Isi Tugas akhir

7/29/2019 Isi Tugas akhir

1/55

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar BelakangSulitnya mencari lapangan pekerjaan memaksa kita untuk berwirausaha

sendiri. Usaha yang dilakukan juga harus menghasilkan produk yang dapat

diterima dan dikonsumsi oleh banyak orang, salah satunya usaha selai nanas.

Selai merupakan salah satu bahan makanan yang biasa dikombinasikan

dengan roti dan kue untuk menambah citra rasa dan kelezatan dari makanan

tersebut. Dengan variasi rasa, warna dan aromanya yang alami, selai menarik

perhatian para konsumen untuk membeli dan mengkonsumsinya.

Variasi selai yang biasa dijual dan dikonsumsi adalah selai kacang, selai

coklat, selai strauberi, selai nanas, selai srikaya, selai durian dan lain-lain. Namun

yang lebih sering dibuat dalam rumah tangga adalah selai nanas, selain proses

pembuatannya yang tergolong mudah, buah nanas juga dapat dibeli dengan harga

relatif murah dan jumlah yang banyak serta mudah untuk diperoleh mengingat

negara kita ini memiliki tanah yang subur dan cocok untuk menanam buah nanas.

Mesin pengaduk dan pemasak selai nanas kapasitas 10 kg/proses merupakan

mesin yang dirancang dan dibangun dengan prinsip untuk mengefisienkan dan

menghemat waktu serta tenaga dalam memproduksi selai nanas.

B. Batasan MasalahBerdasarkan latar belakang di atas maka masalah-masalah yang akan dibahas

adalah:

1. Merancang bentuk dan ukuran mesin;

2. Menggambar setiap bagian mesin;

3. Perhitungan komponen yang digunakan untuk membuat mesin pengaduk

dan pemasak selai nanas kapasitas 10kg/proses;

4. Memperhitungkan biaya untuk merancang mesin pengaduk dan pemasak

selai nanas kapasitas 10kg/proses;

5. Cara pengoperasian dan perawatan serta perbaikan mesin pengaduk dan

pemasak selai nanas kapasitas 10kg/proses.


2/55

2

C. TujuanAdapun tujuan dari rancang bangun ini adalah sebagai berikut:

1. Mahasiswa dapat membuat dan membaca gambar mesin;

2. Mahasiswa mampu merancang mesin;

3. Mahasiswa mampu menciptakan mesin yang berguna dan berkualitas;

4. Secara akademis, laporan ini bertujuan untuk memenuhi persyaratan

menyelesaikan program studi Diploma III jurusan Teknik Mesin

Politeknik Negeri Medan.

D. Manfaat Hasil Rancang BangunRancang bangun ini diharapkan dapat bermanfaat bagi para pengusaha selai,

yakni:

1. Menghemat dan mengefisienkan tenaga serta waktu produksi;

2. Meningkatkan jumlah produksi;

3. Menambah lapangan pekerjaan.

E. Teknik Pengumpulan DataTeknik pengumpulan data yang digunakan penulis dalam penyusunan tugas

akhir ini adalah:

1. Konsultasi dengan orang yang memahami tentang konstruksi mesin;

2. Konsultasi dengan Dosen Pembimbing;

3. Mencari hal-hal yang berhubungan dengan rancang bangun mesin dari

media internet dan studi literatur di perpustakaan.


3/55

3

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Spesifikasi Bahan yang akan Diolah1. Buah Nanas

Daerah propinsi Lampung merupakan daerah penanaman buah nanas

yang paling luas dan paling banyak pabrik pengolahannya di Indonesia.

Buah nanas memiliki citra rasa asam dan manis atau bisa dibilang asam

manis. Nanas (Ananas sativus) adalah jenis tumbuhan tropis dengan

jumlah daunnya yang panjang kurang lebih 30 helai, ujungnya tajam dan

tersusun dalam bentuk roset mengelilingi batang yang tebal. Buah nanas

berasal dari Brazil, Bolivia, dan Paraguay (Wikipedia Indonesia, 2010).

Buah nanas sangat baik bila ditanam di daerah berketinggian 800-

1200 di atas permukaan air laut dan mengalami pertumbuhan optimum di

ketinggian 100 m - 700 m di atas permukaan air laut. Suhu yang sesuai

untuk budidaya tanaman nanas adalah berkisar 22 - 32 tapi juga dapathidup di kebun bersuhu 10. Luas panen nanas di Indonesia berkisar165.690 hektar atau 25,24% dari panen buah-buahan nasional 657.000

hektar (Cara Budidaya Buah Nanas http://budidaya-

petani.blogspot.com/2013/03/nanas.html, akses 31 Agustus 2013 ).

Nanas merupakan salah satu jenis buah-buahan yang banyak

dihasilkan di Indonesia dan menurut data statistik, produksi nanas di

Indonesia untuk tahun 2009 adalah sebesar 1.558.196 ton (Badan Pusat

Statistik Indonesia, 2009).

Nanas memiliki bagian-bagian yang bersifat buangan seperti daun,

kulit luar, mata dan hati (bonggol). Kulit adalah bagian terluar dengan

permukaan yang tidak rata dan banyak terdapat duri kecilnya. Mata

memiliki bentuk yang agak rata dan banyak lubang-lubang menyerupai

mata. Bonggol yang merupakan bagian buangan yang terakhir adalah

bagian tengah dari buah nanas, bentuknya sepanjang nanas, teksturnya

agak keras dan rasanya agak manis.
http://budidaya-petani.blogspot.com/2013/03/nanas.htmlhttp://budidaya-petani.blogspot.com/2013/03/nanas.htmlhttp://budidaya-petani.blogspot.com/2013/03/nanas.htmlhttp://budidaya-petani.blogspot.com/2013/03/nanas.html


4/55

4

a. Klasifikasi Buah NanasKingdom : Plantae

Divisio : Spermathophyta

Kelas : Angiospermae

Ordo : Bromeliales

Famili : Bromiliaceae

Genus : Ananas

Species : Ananas sativus

(Wikipedia Indonesia, 2010)

Gambar 2.1 Buah Nanas yang Segar

b. Jenis-jenis Buah NanasBerdasarkan bentuk daun dan buah, nanas terbagi atas 4 (empat), yaitu:

1) Memiliki daun yang halus, ada yang berduri dan ada yang tak

berduri, ukuran besar dan silindris, mata buah agak datar, berwarna

hijau kekuning-kuningan, dan rasanya agak masam. Nanas ini

disebut cayenne;


5/55

5

Gambar 2.2 Nanas cayenne

2) Daun pendek, berduri tajam, buah berbentuk lonjong mirip kerucut

sampai silindris, mata buah menonjol, berwarna kuning kemerah-

merahan dan rasanya manis. Nanas ini disebut queen;

Gambar 2.3 Nanas queen

3) Daun panjang kecil, berduri halus sampai kasar, buah bulat dengan

mata datar. Nanas ini disebutspanyol;


6/55

6

Gambar 2.4 Nanas spanyol

4) Daun panjang berduri kasar, buah silindris atau seperti piramida.

Nanas ini disebut abacaxi.

Gambar 2.5 Nanas abacaxi

Varietas nanas yang banyak ditanam di Indonesia adalah jenis cayenne

dan queen (Santoso,H.B,2010).

c. Kandugan Gizi Buah NanasMenurut Wirakusumah (2000) kandungan gizi dalam 100 gram

buah nanas adalah sebagai berikut:


7/55

7

Tabel 2.1. Kandungan Gizi Buah Nanas

d. Manfaat Buah NanasManfaat yang terdapat pada buah nanas adalah:

1) Mengandung vitamin A dan C sebagai zat antioksidan;

2) Mengandung kalsium, fosfor, magnesium, besi, natrium, kalium,

dekstrosa, sukrosa, dan enzim bromelain. Bromelain berkhasiat

sebagai antiradang;

3) Membantu melunakkan makanan di lambung;

4) Menghambat pertumbuhan sel kanker;

5) Kandungan seratnya dapat mempermudah buang air besar pada

penderita sembelit.

Ada juga beberapa khasiat buah nanas yang telah masak:

1) Mengurangi keluarnya asam lambung yang berlebihan;

2) Membantu pencernaan makanan di lambung;

3) Anti radang;

4) Peluruh kencing (diuretic);

No. Unsur Gizi Jumlah

1. Kalori (kal) 50,00

2. Protein ( g ) 0,40

3. Lemak ( g ) 0,20

4. Karbohidrat (g) 13,00

5. Kalsium (mg) 19,00

6. Fosfor (mg) 9,00

7. Serat (g) 0,40

8. Besi (g) 0,20

9. Vitamin A (IU) 20,00

10. Unsur Gizi 0,08

11. Kalori (kal) 0,04

12. Protein ( g ) 20,00

13. Lemak ( g ) 0,20


8/55

8

5) Membersihkan jaringan kulit yang mati;

6) Menghambat penggumpalan trombosit.

Ada juga beberapa efek samping dari buah nanas:

1) Nanas berpotensi sebagai abortivum (obat menggugurkan

kandungan), perempuan hamil dilarang mengkonsumsi nanas

muda;

2) Memicu rematik;

3) Meningkatkan gula darah,;

4) Menimbulkan rasa gatal.

2. Selai NanasSelai atau selei (bahasa Inggris:Jam, dan bahasa Perancis: Confiture),

adalah jenis makanan berupa sari buah atau buah-buahan yang sudah

dihancurkan, ditambah gula dan dimasak hingga kental atau berbentuk

setengah padat.

Selai sering digunakan sebagai isi dari roti tawar, kue-kue, atau

pemanis minuman padayogurtdan es krim. Ada dua jenis selai, yaitu:

a. Preserve/conserves adalah selai yang di dalamnya ada potongan-

potongan buah dalam berbagai ukuran;

b. Citrus/marmalade adalah selai yang terbuat dari sari buah dan

kulit buah.

Pektin yang dikandung buah-buahan atau sari buah bereaksi dengan

gula dan asam membuat selai menjadi kental. Buah-buahan dengan kadar

pektin atau keasaman yang rendah perlu ditambahkan pektin atau asam

agar selai bisa menjadi kental.

Buah-buahan yang dijadikan selai biasanya buah yang sudah masak,

tapi tidak terlalu matang dan mempunyai rasa sedikit masam. Selai juga

bisa dibuat dari sayur-sayuran seperti wortel dan seledri. Di Indonesia,

sebagian besar selai dibuat dari buah-buahan tropis seperti: nanas, lobi-

lobi, srikaya, jambu biji, pala, dan ceremai (Wikipedia Indonesia, 2013).
http://id.wikipedia.org/wiki/Pektinhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Masam&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Nanashttp://id.wikipedia.org/wiki/Lobi-lobihttp://id.wikipedia.org/wiki/Lobi-lobihttp://id.wikipedia.org/wiki/Srikayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Jambu_bijihttp://id.wikipedia.org/wiki/Palahttp://id.wikipedia.org/wiki/Ceremaihttp://id.wikipedia.org/wiki/Ceremaihttp://id.wikipedia.org/wiki/Palahttp://id.wikipedia.org/wiki/Jambu_bijihttp://id.wikipedia.org/wiki/Srikayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Lobi-lobihttp://id.wikipedia.org/wiki/Lobi-lobihttp://id.wikipedia.org/wiki/Nanashttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Masam&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Pektin


9/55

9

Selai nanas adalah selai yang dibuat dari buah nanas (dagingnya) yang

telah dihancurkan dan gula serta air dilarutkan di dalamnya kemudian

dimasak hingga kental.

a. Karateristik Sifat Fisik dan Kimia Selai Nanas1) Kerapatan

Kerapatan didefinisikan sebagai massa per unit volum, dapat

dinyatakan dengan persamaan :

=

dengan m adalah massa dan v adalah volum. Satuan standar

internasional kerapatan adalah kg.m-3. Kerapatan bervariasi sesuai

dengan konsentrasi larutan. Pada umumnya bahan seperti gula dan

garam menyebabkan kenaikan kerapatan tetapi kadang-kadang

kerapatan juga dapat turun jika dalam larutan terdapat lemak atau

alkohol (Gaman, 1992 ).

Tabel 2.2. Daftar Nilai Kerapatan gr/cm3

Selai Nenas

A1KERAPATAN (gr/cm3)

B1 B2 B3 B4 B5

A21,3329 1,3164 1,3095 1,3009 1,2625

1,3329 1,3158 1,3098 1,3006 1,2662

A31,3532 1,3429 1,3429 1,3133 1,3135

1,3531 1,3135 1,3135 1,3135 1,3133

A41,3773 1,3643 1,3601 1,3601 1,3259

1,3774 1 1,3640 1,3602 1,3468 1,3258

A51,3944 1 1,3747 1,3747 1,3687 1,3386

1,3954 1,3797 1,3743 1,3687 1,3298

A61,4017 1,3992 1,3933 1,3717 1,3429

1,4017 1,3983 1,3941 1,3719 1,3429


10/55

10

Komposisi Selai Nenas

A1 = 250 g buah nenas + 60 g gula pasir.

A2 = 250 g buah nenas + 60 g gula pasir + 2 g nenas + 0,20 g natrium benzoat.

A3 = 250 g buah nenas + 60 g gula pasir + 2 g asam sitrat + 0,40 g natrium

benzoat.


benzoat.


benzoat.

(sumber.Bogor Agricurtural University.)

2) Kekentalan

Kekentalan merupakan pengukuran daya tahan suatu aliran

fluida. Dalam cairan kekentalan disebabkan oleh gaya kohesif antar

molekul. Produk pangan dikatakan kental bila viskositasnya tinggi

dan bila viskositasnya rendah maka dikatakan encer. Dalam gas,

berasal dari tumbukan-tumbukan diantara molekul-molekul

tersebut (Giancoli, 2001).

Kekentalan fluida sangat dipengaruhi oleh suhu, jika suhu

naik kekentalan gas bertambah dan kekentalan cairan berkurang.

Perubahan kekentalan dapat digunakan sebagai petunjuk adanya

kerusakan, penyimpanan pangan, atau penurunan mutu pangan.

Table 2.3.Daftar Nilai Kekentalan Buah Nenas

B1 B2 B3 B4 B5

A1 2,8666 2,7405 2,7198 2,6958 2,6055

2,8833 2,7933 2,7158 2,6810 2,6053

A2 2,9104 2,8879 2,8093 2,7980 2,7651

2,9082 2,8870 2,8373 2,8009 2,7944

A3 2,9965 2,9584 2,9147 2,8715 2,8552


11/55

11

2,9961 2,9450 2,9149 2,8818 2,4838

A4 3,1224 3,1111 3,0752 3,0353 2,9328

3,1247 3 3,1125 3,0344 3,0697 2,9003

A5 3,2086 3,1909 3,1455 3,1009 3,0011

3,2089 3,1875 3,1477 3,1016 3,0222

Komposisi Selai Nenas

A1 = 250 g buah nenas + 60 g gula pasir.

A2 = 250 g buah nenas + 60 g gula pasir + 2 g nenas + 0,20 g natrium benzoat.


benzoat.


benzoat.


benzoat.


3) Total Padatan Terlarut

Padatan adalah bahan yang masih tetap tinggal sebagai sisa

selama penguapan dan pemanasan terjadi pada suhu berkisar

103-105 (Saeni, 1989).Analisa total padatan terlarut adalah mengukur jumlah zat

padat yang larut dalam air. Penyusun utama zat padat terlarut

dalam air alami adalah bikarbonat, kalsium, sulfat, hidrogen, silika,

klorin, magnesium, sodium, potasium, nitrogen, dan fosfor. Jumlah

zat padat terlarut berbeda dengan konduktivitas listrik larutan. Pada

jumlah zat padat terlarut, yang diukur adalah jumlah ion dalam air,

sedangkan dalam konduktivitas listrik yang diukur adalah

kemampuan ion-ion tersebut dalam menghantarkan listrik

(Widyasari, 2002).Pengukuran total padatan terlarut menggunakan

alat refraktometer. Adapun kadar padatan terlarut pada selai nenas

ialah (%) 65,5 0,00b (sesuai padatan terlarut SNI).


12/55

12


b. Pembuatan Selai Nanas1) Bahan

a) Buah nenas 1 kg

b) Gula pasir kg

c) Asam sitrat atau sari buah nipis secukupnya

d) Jeli bubuk 1 bungkus

e) Garam dapur secukupnya

f) Panili

g) Air

2) Alat

a) Pisau

b) Baskom

c) Parutan kasar atau blender

d) Mesin pengaduk dan pemasak selai

3) Prosedur Pembuatan

a) Kupas buah nenas lalu sayat dan buang mata buahnya;

b) Cuci buah nenas dengan air hingga bersih;

c) Potong buah nenas menjadi beberapa bagian;

d) Parut buah nenas (apabila menggunakan blender usahakan

tekstur nenas agar tidak terlalu halus);

e) Masukkan parutan buah nenas ke dalam mesin pengaduk dan

pemasak;

f) Nyalakan mesin kemudian tambahkan gula pasir secara

bertahap;

g) Tambahkan air secukupnya;

h) Tambahkan garam dan vanili secukupnya;

i) Masak sampai matang dan mengental;


13/55

13

j) Setelah itu matikan mesin dan bersih-bersih.

Catatan :

a) Penambahan gula tidak boleh terlalu banyak atau sedikit karena

bisa merubah kekentalan selai;

b) Pemanasan harus diperhatikan, jangan sampai terlalu kental atau

kurang kental. Terlalu kental mengakibatkan sari buah banyak

yang menguap sedangkan kurang kental mengakibatkan

pembentukan selai kurang sempurna.

c. Kuantitas Produksi Selai Nanas di IndonesiaNanas merupakan salah satu jenis buah-buahan yang banyak

dihasilkan di Indonesia dan menurut data statistik, produksi nanas di

Indonesia untuk tahun 2009 adalah sebesar 1.558.196 ton (Badan

Pusat Statistik Indonesia, 2009).

d. Pemasaran Selai NanasPT Great Giant Pineapple (GGPC) merupakan perkebunan nanas

dan pabrik pengalengan nanas terbesar di Indonesia. Dan merupakanterbesar ketiga di dunia. Perusahaan ini tidak memasarkan produknyadidalam negeri, semua produk yang dihasilkan diekspor ke luarnegeri. Kapasitas produksinya memenuhi 15 % kebutuhan nanasdunia. Permintaan produk datang dari berbagai negara anatara lainGermany, Perancis, Italia, Jordania, Japan dan lain-lain.

Perusahaan berskala internasional ini telah banyak mendapatkanpengakuan lewat berbagai macam penghargaan-penghargaan yangdianugerahkan. Luas area perusahaan ini mencapai 55 ribu hektar.Secara professional dan dengan manajemen yang baik perusahaan inimampu menyediakan stok nanas sepanjang tahun.

Pihak perusahaan menjual roduk nenas kaleng GGPC diekspor ke50 negara, dan setiap tahun jumlah negara pengimpor cenderungbertambah. Sekitar 40 persen dari realisasi ekspor diserap di Eropa,antara lain ke Jerman, Belanda, Belgia, Inggris, Spanyol, Norwegia,Italia, Perancis, dan Portugal. Sebanyak 40 persen lagi diimpor olehnegara-negara di Amerika, seperti Amerika Serikat, Mexico,Argentina, Brasil, Puertorico, dan Cile. Sisanya, sekitar 20 persendiserap negara-negara Timur Tengah dan Asia Pasifik (termasukAustralia dan Selandia Baru).

Perusahaan PT.Graet Giant Pineapple merupakan salah satuperusahaan eksportir terbesar ketiga di dunia. Dimana semua produk

yang dihasilkan terutama produk nenas kaleng di ekspor keluar negeri.


14/55

14

Dimana produk yang dihasilkan oleh perusahaan tersebut di jual ataudibeli dalam dolar (mata uang asing). Harga yang ditawarkan

perusahaan yaitu sekitar 15$-$20 per kaleng atau sekitarRp.200.000,00 rupiah per kaleng.

(Manajemen Agribisnis, http://indonesia-dasar-

negara.blogspot.com/2013/05/manajemen-pemasaran -

agribisnis.html, akses 31 Agustus 2013).

B. Alasan Estimasi PerancanganBerdasar pada manfaat hasil rancang bangun pada bab I, maka alasan-alasan

estimasi perancangan untuk membuat mesin pemasak dan pengaduk selai nanas

kapasitas 10kg/proses adalah:

1. TeknisHal ini menyangkut bagian konstruksi dan materialnya, yaitu:

a. Rangka mesin haruslah kokoh dan kuat untuk menahan komponen-

komponen mesin dan untuk menahan getaran-getaran yang mesin saat

dioperasikan;

b. Rangka tidak menyulitkan pemakai ketika akan dibersihkan atau

dirawat;c. Konstruksinya haruslah sesuai dengan kemampuan mesin untuk

memutar poros pengaduk agar tenaga yang dihasilkan oleh mesin

secara optimal tersalur ke poros pengaduk;

d. Konstruksi mesin juga harus dirancang agar pengguna lebih mudah

menggunakannya.

2. Secara Ekonomisa. Biaya untuk membuat mesin haruslah seefisien mungkin, dalam arti

semuanya harus standar dengan mesin yang ingin dibuat;

b. Biaya operasional dan perawatannya harus seminimal mungkin walau

biaya operasional sebenarnya bergantung pada kekuatan motor yang

digunakan.

3. Secara Lingkungana. Rancangan mesin haruslah dibuat agar tidak terlalu memakan tempat;
http://indonesia-dasar-negara.blogspot.com/2013/05/manajemen-pemasaran%20-%20agribisnis.htmlhttp://indonesia-dasar-negara.blogspot.com/2013/05/manajemen-pemasaran%20-%20agribisnis.htmlhttp://indonesia-dasar-negara.blogspot.com/2013/05/manajemen-pemasaran%20-%20agribisnis.htmlhttp://indonesia-dasar-negara.blogspot.com/2013/05/manajemen-pemasaran%20-%20agribisnis.htmlhttp://indonesia-dasar-negara.blogspot.com/2013/05/manajemen-pemasaran%20-%20agribisnis.htmlhttp://indonesia-dasar-negara.blogspot.com/2013/05/manajemen-pemasaran%20-%20agribisnis.html


15/55

15

b. Bisa dipindah-pindah;

c. Getaran dan suara mesin agar tidak terlalu kuat.

4. Keselamatan KerjaDirancang agar pengguna mesin terhindar dari kecelakaan.

5. EstetikaMesin juga dirancang agar pengguna tertarik untuk melihat dan

menggunakannya, baik dari segi bentuk dan juga warna. Ini merupakan hal

yang sepele namun sangat menentukan karena dibandingkan dengan nilai

ekonomis, orang justru lebih banyak tertarik karena melihat suatu barang

itu tampak cantik, rapi, bersih dan juga terlihat mengkilap.

C. Ketentuan PerancanganBerdasarkan alasan-alasan di atas maka ketentuan perancangan dapat

diuraikan menjadi beberapa ketentuan bergantung pada:

1. Konstruksia. Rangka mesin harus dapat menahan beban dan juga getaran mesin

pada saat dioperasikan;

b. Perawatan mesin harus dapat dilakukan pada konstruksi mesin tanpa

harus membongkar mesin secara keseluruhan;

c. Rangka dibuat agak ringan namun kokoh agar mudah dipindah-pindah.

2. Ekonomisa. Biaya yang dibutuhkan dalam proses pembuatan mesin harus relatif

murah dan terjangkau;

b. Perawatan mesin dapat dilakukan dengan mudah dan tidak

memerlukan biaya mahal;

c. Mesin berumur panjang baik dari segi komponennya dan juga rangka

konstruksinya.


16/55

16

3. Fungsia. Tidak lagi menggunakan tenaga manusia sebagai tenaga penggerak

utama;

b. Mesin harus memiliki fungsi lain selain fungsi utama sebagai

pengaduk dan pemasak selai berbahan nenas, namun juga dapat

difungsikan untuk bahan-bahan lain.

4. Pengoperasiana. Proses pengoperasian mesin cukup mudah tanpa pengaturan-

pengaturan yang sulit untuk dipahami oleh operator;

b.

Mesin ini tidak menuntut latar belakang pendidikan yang tinggi dankeahlian khusus untuk dapat mengoperasikannya.

5. KeamananKomponen mesin yang berpotensi terhadap kecelakaan kerja harus

sangat minim dan harus memiliki pelindung agar operator dapat terhindar

dari kecelakaan kerja.

D. Prinsip Kerja Mesin Pengaduk dan Pemasak Selai1. Proses Kerja Mesin

Mesin pemasak dan pengaduk selai kapasitas 10 kg ini merupakan

mesin yang dirancang untuk membuat/memproduksi selai nanas

berkualitas dengan kapasitas olah 10 kg/proses yang akan membantu para

pengusaha selai dan juga orang yang ingin memproduksi selai nanas dan

juga jenis selai lainnya.

Pada prinsipnya, kerja dari mesin ini sama dengan yang manual yaitu

gerakan mengaduk. Mesin ini digerakkan dengan menggunakan motor

listrik yang akan menghasilkan daya berputar yang kemudian diteruskan

oleh pulley ke dalam reducer. Dari reducer, putaran motor listrik yang

kencang akan dirubah menjadi lambat dengan perbandingan tertentu sesuai

dengan gerakan untuk mengaduk 10 kg racikan parutan nanas yang akan


17/55

17

dibuat menjadi selai dan api kompor gas yang konsisten akan memasaknya

hingga matang.

Gerakan poros pengaduk dan api kompor gas yang konsisten akan

menggantikan waktu dan tenaga yang boros ketika mengolah selai secara

manual. Dan selai yang diproduksi juga jauh lebih baik daripada yang

diolah dengan cara manual.

2. Komponen Utama Mesina. Poros Pengaduk

Poros berfungsi sebagai penerus putaran dan tenagayang berasaldari motor listrik. Poros pada mesin ini digunakan untuk memutarkan

cakar pengaduk yang terpasang pada poros ini sendiri.

Gambar 2.6. Poros Pengaduk

b. Dandang StainlessDandang stainless ini berfungsi sebagai wadah untuk mengaduk

dan memasak selai nanas.


18/55

18

Gambar 2.7. Dandang Stainless

c. Kompor LPGKompor berfungsi sebagai sumber kalor yang digunakan untuk

memasak bahan baku yang ada di dalam dandang stainless. Mesin ini

ini menggunakan kompor berbahan bakar LPG dikarenakan lebih

efisien dan panas yang dihasilkan relatif lebih stabil dan merata.

Gambar 2.8. Kompor LPG

d. Selang Regulator LPGSelang LPG dan kepala regulator berfungsi untuk menghantarkan

uap gas yang berasal dari tabung gas ke kompor gas.


19/55

19

Gambar 2.9. Selang Regulator

3. Komponen Pendukung Mesina. Motor Listrik

Motor listrik adalah sumber tenaga penggerak awal dari rancang

bangun mesin pengaduk dan pemasak selai ini.

Gambar 2.10. Motor Listrik

b. ReducerPada mesin ini, reducer memiliki fungsi ganda yakni sebagai

pengubah kecepatan putar motor listrik yang diteruskan oleh pulley

terhadap poros penggerak. Fungsi berikutnya ialah pengubah arah

sumbu poros putar dari vertikal ke horizontal atau sebaliknya,


20/55

20

kemudian reducer speed juga memiliki fungsi sebagai pengubah

kecepatan putar dari poros primer ke poros sekunder.

Gambar 2.11. Reducer

c. PulleyPulley berfungsi untuk memindahkan daya dan putaran yang

dihasilkan dari motor listrik yang diteruskan lagi kepulley selanjutnya.

Pulley terbuat dari bahan baja cor yang berguna untuk menahan

getaran dan mampu menahan panas.

Gambar 2.12. Pulley

d. SabukPada mesin ini sabuk digunakan untuk mentransmisikan daya dari

pulley penggerak yang akan bergerak ke pulley yang digerakkan

sehingga memutar poros.


21/55

21

Gambar 2.13. Sabuk

e. Baut dan Mur serta RingBaut dan mur serta ring berfungsi sebagai pengikat komponen-

komponen mesin satu dengan yang lainnya.

Gambar 2.14. Baut, Mur dan Ring

f. Rangka MesinKerangka mesin berfungsi untuk menumpu atau pendukung

komponen-komponen mesin yang lain. Oleh karena itu hal ini sangat

penting untuk diperhatikan.

E. Teori Dasar Perancangan dan Rumusan yang DiperlukanElemen mesin merupakan bagian yang tidak dapat ditinggalkan dalam

merencanakan sebuah mesin. Elemen mesin yang digunakan pada mesin

Pemasak dan Pengaduk Selai Nanas Kapasitas 10kg/proses ini adalah:

1. Putaran MesinPutaran mesin yang diinginkan haruslah lambat karena mengaduk

selai haruslah lambat. Maka putaran motor listrik yang tadinya terlalu


22/55

22

besar yaitu 1440 rpm akan diubah menjadi kecil menggunakan reducer

dengan perbandingan 1: 60.

d1 . n1 = d2 . n2.......... Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar

Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga, 1991),hal.166.

n2 =2

11 d.

d

n

Dimana:

d1 = diameterpulley pada motor [mm]

d2 = diameterpulley pada poros roda gigi [mm]

n1 = putaranpulley pada motor [rpm]n2 = putaranpulley yang digerakkan [rpm]

2. Daya Motor ListrikMotor listrik merupakan sumber utama sebagai tenaga untuk

mensuplai daya ke poros dengan menggunakanpulley, daya dari motor ini

juga digunakan untuk memutar poros pengaduk.

a. Perhitungan Daya Tanpa BebanPerhitungan daya tanpa beban diperoleh dari perhitungan seluruh

komponen yang bergerak sebelum dikenakan beban. Dari seluruh

komponen yang berotasi diperoleh momen inersia ( I ) untuk poros

pejal.

I = m.r

2 I = m.d

2. Meriam, JL dan Kraige,

Mekanika Teknik Statika (Jakarta: Erlangga, 2000), hal.404.

m =.V ( kg )

Untuk silinder V =

. d2. l

Maka,

I = ..

. d2 . l . d2

I =

. p. . d4

.l


23/55

23

Keterangan :

I = Momen inersia Kg. m2

d = diameter m

m = massa Kg

= massa jenis material Kg/ m3

L = Panjang Material m ]

Torsi yang panjang pada suatu benda dengan momen

inersia I akan menyebabkan timbulnya percepatan sudut

sebesar ( rad/ s2

) sesuai dengan rumus :

= I.

Daya P watt yang dibutuhkan suatu benda dalam gerakan

melingkar dapat dihitung berdasarkan rumus :

P = T .

Dimana :

P = daya motor watt

= kecepatan sudut benda yang berputar rad/ s

=

b. Perhitungan Daya Dengan BebanTransmisi daya dibutuhkan akibat adanya beban terutama gesekan

yang menimbulkan gaya tangensial Ft pada benda adalah :

Ft = . Fn

Dimana :

= koefisien gesek

Fn= gaya normal N


24/55

24

Gaya tangensial dalam memutar atau dikenai beban terhadap titik

pusat tertentu akan menimbulkan momen gaya yang disebut juga

dengan torsi,

= F.

L. Meriam, JL dan Kraige, Mekanika Teknik Statika ,(Jakarta: Erlangga, 2000), hal.25.

Dimana :

F = Ft = gaya tangensial

L= jarak tegak lurus antara gaya dengan titik pusat (m )

Daya P watt yang dibutuhkan suatu benda dalam gerakan

melingkar dapat dihitung berdasarkan rumus:

P = T.

Dimana :

P = daya motor watt

= kecepatan sudut benda yang berputar rad/s = rad/s

Daya rencana

Pd = fc PDimana :

Pd = daya rencana watt

Fc = faktor koreksi

3. Pulleydan Sabuk (Lihat gambar 2.12 dan 2.13)a. Pulley

Perbandingan putaran pulley penggerak dan pulley yang

digerakkan dapat ditentukan dengan rumus berikut:

dp

Dp

n

n

2

1 .......... Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar

Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga,1991), hal.166.

Dimana:


25/55

25

n1 = putaranpulley motor [rpm]

n2 = putaranpulley yang digerakkan [rpm]

dp = diameterpulley pada motor [mm]

Dp = diameterpulley yang digerakkan [mm]

b. Sabuk1) Jarak Sumbu Poros

Jarak sumbu poros dapat ditentukan dengan rumus berikut ini:

8

)(8 22 dpDpbbC

.......... Sulasro dan Suga, Kiyokatsa,

Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta:Erlangga, 1991), hal.170.

Dimana:

C = jarak sumbu poros antarpulley [mm]


dp = diameterpulley penggerak [mm]

b = 2.L3,14 (Dp + dp) [mm]

atau

C = (1,5 2) Dp. Sulasro dan Suga, Kiyokatsa,DasarPerencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga,1991), hal.166.

Gambar 2.15. Ukuran Penampang Sabuk


26/55

26

Gambar 2.16. Macam Sabuk

2) Sudut KontakBesar sudut kontak antara sabuk dengan puli dapat ditentukan

dengan rumus berikut:

C

dpDp )(571800

. Sulasro dan Suga, Kiyokatsa,

Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta:Erlangga, 1991),hal.173.

Dimana:

= sudut kontak sabuk denganpulleypenggerak



C = jarak sumbu kedua poros [mm]

3) Panjang Keliling Sabuk

Panjang keliling sabuk dapat ditentukan dengan rumus berikut ini:

2)(41)(

2.2 dpDp

CdpDpCL .......... Sulasro dan

Suga, Kiyokatsa, Dasar Perencanaan dan Pemilihan ElemenMesin (Jakarta: Erlangga, 1991), hal.170.

Dimana:

L = panjang keliling sabuk [mm]

C = jarak sumbu poros antarapulley [mm]


p = diameterpulley penggerak [mm]


27/55

27

4) Kecepatan Linier Sabuk

Kecepatan linier sabuk dapat ditentukan dengan rumus berikut ini:

1000.60

.. nd

V

p

......... Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, DasarPerencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga,1991), hal.166.

Dimana:

V = kecepatan linier sabuk [m/s]


n1 = putaranpulley penggerak [rpm]

5) Tegangan Sabuk

Tegangan pada sabuk V dapat ditentukan dengan rumus

berikut ini:

c

T

T

cos

2

1

. Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar


Dimana:

T1 = tegangan sabuk pada sisi kencang [N]T2 = tegangan sabuk pada sisi kendur [N] = koefisien gesek antara sabuk dengan puli 0,3 = sudut kontak [rad]

6) Daya yang Ditransmisikan

Daya yang ditransmisikan oleh sabuk dapat ditentukan dengan

rumus berikut ini:

P = (T1T2) V. Khurmi, R.S. Gupta, J.K, A Text Bookof Machine Deisign (New Dehli: Eurasia Publishing House(PUT) LTD, 1980), hal.624.

Dimana:

P = daya yang ditransmisikan [watt)

T1 = tegangan sisi kencang sabuk [N]

T2 = tegangan sisi kendor sabuk [N]

V = Kecepatan linier sabuk [m/s]


28/55

28

4. PorosPada perencanaan poros, perlu memperhatikan faktor-faktor berikut

ini:

a. Kekuatan PorosSuatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur

atau gabungan antara puntir dan lentur. Kelelahan, tumbukan atau

pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil (poros

bertangga) atau bila poros mempunyai alur pasak harus diperhatikan.

Sebuah poros harus direncanakan hingga cukup kuat untuk menahan

bebanbeban diatas.

b. Kekakuan porosMeskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup tetapi

jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan

getaran dan suara. Karena itu disamping kekuatan poros, kekakuannya

juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang

akan dilayani poros tersebut.

c. Putaran kritisBila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga

putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya.

Putaran ini disebut putaran kritis yang dapat mengakibatkan kerusakan

pada poros dan bagianbagiannya. Jika mungkin poros harus

direncanakan sedemikian rupa hingga putaran kerjanya lebih rendah

dari putaran kritisnya.

d. Bahan porosBahan poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang

yang ditarik dingin dan difenis, baja karbon konstruksi mesin (disebut

S - C). Besarnya momen puntir rencana, t [kg/mm] yang dialami poros

yaitu:


29/55

29

1

51074,9

n

PT d . Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar


Bila momen rencana t [kg/mm] dibebankan pada suatu diameter

poros, sd [mm] maka tegangan geser,2

/mmkg yang terjadi

adalah:

3

1,5

sd

T . Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar


Besarnya tegangan geser yang diizinkan, 2/mmkga dapat

dihitung dengan:

21 SfSf

Ba



Dimana:

B kekuatan tarik poros [ ]

1Sf faktor keamanan untuk bahan sc (bernilai 6)

2Sf faktor keamanan pengaruh kekerasan permukaan (1,5 - 3)

Faktor koreksi untuk momen puntir juga harus ditinjau, faktor

ini dinyatakan dengan tK yang dipilih sebesar 1,0 jika beban

dikenakan secara halus, 1,0 1,5 jika terjadi sedikit kejutan atau

tumbukan besar. Sedangkan besarnya faktor koreksi untuk momen

lentur, mK adalah: Pada poros yang berputar dengan pembebanan

momen lentur yang tetap besarnya faktorm

K adalah 1,5. Untuk beban

dengan tumbukan ringanm

K terletak antara 1,5 dan 2,0 dan untuk

beban dengan tumbukan berat mK terletak antara 2 dan 3. Dengan

demikian besarnya tegangan geser maximum, 2max /mmkg adalah:


30/55

30

223max

1,5TKMK

dtm

s

. Sulasro dan Suga,

Kiyokatsa, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin

(Jakarta: Erlangga, 1991), hal.18.

Besarnya 2max /mmkg yang dihasilkan harus lebih kecil dari

tegangan geser yang diizinkan 2/mmkga .

Diameter poros, mmds dapat dicari dengan menggunakan

rumus:

221,5TKMKd tm

a

s

. Sulasro dan Suga,

Kiyokatsa, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin(Jakarta: Erlangga, 1991), hal.18.

Besar deformasi yang disebabkan oleh momen puntir pada poros

harus dibatasi. Untuk poros yang dipasang pada mesin umum dalam

kondisi kerja normal, besarnya defleksi puntiran dibatasi sampai 0,25

atau 0,3 derajat.

Jika mmds adalah diameter poros, l [mm] panjang poros, t [kg

mm] dan g2

/mmkg adalah modulus geser, maka defleksi puntiran,

0 adalah:

2584

sdG

lT . Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar


Dalam hal baja, g =23

/103,8 mmkg

e. Kelakuan porosDasar perhitungan untuk perencanaan poros:

1) Poros dengan Momen Puntir


31/55

31

316

xTd .. Khurmi, R.S. Gupta, J.K,A Text Book of

Machine Deisign (New Dehli: Eurasia Publishing House (PUT)

LTD, 1980), hal.458.

Dimana:

D = diameter poros [mm]

T = torsi [N.mm]

b = tegangan geser [N/mm2]

2) Poros dengan Kombinasi Momen Puntir dan Momen Bengkok

3 16

exTd .......... Khurmi, R.S. Gupta, J.K, A Text Book of

Machine Deisign (New Dehli: Eurasia Publishing House

(PUT) LTD, 1980), hal.462.

Dimana:


Te = momen puntir equivalent [N.mm]

a = tegangan geser [N/mm2] poros dengan beban fluktuasi

3

1

2

1

2 ).().(2,5

TKMKd m

. Sulasro dan Suga,

Kiyokatsa, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin(Jakarta: Erlangga, 1991), hal.18.

Dimana:


a = tegangan geser yang diijinkan [N/mm2]

Km = factor koreksi untuk momen lentur

Kt = factor koreksi untuk momen puntir

M = momen lentur [N.mm]

T = momen puntir [N.mm]

5. PasakPasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan

bagian bagian mesin seperti roda gigi, sproket, pulley, kopling, dan lain


32/55

32

sebagainya pada poros. Pasak pada umumya dapat digolongkan atas

beberapa macam seperti pasak pelana, pasak rata, pasak singgung dan

pasak benam yang umumnya berpenampang segi empat.

Gambar 2.17. Pasak

Pasak benam mempunyai penampang segi empat dimana terdapat

bentuk prismatis dan tirus yang kadang kadang diberi kepala untuk

memudahkan pencabutannya. Untuk pasak umumnya dipilih beban yang

mempunyai kekuatan tarik lebih dari 602

/mmkg , lebih kuat dari

porosnya.Menurut lambang pasak yang diperlihatkan dalam gambar 2.25, gaya

geser bekerja pada penampang mendatar b x l2mm oleh gaya f [kg].

Dengan demikian tegangan geser, 2/mmkgk yang ditimbulkan adalah:

lb

Fk . Sulasro dan Suga, Kiyokatsa,Dasar Perencanaan

dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga, 1991), hal.25.

Dari tegangan geser yang diizinkan , 2/mmkgka , panjang pasak,

][1 mml yang diperlukan dapat diperoleh.

1.lb

Fka ......... Sulasro dan Suga, Kiyokatsa,Dasar Perencanaan dan

Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga, 1991), hal.25.


33/55

33

Gambar 2.18. Pasak Benam

Harga ka adalah harga yang diperoleh dengan membagi kekuatan

tarik B dengan faktor keamanan 21 kk SfSf harga1kSf umumnya

diambil 6, dan 2kSf dipilih antara 1 1,5 jika beban dikenakan secara

perlahan- lahan, antara 1,5 3 jika dikenakan dengan tumbukan ringan

dan antara 2-5 jika dikenakan secara tiba tiba dan dengan tumbukan

berat.

Selanjutnya perhitungan untuk menghindari kerusakan permukaan

samping pasak karena tekanan bidang juga diperlukan. Dalam hal ini

tekanan permukaan, 2/mmkgp adalah:

21 lataullF

p

Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar


Dari harga tekanan permukaan yang diizinkan, 2/mmkgpa , panjang

pasak yang diperlukan dapat dihitung dari.

21 lataullFpa



Harga ap adalah sebesar2/8 mmkg untuk poros dengan diameter kecil

dan2/10 mmkg untuk poros dengan diameter besar, dan setengah dari

hargaharga tersebut untuk poros dengan putaran tinggi.


34/55

34

Perlu diperhatikan bahwa lebar pasak sebaiknya antara 25 35 [%] dari

diameter poros, dan panjang pasak jangan terlalu panjang dibandingkan

dengan diameter poros (antara 0,75 sampai 1,5 )sd .


35/55

35

Bab III

PERANCANGAN

A. Data Awal PerancanganMesin Pengaduk dan Pemasak Selai Nanas Kapasitas 10 kg/proses adalah

mesin yang berfungsi untuk mengolah racikan parutan nanas menjadi selai nanas

dengan bahan dasar olahannya adalah nanas. Beban nanas yang akan diolah

adalah 10 kg/proses.

B. Perancangan1. Motor Listrik

Motor listrik merupakan sumber tenaga penggerak awal dari rancang

bangun mesin pengaduk dan pemasak selai ini. Pada dasarnya pemakaian

motor ini digunakan untuk memutar poros pengaduk.

a. Daya MotorPd = P FcDimana :

Pd = daya motor

P = daya normal ( kw )

Fc = factor koreksi = 1,0 ( daya normal )

Pd = P Fc

Pd = 0,49 1,0

Pd = 0,49 ( KW )= 500 (Watt) ; 0,5 Hp dengan putaran 1400 rpm

2. Sistem TransmisiPada rancangan ini sabuk dan pulley digunakan untuk

mentransmisikan daya dan putaran dari motor penggerak yang diteruskan

ke reducerdan poros rotor yang akan berputar mengaduk selai.


36/55

36

a. PulleyDengan mengabaikan slip pada sabuk maka jumlah putaran

masing-masingpulley adalah sebagai berikut;

Gambar 3.1. Sistem Transmisi

Pulley yang digunakan adalah pulley alur V sesuai dengan tipe

sabuk yang digunakan.Pulley digunakan untuk mentransmisikan daya

dan motor ke poros dan untuk mentransmisikan daya langsung ke

porosporos reduksi. Sehingga pada motor di dapatpulley penggerak

yang berdiameter berbeda denganpulley yang digerakkan.

1) PulleypenggerakPulley penggerak yang di pasang pada poros motor listrik.

Direncanakanpulley penggerak berdiameter 3

Besarnya momen inersia rencana, T pada pulley penggerak

adalah:

T = 9,74 . 105

Dimana :

T : momen inersia [ Nmm ]

n1: putaran driver [ rpm ]

T = 9,74 . 105

= 695,871[ Nmm ]


37/55

37

2) Pulleyyang digerakan ( Driven)Direncanakan putaran pulley yang dibutuhkan pada pulley

yang digerakan untuk memutar reducer adalah sama dengan

putaran motor listrik 1400 [rpm] maka dengan demikian pulley

yang digerakkan secara otomatis harus menggunakan diameter

yang sama yakni 3, maka untuk diameterpulley yang digerakkan

dapat digunakan persatuan berikut:

a) Reducer

Akan tetapi putaran pulley 1400 rpm masih terlalu cepat

untuk poros pengaduk ,maka perlu menggunakan reducer

untuk mereduksinya putaran, perbandingan reducer yang

digunakan ialah 60 : 1

S =

=

=

S = 23,33 [rpm]

Maka putaran poros pengaduk setelah direduksi dengan

perbandingan putaran 60 : 1 ialah 23,3 rpm

b. SabukPada rancangan ini digunakan sabuk tipe V. Alasan penggunaan

sabuk ini adalah karena daya rencana sebesar 0,5 HP dengan putaran

1400 [ rpm] maka sabuk yang cocok dipakai adalah tipe A.

Sesuai dengan panjang yang didapat pada perancangan sabuk,

maka sabuk yang paling mendekati adalah sabuk bernomor 57 dengan

panjang (L) = 1448 [mm]

1) Lebar sabuk = 20

0


38/55

38

Tg =

= 9. Tg

= 3,275 [ mm ]

= 12,52x

= 12,5( 2. 3,75 )

= 5,95 [ mm ]

2) Panjang keliling sabukL = 2.C +

( Dp + dp ) +

( Dpdp )2

= 2 (2800)

+

( 76,276,2 )2

= 558,51

= 559 [ mm ]

3) Besar sudut kontak = 18001

= 1800 ( )

= 1800 ( )

= 179,90

Sudut kontak [ rad ]

= 179,90 x

rad = 3,05 [ rad ]

4) Kecepatan linear sabuk V, [ m/s ]V=

=


39/55

39

= 5,58 [ m/s ]

5) Besarnya daya yang ditransmisikanPada sisi kencang sabuk T1 dan sisi kendor sabuk T2 dapat

dihitung menggunakan persamaan berikut :

=

Dimana :

T1 : gaya tarik sisi kencang

T2 : gaya tarik sisi kendor

: 271,82

= 271,82 0,3 ... 2,81

T1 = 2,32 T2

6) Gaya tarik pada sisi kencang untuk sabuk V tipe-vP= ( T1T2 ) V

0,5 ( KW ) = ( 2,32 T2T2 ) V

= ( 2,32 T2T2 ) 4,75 m/s

0,5 ( KW ) = 11,02 m/s.T2

T2 =

T2 =

= 44,64 [ N ]

T1= 2,32 . T2

= 2,32 . 44,64

= 103,57 m/s


40/55

40

Untuk menentukan jumlah tegangan sabuk maka kita

menggunakan perhitungan sebagai berikut :

=

=

( )

= 3,11 [ N/ mm2 ]

Dari tegangan sabuk di atas maka didapat a= 2,81

[N/mm2], sedangkan tegangan maksimum yang diijinkan sebesar

ijin = 2,8 [ N/mm2 ], maka sabuk tersebut dikatakan aman.

Berdasarkan Tabel 2.2 Daftar Nilai Kerapatan gr/cm3 Selai

Nenas, Massa jenis yang diperoleh adalah 1,3329 ( gr/cm3 ) dengan

komposisi A1 dan lama penyimpanan B1.

c. PorosPoros merupakan salah satu bagian terpenting dari setiap

mesin.Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama

putaran. Peranan utama dalam transmisi seperti itu dilakukan oleh

poros.

Untuk merencanakan poros, hal-hal yang perlu diperhatikan adalah :

1) Kekuatan poros, karena poros mengalami beban puntir atau lentur

maupun gabungan beban putir atau lentur

2)

Kekakuan poros, meskipun sebuah poros mempunyai kekuatanyang cukup tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar

akan menyebabkan ketidakteletian atau getaran dan suara

3) Putaran kritis, jika putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu

harga putaran tertentu dapat terjadi getaran. Hal ini dapat

menyebabkan kerusakan pada poros, maka dengan itu poros harus

direncanakan sedemikian rupa hingga putraran kerjanya lebih

rendah dari putaran kritisnya.


41/55

41

4) Bahan poros, pada umumnya untuk kontruksi mesin, bahan baja

karbon dan untuk putaran tinggi dan beban berat bahan baja

paduan.

Melihat beban yang akan diterima dalam teori maka kami

menggunakan baja SUS 304.

Bahan poros SUS 304, dimana bahan ini memiliki = 588

[N/mm2]. Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar

Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga,

1991), hal.164. )

a) Torsi yang Dialami PorosBesarnya torsi rencana, t ( kg/mm ) yang dialami poros

yaitu :

T = 9,74 105

Dimana :T = torsi

n1 = putaran motor ( rpm )

T = 9,74 105

T = 9,74 105

T = 346,42 ( kg/mm )

b) Massa poros=

.d

2.l.

=. 3,14 (30mm)

2 . 780mm . 7,8.10 -3 kg/cm3

= 13,6 kg

W = m . g

= 13,6 . 9.81

= 133,41 N


42/55

42

c) Tegangan Geser Ijin Porosa =

t = tegangan geser ijin poros 362,6 [N/mm2]

Sf1 = factor keamanan bahan = 6,0

Sf2 = factor kekasaran permukaan = 2

a = = 30,21 [N/mm

2]

d) Diameter Porosds = (

kt.cb. T )

1/3

Dimana :kt = 2

cb = 2

Jadi :

ds = ( kt.cb.T )

1/3

ds = (

2.2.346,42 )1/3

ds = 26,4 (mm)

ds = 27 ( mm )

Poros yang dirancang pada mesin ini adalah 30 ( mm )

Diameter poros direncanakan 30 [mm]. Poros terbuat dari

stainless steelMassa jenis SUS 304 adalah 7,85 . 10-3 [kg/m3].

Poros yang dirancang dapat dilihat pada gambar sket dibawah

ini:

Gambar 3.2. Poros

Maka Bahan SUS 304 yang digunakan sebagai poros

keseluruhan adalah 30 x 780 mm. Bahan Stainless Stell

ukuran 30 x 780 mm.


43/55

43

d. PengadukPengaduk berfungsi untuk mengaduk / memutar bahan selai

selama proses pemasakan agar tidak terjadi kegosongan dan juga selai

masak secara merata.

Pengaduk dirancang berbentuk persegi panjang dengan sedikit

radius pada salah satu ujungnya mengikuti pola bentuk daripada

dandang pemasak, jumlah pengaduk yang direncanakan adalah

sebanyak 2 buah

Material pengaduk terbuat daristainless steel.

Gambar 3.3. Pengaduk

1) Gaya total yang dialami pengadukFt = Gaya total

Mp = Massa Pengaduk [ 2(700 gr)]

Fg = Berat yang diberikan

Jadi Ft = Mp [N] + Fg [N]

= 13,73+ 98,1

= 111,84 N

Maka gaya yang dialami masing-masing pengaduk adalah 55,9 N

2) Torsi akibat PengadukTp = Sp . Ft . r

Dimana :


44/55

44

Tp = Torsi akibat Pengaduk [Nmm]

Sp = Jumlah Pengaduk

Ft = Gaya total yang dialami pengaduk

r = jari-jari pengaduk

Maka,

Tp = Sp . Ft . r

= 2 . 111,84 . 130

= 29078,4 [Nmm]

3. Kerangka MesinKerangka merupakan bagian utama dari mesin yang berfungsi untuk

menumpu atau mendukung komponenkomponen mesin yang lain. dalam

hal ini bentuk, ukuran dan kekuatan dari rangka harus diperhatikan karena

disamping berfungsi sebagai penumpu, rangka yang sesuai kebutuhan

mesin akan menambah nilai jual dari mesin tersebut.

Gambar 3.4. Rangka Bagian Atas

750

24

160 50 110 50 150 50 11035


45/55

45

Gambar 3.5. Rangka Bagian Bawah

180

800

1030

500

240

35 50

310 308

10

35

630


46/55

46

4. Konstruksi Mesin

Gambar 3.6. Gambar Mesin Pengaduk dan Pemasak Selai

Keterangan :

1.Motor Listrik 8. Dudukan Kompor

2.Sabuk 9. Kompor

3.Reducer 10. Pulley

4.Rangka bagian atas 11. Kopling

5.Poros Pengaduk

6.Rangka Bagian Bawah

7.Dandang Stainless

5. Gambar Kerja RancanganDari proses perancangan yang dibahas sebelumnya maka dapat dibuat

gambar kerja rancangannya. Gambar kerja rancangan tersebut nantinya

akan berguna untuk proses pembuatan mesin yang dirancang bangun,

sehingga memudahkan kita dalam proses pengerjaan atau pembuatan

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11


47/55

47

mesin sesuai dengan bentuk dan ukuran yang telah tertera pada gambar

kerja rancangan.

Pada gambar kerja rancangan gambar yang akan ditampilkan yaitu

gambar bagian-bagian alat dan gambar assembling mesin dengan

menggunakan proyeksi Eropa, menggunakan kertas A3 dan A4, dan skala

gambar yang digunakan (1;10).

Penggambaran gambar kerja rancangan dibuat dengan menggunakan

AutoCad. Untuk mendalami lebih jauh dan lebih jelas hasil perancangan

ini, dapat dilihat atau diperhatikan pada gambar kerja rancangan yang telah

terlampir.

C. Prosedur Pengoperasian Mesin

Setelah mesin selesai dibuat dan siap untuk dioperasikan, selanjutnya proses

pengolahan dapat dilakukan sebagai berikut :

Pertama, siapkan bahan-bahan yang akan diolah. Selanjutnya nyalakan

kompor LPG dan atur besar kecilnya api yang akan digunakan untuk memasak

selai. Nyalakan mesin dengan menekan tombol swich ON pada saklar yang telahtersedia kemudian masukkan nenas beserta bahan lainnya secara bertahap dan

perlahan maka secara otomatis mesin akan mengaduk dan memulai proses

pengolahan, hal ini akan berlangsung hingga selai tersebut masak sesuai dengan

yang diinginkan.

Lakukan pengawasan sesekali terhadap besar kecilnya api kompor guna

mencegah terjadinya kegosongan pada selai yang sedang diolah hingga selai dapat

diproduksi dengan sempurna.


48/55

48

Bab IV

ANALISA BIAYA PEMBUATAN MESIN

Tujuan dari pembahasan ini adalah untuk mengetahui seberapa jauh

penggunaan MESIN PENGADUK DAN PEMASAK SELAI NANAS

KAPASITAS 10 KG/PROSES , ini ditinjau dari segi ekonomisnya. Oleh karena

itu perlu diperhitungkan seberapa besar biaya yang dibutuhkan untuk membuat

satu mesin, sehingga dapat diketahui apakah mesin ini ekonomis dalam segi harga

baik untuk pengguna mesin ini maupun untuk perancang lain yang ingin

merancang alat yang sama.

Dalam pembuatan mesin ini, perancang membutuhkan bahan yang tidak

sedikit seperti : pofil U, profil L, pelat baja dan material lainnya yang dibentuk

sesuai dengan kebutuhan agar biaya yang dihabiskan untuk membuat tidak terlalu

mahal.

Adapun bahan yang dibutuhkan untuk perancangan mesin ini adalah sebagai

berikut:

A. Biaya MaterialTabel 4.1. Biaya Material yang Dibeli

No. Nama bagian Bahan Ukuran JumlahHarga

(Rp)

Jumlah

(Rp)

1 Motor Lisrtik Standart 0,5 Hp 1 unit 700.000 700.000

2 Pulley Cast Iron 3 2 pcs 45.000 90.000

3 V belt Standart A 50 1 unit 42.000 42.000

4 Reducer Standart 1:60 1 unit 470.000 470.000

5Poros

Pengaduk

Pipa

Stainless

1000mm

x 26- 40.000 40.000

6Panci

Masakan

Stainless

Steel30 mm 1 unit 95.000 95.000

7 Hidraulik Standart 10 kg 1 unit 25.000 25.000


49/55

49

Jack

8Rangka

KonstruksiST 37

UNP

5mm2 batang 250.000 500.000

9 Saklar Standart - 1 pcs 34.000 34.000

10 Kabel Standart 4m - 35.000 35.000

11 Baut A307 M 12 12 pcs 1.000 12.000

12 Kompor LPG Standart - 1 unit 100.000 100.000

13Regulator

LPGStandart - 1 unit 50.000 50.000

14 Cat dan Kuas - - 1 kg 35.000 35.000

Jumlah 2.228.000

B. Biaya Listrik yang Dipakai Selama Pembuatan MesinDaya peralatan, lama pemakaian, dan daya pemakaian listrik diketahui dari

masing-masing peralatan yang digunakan tertera pada table di baawah ini :

Table 4.2. Biaya Listrik Selama Pembuatan Mesin

No. Jenis Mesin DayaLama

Pemakaian

Daya

Terpakai

1 Mesin Bubut 2,4 Kw 1,5 jam 3,6 kWh

2 Mesin Las 7,5 Kw 45 jam 337,5 kWh

3Mesin Gerinda

Tangan0,375 Kw 8 jam 3 kWh

4 Mesin Bor 1,1 Kw 2 Jam 2,2 kWh

5 Jumlah 11,375 Kw 56,5 jam 346,3 kWh

Biaya listrik yang dipakai adalah total dari pemakaian dikalikan dengan

biaya daya perusahaan/kWh sebesar Rp 900/kWh. Maka biaya listrik yang dipakai

dalam pembuatan mesin adalah sebagai berikut :

Biaya total = Total daya terpakai Biaya daya perusahaan/kWh


50/55

50

= 346,3 kWh Rp 900/ kWh

= Rp 311.670

C. UpahTenaga KerjaUpah tenaga kerja didapat dari upah minimum perhari dikalikan denagan

jumlah hari pembuatan, sedangkan biaya listrik di dapat dari biaya peralatan yang

dikaliakn dengan lama pemakaian alat.

Upah per hari didapat dari upah minimum regional Sumatera Utara tahun

2013 sebesar Rp 1.600.000,- per bulan dengan jumlah kerja maksimum 8 jam per

hari. Jumlah jam kerja pembuatan mesin mesin ini dari awal sampai selesai

memerlukan waktu 7 hari.

Upah tenaga kerja/hari = Upah per bulan / jumlah hari kerja

= Rp 1.600.000 / 26 hari kerja

= Rp 61.538,-

Tenaga kerja yang dipakai sebanyak 5 orang maka jumlah total upah tenaga

kerja menjadi:

Upah total tenaga kerja = Upah tenaga kerja 5 orang

= Rp 61.538 5 orang 7 hari

= Rp 2.153.830,-

D. Biaya Total Pembuatan MesinBiaya total pembuatan mesin yang dimaksud adalah biaya material

ditambah upah tenaga kerja untuk membuat mesin pengolah plastik dan ditambah

dengan listrik yang dipakai selama proses pembuatan mesin ini.

Dari perhitungan biaya material, upah pembuatan dan biaya listrik dapat di

tentukan biaya keseluruhan dari mesin tersebut :

Biaya Total = Biaya Material + Biaya Listrik + Upah Pembuatan

= Rp 2.228.000 + Rp 311.670 + Rp 2.153.830


51/55

51

= Rp 4.693.500,-

E. Harga Penjualan Mesin= Harga Produksi + Untung

= Rp 4.693.500 + 20%

= Rp 4.693.500 + 938.700

= Rp 5.632.200,-

Untuk menjul mesin ke pasaran maka akan dikenai tambahan biaya Pajak

Pendapatan Negara (PPN) dengan PPN 10 %

Maka :

= Harga Jual Mesin + 10 % PPN

= Rp 5.632.200,- + Rp 563.220

= Rp. 6.195.420,-

Harga jual Mesin Pengaduk Dan Pemasak Selai adalah Rp. 6.195.420,-


52/55

52

Bab V

OPERASI DAN PERAWATAN

A. Pengertian dan Tujuan PerawatanUntuk mencapai jumlah produksi yang maksimum maka perlu sekali kesiapan

mesin yang digunakan seoptimal mungkin, agar mesin siap dan tidak mengalami

gangguan pada saat produksi berlangsung.

Maka diperlukan suatu cara yang disebut pemeliharaan (perawatan). Suatu

mesin pasti mengalami kerusakan pada jangka waktu tertentu tetapi usianya dapat

diperpanjang dengan melakukan perawatan.

Perawatan ini diartikan sebagai suatu kegiatan yang bertujuan untuk

memelihara dan menjaga setiap komponen-komponen mesin agar dapat tahan

lama dan dapat mencapai hasil produksi yang maksimum.

Tujuan utama dari system perawatan adalah :

1. Agar mesin yang digunakan dalam keadaan siap pakai secara optimal

untuk menjamin kelancaran proses kerja mesin.

2. Untuk memperpanjang usia pakai mesin.

3. Untuk menjamin keselamatan operator dalam mengoperasikan mesin.

4. Untuk mengetahui kerusakan mesin sedini mungkin sehingga dapat

mencegah kerusakan fatal.

Adapun perawatan yang dilakukan pada mesin pengaduk dan pemasak selai

berikut ini adalah :

a. Perawatan secara rutinPerawatan ini dilakukan terus menerus, misalnya setiap selesai

menggunakan mesin. Pada mesin ini kegiatan perawatan rutin ialah

pembersihan pada bagian dandang pemasak dan poros pengaduk.


53/55

53

b. Perawatan secara periodikPerawatan secara periodik adalah kegiatan yang dilakukan dalam

jangka waktu tertentu, misalnya sebulan sekali. Pada mesin ini

kegiatan perawatan periodik adalah pemeriksaan tegangan sabuk,

pelumas reducer, sehingga mesin dapat bekerja seoptimal mungkin.

B. Pemeliharaan Bagian-Bagian Utama Mesin1. Dandang pemasak

Perawatan pada dandang penmasak harus benar-benar diperhatikan.

Apabila perawatan pada peralatan ini tidak dilakukan maka akan

menyebabkan ketidakhigenisan selai yang akan di masak selanjutnya oleh

karena sisa selai yang tidak dibersihkan dalam waktu yang lama akan

terkontaminasi bakteri dan membusuk, apabila bercampur dengan bahan

selai selanjutnya maka selai yang dimasak akan ikut terkontaminasi bakteri

pula. Perawatan pada bagian ini meliputi pembersihan dan pencucian

dandang pemasak dengan air bersih seperti kegiatan mencuci piring

biasanya.

2. Poros pengadukSama halnya dengan dandang pemasak poros pengaduk juga harus

benar-benar dijaga kebersihannya. Karena apabila kedua komponen ini

tidak bersih akan menjadi tempat bertumbuhnya bakteri.perawatan yang

dilakukan juga meliputi pencucian seperti layaknya pencucian piring

biasanya.

3. ReducerHal terpenting dalam perawatan reducer ialah pelumasan, dimana

tujuannya adalah agar gesekan anatar roda gigi di dalam reducer dapat

dikurangidan agar keausan dapat dicgah. Pelumasan yang dilakukan pada


54/55

54

reducer ini ialah penambahan oli pelumas dengan memasukkan oli

pelumas ke dalam lubang masuk oli yang telah tersedia.


55/55

Bab VI

PENUTUP

A.Kesimpulan1. Pentingnya melakukan perhitungan-perhitungan dengan sangat teliti ketika

merancang.

2. Kerangka konstruksi tidak dihitung/dianalisis.

3. Mesin ini mampu memproduksi 10 kg selai per proses dengan putaran

poros yaitu 23,3 rpm.

4. Perawatan mesin ini mudah.

5. Estimasi harga jual mesin ini adalah Rp. 6.195.420,-

B.SaranSaran yang dapat penulis berikan setelah menyelesaikan laporan tugas akhir ini

adalah:

1. Utamakan menjaga kebersihan poros pengaduk dan dandang pemasak

setiap selesai dioperasikan.2. Lakukan perawatan secara teratur terhadap mesin.

3. Gantilah komponen-komponen yang telah rusak, untuk mencegah

kerusakan yang lebih parah pada mesin.

Documents

Isi Tugas akhir