan gerak tubuh, yang dilakukan oleh operator melakukan aktifitas langsung dengan cara lama.
3. Pengolahan data Antropometri
Pengolahan data Antropometri yang diperoleh dari dimensi tubuh orang dewasa, akan dipergunakan dalam penyusunan tabel antropometri beserta uji keseragaman data dan kecukupan data.
Pengolahan data antropometri tersebut nantinya akan dipergunakan sebagai dasar perancangan dan pembuatan mesin kopi bubuk yang sesuai dengan prinsipnya.
4. Perancangan dan Pembuatan Mesin Kopi Bubuk
Dari data antropometri yang telah dibuat, nantinya akan digunakan sebagai pedoman dalam pembuatan mesin kopi bubuk yang ukurannya sesuai dengan pemakai. Perancangan mesin pengolahan kopi ini juga dilakukan analisa aktifitas dan kebutuhan, ergonomi, perhitungan waktu kerja, mengukur beban torsi dengan software manneqin pro dan teknis, alternatif desain dan , penentuan desain. Dengan demikian diharapkan akan mampu memberi rasa nyaman dan aman bagi operator serta mempermudah orang dewasa (operator) dalam pengoperasiannya.
Hasil dan Pembahasan
1. Analisa Aktifitas
Analisa aktifitas adalah analisa yang dilakukan untuk mengetahui aktifitas yang dilakukan pada saat menggunakan fasilitas kerja ini, sehingga dapat ditentukan faktor apa saja yang mempengaruhi dalam aktifitas. Berikut ini adalah aktifitas yang berkaitan dengan penggunaan fasilitas kerja dan sarana yang berhubungan langsung dengan penggunaan stasiun kerja ini.
a. Aktifitas Secara Umum
Dalam hal ini yang dimaksud aktifitas secara umum adalah aktifitas yang dilakukan didalam pengoperasian mesin pengolah biji kopi menjadi bubuk kopi antara lain:
- Menyiapkan bahan baku dan alat-alat kerja yang sudah ada - Jam kerja dimulai pukul 07.00 s/d 15.30 WIB
- Pekerja atau operator membersihkan alat dan bengkel kerja dan lainnya pada pukul 15.00 WIB
b. Aktifitas Secara Khusus
Dalam hal ini untuk mengetahui aktifitas-aktifitas yang dilakukan pada saat menggunakan alat kerja yang ada.
2. Analisa Kebutuhan
Analisa kebutuhan dibuat untuk menentukan tingkat kebutuhan yang diinginkan pengguna terhadap segala fasilitas yang ada atau terdapat pada fasilitas kerja yang efisien dan ergonomis.
SENATEK 2015| Malang, 17 Januari 2015 601
3. Analisa Ergonomi
Data anthropometri digunakan sebagai dasar pertimbangan untuk menentukan ukuran dari desain fasilitas kerja yang akan dirancang, yang berhubungan dengan anggota tubuh manusia sebagai penggunanya, diantaranya adalah:
a. Keamanan
Didalam mendesain mesin atau produk perlu memperhatikan faktor-faktor yang dapat mengganggu aktifitas pengguna, salah satu faktornya adalah faktor keamanan yang harus diperhatikan agar dalam penggunaan, operator tidak khawatir akan keselamatannya dan timbul rasa was-was. Faktor keamanan disini sangat perlu untuk dipertimbangkan dalam proses pendesainan mesin pengolah biji kopi menjadi kopi bubuk.
b. Kemudahan
Penerapan-penerapan yang pas didalam proses mendesain akan berpengaruh dalam penggunaannya terutama tentang kemudahan, faktor ini juga harus diperhatikan agar hasilnya dapat dirasakan oleh semua pihak yang menjadi operator dan juga sesuai dengan alur dan sasaran perancangan. Oleh karena itu kemudahan dalam pengoperasiannya pun harus diperhatikan sekali mengingat pengguna atau operator bukan hanya 5% tile saja tetapi 50% dan 95% juga menggunakan mesin tersebut.
c. Kenyamanan
Pada saat menggunakan mesin baru, kenyamanan yang harus diterapkan dalam stasiun kerja ini adalah dimana mesin ini dapat diletakan diberbagai posisi dan kondisi lapangan rasa nyaman yang diperoleh dari fasilitas kerja yang baru ini adalah dengan menerapkan anthropometri pengguna serta fasiliitas pendukung lainnya.
d. Anthropometri
Aspek-aspek ergonomi dalam suatu perancangan adalah suatu faktor yang penting juga hal tersebut merupakan pembahasan mengenai dimensi tubuh pengguna yang biasa disebut dengan data anthropometri. Data anthropometri digunakan sebagai dasar pertimbangan menentukan ukuran dari desain stasiun kerja baru yang akan dirancang, yang berhubungan dengan anggota tubuh manusia sebagai penggunanya. Data anthropometri yang digunakan adalah sebagai berikut :
a. Tinggi Mata Duduk
- Aplikasi : Untuk menentukan tinggi konstruksi mesin. - Persentil yang digunakan = P5
- Hasil pengukuran P5 = 96 cm
- Pertimbangan : Dengan menggunakan P5 maka operator dapat mengontrol operasi mesin.
b. Tinggi Siku Duduk
- Aplikasi : Untuk menentukan lebar mesin. - Persentil yang digunakan = P95
- Hasil pengukuran P95 = 73.07 cm
- Pertimbangan : Dengan menggunakan P95 maka operator dengan nyaman mengoperasikan mesin dan dapat bergerak dengan leluasa.
4. Spesifikasi Produk
Spesifikasi produk meliputi kriteria komponen yang dipergunakan untuk perancangan fasilitas kerja mesin pengolah biji kopi menjadi kopi bubuk. Adapun komponen-komponen yang ada dan dipergunakan pada mesin pengolah biji kopi menjadi kopi bubuk adalah sebagai berikut :
a. Tabung Tertutup
Tabung tertutup adalah alat yang digunakan untuk tempat proses penggorengan biji kopi, dengan spesifikasi sebagai berikut :
Panjang : 40 cm
Diameter tabung oven : 30 cm
Bahan : Teflon dan Stainlesteel Kapasitas kopi dalam tabung : ± 5 kg
SENATEK 2015| Malang, 17 Januari 2015 602
b. Rangka Penyangga Mesin
Rangka Penyangga adalah alat yang berfungsi menahan beban dinamis dari mesin. Spesifikasi rangka adalah sebagai berikut :
Panjang : 95 cm
Lebar : 50 cm
Tinggi : 110 cm
Bahan : Besi kotak
c. Motor
Motor yang digunakan untuk memutar mesin slep dalam proses penggilingan kopi mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
Panjang : 21 cm
Lebar : 10 cm
Tinggi : 12 cm
Bahan : Lilitan dynamo.
d. Motor Mini
Motor mini yang digunakan untuk memutar tabung dalam proses penggorengan kopi mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
Panjang : 5 cm
Lebar : 5 cm
Tinggi : 5 cm
Bahan : Lilitan dynamo.
e. Kompor Gas
Kompor gas yang digunakan untuk memanaskan tabung dalam proses penggorengan mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
Panjang : 30 cm diameter : 8 cm
Tinggi : 5 cm
Bahan : Besi kuningan.
f. Mesin Slep
Mesin slep yang digunakan untuk melakukan penggilingan biji kopi dalam proses kopi bubuk, mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
Panjang : 47 cm
Lebar : 20 cm
Tinggi : 55 cm
Bahan : Besi bubut
5. Final Desain Alat Mesin Pengolah Biji Kopi Menjadi Kopi Bubuk.
Desain mesin pembuat kopi bubuk ini mengutamakan mekanisme yang sederhana, praktis, nyaman dan mudah dalam pengoperasiannya serta sesuai dengan prinsip-prinsip ergonomi.
SENATEK 2015| Malang, 17 Januari 2015 603
Gambar 1. Rancangan dan Pembutan mesin Kopi bubuk
Adapun sistem kinerja atau operasional mesin pembuat kopi bubuk ini adalah sebagai berikut: 1. Operator menghidupkan mesin untuk proses penggorengan biji kopi
2. Operator Memindahkan biji kopi kedalam corong mesin slep (penggilingan) 3. Operator menghidupkan mesin slep yang menggunakan tenaga motor listrik 4. Bubuk kopi yang telah di slep dapat di kemas (packing)
5. Setelah semua pekerjaan selesai, mesin dapat dimatikan.
Posisi Operator Saat Proses Penggorengan Biji Kopi
Gambar 2. Beban Torsi Operator pada saat Menggunakan Mesin Pembuat Kopi Bubuk
SENATEK 2015| Malang, 17 Januari 2015 604 Penentuan Waktu Normal Untuk Pekerjaan Menggunakan Mesin Setelah Perancangan
a. Waktu Normal
Wn = W pengamatan rata-rata × P (1) = 42.25.(1,09)
= 46.05 menit /pengolahan per-3kg
Ws = Wn x
all
%
%
100
%
100
(2) = 46.05 X%
19
%
100
%
100
= 56.86 menit/pengolahan per-3kg = 0.95 jam/3kg b. Output Standart Output Standart =WS
1
(3) =0.95
1
= 1.053 pengolahan / jam KesimpulanMesin Pengolah Biji Kopi Skala Home Industry tersebut didesain lebih ergonomis dengan ukuran-ukuran sesuai dengan antropometri tubuh operator dibandingkan dengan alat lama. Beberapa kelebihan-kelebihan yang dimiliki Mesin Pembuat Kopi Bubuk ini adalah sebagai berikut :
Posisi kerja operator lebih nyaman ketika mengoperasikan Mesin Pembuat Kopi Bubuk, dapat meringankan beban operator ketika mengoperasikan mesin, dengan menggunakan tenaga motor listrik dapat mengurangi biaya produksi, proses produksi lebih cepat sehingga dapat meningkatkan hasil produksi, dengan desain yang simpel dan minimalis, Mesin Pembuat Kopi Bubuk sangat cocok digunakan untuk kalangan home industri.
Daftar Pustaka
1. Azwar, Saifuddin, 2001. Metode Penelitian. Yogyakarta. Pustaka Pelajar
2. Arikunto, Suharsimi, 1997. Prosedur Penelitian Suatu Pendekatan Praktek. Jakarta. PT. RINEKA CIPTA.
3. Cross, Nigel, 1996. Engineering Design Methods, Second edition, Strategies for Product Design.
England
4. Fauzy, Akhmad, 2001. Statistik Industri 1. Yogyakarta. UII Press Jogjakarta.
5. Julius, Panero, Martin Zelnik, 2003. Dimensi Manusia dan Ruang Interior. Jakarta. Erlangga. 6. Nurmianto, Eko, 1996. Ergonomi, Konsep Dasar dan Aplikasinya. Surabaya. Guna Widya.
