6
POLI REKAYASA Volume 4, Nomor 1, Oktober 2008 ISSN : 1858-3709 Rancang Bangun Mesin Pemeras Santan Dengan Metode Kombinasi Pemarutan Dan Pemerasan Dengan Sistem Screw The Built Disigning of Coconut Milk Machine By Using Compaining of Scrapper and Squeezer with Screw System Junaidi & Eka Sunitra Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang Kampus Unand Limau Manis Padang 25163 Telp. 0751-72590 Fax. 0751-72576 Email : [email protected] ABSTRACT The research of disign and produce of coconut milk machine with combining of scrapper unit and squeezer that work together, was be done in the workshop of Politechnic machine in UNP. Then was done the testing technique through machine to know the macnine operation some turning Variation. The purpose of this research are to produce a prototype of coconut milk machine in a squeezer unit and scrapper to do the technique testing and economic analyze to know how much the pays of squeezer operation the method that use in this reseach are manufacturing prototype and machine testing operation. The result of machine operation at coconut milk process can be got the average the squeezer capacity. They are at the slots distance about 0,3 mm with capacity 85 kg/hour, 0,5 mm with capacity 79,2 kg/hour. 1 mm with capacity 78,96 kg/hour and 1,5 mm the capacity 57,2 kg/hour. The weigh of coconut milk that produce about 15 coconut at slots of distance 0,3 mm is 2,68 kg, 1,5 mm with the weigh 1,44 kg from those economic analysis car get the pay at milk machine operational about Rp 76 / kg scrapper coconut. Keywords: Scrapper and Squeezer, Screw System PENDAHULUAN Daerah Sumatera Barat memiliki areal tanaman kelapa lebih kurang 90.563 hektar, total produksi 73.959 ton buah kelapa (statistik pertanian Sumatera Barat Tahun 2003). Salah satu kendala dalam pengolahan kelapa adalah teknologi pengolahan kelapa yang masih belum maksimal, terutama sekali proses pengolahan kelapa untuk menghasilkan santan. Dari survey dilapangan santan banyak sekali digunakan terutama untuk masakan yang banyak digunakan oleh rumah-rumah makan atau usaha catering, industri minyak goreng, dan industri kecil makanan ringan. Untuk menghasilkan santan, usaha-usaha tersebut menggunakan alat pemarut kelapa dengan plat yang bergerigi yang digerakkan oleh motor listrik kemudian memerasnya dengan mesin press screw yang juga digerakkan oleh enggine/motor listrik. Akan tetapi kedua proses ini (pemarutan dan pemerasan) masih dilakukan secara terpisah, sehingga efisiensi waktu dan tenaga kerja belum dapat ditingkatkan. Untuk meningkatkan produktivitas santan pada tingkat menguntungkan, aplikasi teknologi untuk menghasilkan santan perlu ditingkatkan. Palungkun (1992) mengatakan sistem pemarut dan pemeras yang digunakan untuk menghasilkan santan perlu dalam satu rangkaian unit proses agar didapatkan kapasitas dan efisiensi waktu yang tinggi, sehingga biaya operasi lebih kecil. Triyono, Haryanto, dan Sudarya (2002) melakukan penelitian dengan merancang bangun suatu mesin press kopra sistem screw skala kecil dan menengah dalam suatu rangkaian unit, ternyata hasil penelitiannya menunjukkan efisiensi kerja yang lebih tinggi, biaya operasi yang lebih kecil dibandingkan dengan petani kopra yang menggunakan mesin pencencang dan pengepres kopra yang bekerja secara terpisah, disamping itu juga dikatakan untuk mendapatkan kapasitas yang lebih besar juga dipengaruhi karakteristik dari kerja mesin (putaran, pich screw, sudut konis dan besar kecilnya 36

Jurnal Junaidi

  • Upload
    lamnhi

  • View
    231

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • POLI REKAYASA Volume 4, Nomor 1, Oktober 2008 ISSN : 1858-3709

    Rancang Bangun Mesin Pemeras Santan Dengan Metode Kombinasi Pemarutan Dan Pemerasan Dengan Sistem Screw

    The Built Disigning of Coconut Milk Machine By Using Compaining of Scrapper and Squeezer with Screw System

    Junaidi & Eka Sunitra Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang Kampus Unand Limau Manis Padang 25163 Telp.

    0751-72590 Fax. 0751-72576 Email : [email protected]

    ABSTRACTThe research of disign and produce of coconut milk machine with combining of scrapper unit and

    squeezer that work together, was be done in the workshop of Politechnic machine in UNP. Then was done the testing technique through machine to know the macnine operation some turning Variation. The purpose of this research are to produce a prototype of coconut milk machine in a squeezer unit and scrapper to do the technique testing and economic analyze to know how much the pays of squeezer operation the method that use in this reseach are manufacturing prototype and machine testing operation. The result of machine operation at coconut milk process can be got the average the squeezer capacity. They are at the slots distance about 0,3 mm with capacity 85 kg/hour, 0,5 mm with capacity 79,2 kg/hour. 1 mm with capacity 78,96 kg/hour and 1,5 mm the capacity 57,2 kg/hour. The weigh of coconut milk that produce about 15 coconut at slots of distance 0,3 mm is 2,68 kg, 1,5 mm with the weigh 1,44 kg from those economic analysis car get the pay at milk machine operational about Rp 76 / kg scrapper coconut.

    Keywords: Scrapper and Squeezer, Screw System

    PENDAHULUAN Daerah Sumatera Barat memiliki

    areal tanaman kelapa lebih kurang 90.563 hektar, total produksi 73.959 ton buah kelapa (statistik pertanian Sumatera Barat Tahun 2003). Salah satu kendala dalam pengolahan kelapa adalah teknologi pengolahan kelapa yang masih belum maksimal, terutama sekali proses pengolahan kelapa untuk menghasilkan santan.

    Dari survey dilapangan santan banyak sekali digunakan terutama untuk masakan yang banyak digunakan oleh rumah-rumah makan atau usaha catering, industri minyak goreng, dan industri kecil makanan ringan. Untuk menghasilkan santan, usaha-usaha tersebut menggunakan alat pemarut kelapa dengan plat yang bergerigi yang digerakkan oleh motor listrik kemudian memerasnya dengan mesin press screw yang juga digerakkan oleh enggine/motor listrik. Akan tetapi kedua proses ini (pemarutan dan pemerasan) masih dilakukan secara terpisah, sehingga

    efisiensi waktu dan tenaga kerja belum dapat ditingkatkan.

    Untuk meningkatkan produktivitas santan pada tingkat menguntungkan, aplikasi teknologi untuk menghasilkan santan perlu ditingkatkan. Palungkun (1992) mengatakan sistem pemarut dan pemeras yang digunakan untuk menghasilkan santan perlu dalam satu rangkaian unit proses agar didapatkan kapasitas dan efisiensi waktu yang tinggi, sehingga biaya operasi lebih kecil. Triyono, Haryanto, dan Sudarya (2002) melakukan penelitian dengan merancang bangun suatu mesin press kopra sistem screw skala kecil dan menengah dalam suatu rangkaian unit, ternyata hasil penelitiannya menunjukkan efisiensi kerja yang lebih tinggi, biaya operasi yang lebih kecil dibandingkan dengan petani kopra yang menggunakan mesin pencencang dan pengepres kopra yang bekerja secara terpisah, disamping itu juga dikatakan untuk mendapatkan kapasitas yang lebih besar juga dipengaruhi karakteristik dari kerja mesin (putaran, pich screw, sudut konis dan besar kecilnya

    36

  • POLI REKAYASA Volume 4, Nomor 1, Oktober 2008 ISSN : 1858-3709

    mesin). Untuk itu perlu dilakukan penelitian dengan merancang dan membuat mesin pemeras santan dalam satu rangkaian unit proses dengan sistem mekanis yaitu antara proses pemarutan dan pemerasan bekerja secara bersamaan dan kontinyu.

    Tujuan dari penelitian ini adalah merancang bangun suatu model/prototipe mesin pemeras santan dalam satu rangkaian unit proses pemarut dan pemeras, melakukan pengujian terhadap model/prototipe dan melakukan analisis ekonomi untuk menentukan biaya operasi. Hasil dari penelitian ini nantinya akan dapat diterapkan kepada masyarakat dalam proses pemerasan santan, khususnya untuk industri kecil makanan dan minuman.

    METODOLOGIPada proses manufacturing, bahan

    bahan yang digunakan untuk pembuatan mesin yakni plat siku, plat stainles steel, besi silinder stainless steel, plat aluminium, baut, reducer, besi silinder, dan motor listrik. Sedangkan alat/mesin yang digunakan untuk pembuatan prototipe antara lain adalah mesin bubut, mesin milling, mesin gerinda, mesin potong, CNC, mesin Scrap, dan mesin bor, dan untuk pengujian kinerja prototipe digunakan tachometer, timbangan kg, stop wach, jangka sorong, dan mistar.

    Bentuk dari mesin pemeras santan dalam kajian ini seperti ditunjukkan pada gambar 1.

    Gambar 1. Mesin pemeras santan dengan satu rangkaian unit pemeras dan pemarut.

    Nama komponen mesin pemproses santan :1. Screw 2. Saringan 3. Corong

    masuk 4. Balancer 5. Kopling 6. Speed

    Reducer 7. Motor Listrik8. Corong

    santan9. Bearing 10. V belt11. Roda12. Rangka

    13. Bearing 14. Mur pengunci 15. Bearing 16.Pipa penyetel ulir

    luar17. Roda gigi screw18. Roda gigi penekan19. Komponen penekan20. Silinder pemarut21. Poros pemegang

    Potongan A-A, Komponen penyetel jarak clearence (tempat keluarnya ampas)

    Mesin pemeras santan ini dirancang

    dengan ukuran rangka 50 x 40 x 100 (cm). Beberapa komponen diantaranya ruang pemarut dan silinder pemarut, posisi ruang antara silinder pemarut dan silinder screw, poros screw dan bagiannya, rumah ulir, dan komponen penyetel jarak clearence antara diameter poros screw dan rumah ulir. Ruang pemarut dibuat agak besar dengan kemiringan yang disesuaikan dengan diameter silinder pemarut. Posisi ruang antara silinder pemarut dan silinder screw dirancang agak lebih tinggi, Putaran dari silinder pemarut sama dengan putaran motor, dan putaran dari poros ulir berbanding 1 : 20 dengan putaran motor, perbandingan putaran ini dengan menggunakan reducer.

    Silinder screw direncanakan ukuran diameter luarnya 6 cm, dengan panjang 65 cm. Poros Screw ini dibagi dalam 3 bagian, yaitu bagian pertama sepanjang 20 cm screw terpasang pada poros lurus diameter 20 cm, bagian kedua sepanjang 20 cm poros screw dengan konis sebesar 8 derajat, bagian ketiga poros screw sepanjang 15 cm sebagai penghantar. Jarak Clearence yang diberikan antara diameter luar poros screw dan diameter dalam rumah saringan

    37

  • POLI REKAYASA Volume 4, Nomor 1, Oktober 2008 ISSN : 1858-3709

    sebesar 0,2 mm. Sedangkan jarak celah tempat keluarnya ampas dapat disetel sampai 2 mm.

    Dalam proses perancangan mesin beberapa parameter yang diinginkan yaitu kapasitas santan yang diinginkan yakni lebih dari 100 kg/jam, keseimbangan kecepatan turun hasil parutan dengan hantaran silinder screw, dan jarak celah keluar ampas yang diinginkan sesuai dengan kapasitas maksimal. Untuk mendapatkan parameter tersebut terlebih dahulu perhitungan yang dilakukan terhadap ukuran dan gaya-gaya yang terjadi pada mesin harus dilakukan secara berulang-ulang dengan menukar ukuran-ukuran komponen yang bervariasi. Perhitungan mesin dimulai dari perencanaan daya mesin, yaitu daya pemarut dan daya pemeras. Untuk mendapatkan daya pemeras terlebih dahulu harus diketahui ukuran screw dan kapasitas pemeras, dan daya pemarut terlebih dahulu harus diketahui diameter poros dan jumlah gigi pisau pemarut serta tegangan geser rata-rata pisau pemotong, dan kemudian dari perhitungan ini didapatkan daya motor. Kemudian dilakukan perhitungan terhadap poros screw, poros pemarut, puly, sabuk, pasak, dan bantalan.

    Pengujian mesin pemeras santan yang telah dirancang bangun dilakukan untuk mengidentifikasi kondisi optimum. Setelah itu dilakukan pengamatan, yaitu kapasitas mesin, keseimbangan kecepatan turun hasil parutan dengan kecepatan hantaran silinder screw, pengaruh jarak clearence konis dengan lobang plat penahan (jarak celah ke luarnya ampas) dan analisis kinerja mesin. Setelah itu dilakukan analisis ekonomi untuk menentukan biaya operasi pemerasan dari mesin pemeras santan ini.

    HASIL Pada penelitian ini telah dirancang

    komponen mesin pemarut dan pemeras kelapa cukilan untuk menghasilkan santan dalam satu rangkaian unit kerja dengan menghitung dimensi dari beberapa komponen mesin.

    Daya motor didapatkan dari hasil perhitungan sebesar 2,4 HP dengan putaran 1400 RPM, dan dipilih motor 2,5 HP dari standar motor yang ada dipasaran. Kemampuan memeras didapatkan 0,88 HP dan kemampuan memarut 1,08 HP, sehingga kemampuan mesin yaitu 1,96 HP. Bentuk komponen screw seperti gambar 4.1 dengan beberapa dimensi ukuran yaitu panjang screw 650 mm, Diameter screw 60 mm, panjang hantaran 150 mm, panjang konis 200 mm, sudut konis 80, jarak pich 45 mm, dan jumlah screw 7 buah, dengan ukuran tersebut didapatkan kapasitas pemerasan 114 kg/jam santan.

    Gambar 2. Dimensi Screw

    Bentuk komponen pemarut seperti gambar 2 dengan dimensi ukuran yaitu diameter poros 100 mm, panjang poros pemarut 200 mm, jumlah piring pisau pemarut 21 buah, dan masing-masing piring punya pisau 25 buah.

    Gambar 3. Komponen pemarut

    Beberapa komponen standar lainnya yang telah didapatkan dari hasil perhitungan, yaitu sabuk type A dengan panjang 1507,57 mm, bantalan pada poros screw dan pemarut no 6004. Dan dari semua perhitungan ini maka didapatkan ukuran rangka yaitu panjang 1000 mm, lebar 500 mm, dan tinggi 400 mm.

    38

  • POLI REKAYASA Volume 4, Nomor 1, Oktober 2008 ISSN : 1858-3709

    Gambar 4. Rangka

    Proses pembuatan dilakukan di bengkel Mesin Politeknik Negeri Padang. Beberapa komponen yang telah dibuat dapat dilihat pada gambar berikut :

    Gambar 5. komponen pemarut

    Gambar 6. Komponen screw pemeras dan saringan

    Gambar 7. Komponen rumah pemarut dan pemeras serta corong keluar ampas

    Gambar 8. Rangka

    Gambar 9. Gambar Assembling dan uji coba mesin

    PEMBAHASAN Pengujian mesin dilakukan dengan

    beberapa kali penyetelan jarak celah keluar ampas pada ujung konis screw, dengan beberapa variasi putaran.

    Grafik Kapasitas terhadap putaran

    020406080

    100120140

    0 50 100 150

    Putaran (rpm)

    Kap

    asita

    s (k

    g/ja

    m)

    Jarak celah 0. 3 mm

    Jarak celah 0.5 mm

    Jarak celah 1 mm

    Jarak celah 1.5 mm

    Gambar 10. Perubahan kapasitas pada beberapa jarak celah keluar ampas dengan beberapa variasi putaran

    Dari hasil pengujian kinerja mesin seperti gambar 10 terlihat rata-rata kapasitas lebih besar dengan jarak celah 0,3

    39

  • POLI REKAYASA Volume 4, Nomor 1, Oktober 2008 ISSN : 1858-3709

    mm yaitu 85 kg/jam, tetapi berdasarkan putaran yang terjadi dan jarak celah pada masing-masing pengujian maka kapasitas yang terbesar yaitu pada putaran 110 rpm pada jarak celah 0,5 mm yaitu 116 kg/jam. Hal ini disebabkan dengan jarak celah yang tidak begitu sempit akan mempercepat keluarnya santan dibandingkan dengan jarak celah 0,3 mm. Tetapi pada jarak celah 1mm dan 1,5 mm kapasitas santan akan berkurang karena parutan kurang diperas, tetapi terdorong cepat keluar karena jarak celah yang semakin besar.

    Selanjutnya dari Gambar 11 terlihat rata-rata santan lebih banyak dihasilkan dengan jarak celah 0,3 mm, tetapi waktu yang untuk memeras santan lebih lama karena jarak celah yang sempit, parutan dipaksa diperas diruangan saringan. Berdasarkan jumlah putaran dengan jarak elah 0,3 mm dan putaran 110 rpm jumlah santan yang dihasilkan paling besar yaitu 2,75 kg, dan ampas yang dihasilkan sangat sedikit karena ampas betul-betul kering. Jumlah rata-rata santan yang paling sedikit yaitu pada jarak celah 1,5 mm yaitu 1,44 kg, jumlah ampas yang dihasilkan sangat banyak yaitu 3,36 kg. Hal ini disebabkan parutan tidak begitu terperas karena jarak celah yang besar sehingga ampas yang keluar tidak begitu tertahan.

    Grafik berat santan terhadap putaran

    0.00

    0.50

    1.00

    1.50

    2.00

    2.50

    3.00

    44 70 110

    Putaran (rpm)

    Ber

    at s

    anta

    n (k

    g) Jarak celah 0.3 mm

    Jarak celah 0.5 mm

    Jarak celah 1 mm

    Jarak celah 1.5 mm

    Gambar 11. Perubahan jumlah santan pada beberapa jarak celah keluar ampas dengan beberapa variasi putaran

    Biaya pokok pemerasan santan terdiri dari biaya tetap (BT) dan Biaya tidak tetap (BTT). Biaya tetap terdiri dari biaya penyusutan (D) yaitu sebesar Rp 3,690,000

    / tahun dan biaya bunga modal (I) sebesar Rp 990,000 / tahun, dengan total biaya tetap sebesar Rp 3,690,000 / tahun. Biaya tidak tetap terdiri dari biaya upah tenaga kerja, biaya pemeliharaan dan perbaikan, biaya listrik atau bahan bakar yaitu sebesar Rp 55,500 / hari. Dari analisis biaya tersebut diperoleh biaya pokok pemerasan santan sebesar Rp 76 / kg kelapa parutan

    SIMPULANBerdasarkan hasil penelitian, dapat

    diperoleh simpulan yaitu: 1. Suatu mesin pemeras santan dalam

    satu rangkaian unit pemarut dan pemeras telah dirancang dengan kapasitas 114 kg/jam santan, dan kemudian dilakukan pembuatan.

    2. Setelah dibuat kemudian mesin ini diuji dan telah berhasil menghasilkan kapasitas santan dari rata 57,2 kg/jam menjadi 85,5 kg/jam, dan jumlah santan dari 1,44 kg dalam 15 kelapa cukilan sampai 2,68 kg.

    3. Putaran dan celah sangat berpengaruh terhadap kapasitas namun jarak celah juga sangat berpengaruh terhadap jumlah santan, sedangkan putaran tidak berpengaruh terhadap jumlah santan.

    4. Terlihat biaya pemprosesan kelapa menjadi santan adalah lebih rendah, sehingga harga santan dengan alat ini rendah.

    SARANDari keterbatasan yang ada pada

    penelitian perlu dikemukakan beberapa saran: 1. Untuk meningkatkan efisiensi

    pemarutan perlu dilakukan modifikasi pada pisau pemarut dengan sudut pisau yang lebih miring dan corong masuk yang lebih tertutup.

    2. Perlu modifikasi dari alat dengan sistem knock down, sehingga mudah perawatan dan mudah dibawa/ dipindahkan.

    40

  • POLI REKAYASA Volume 4, Nomor 1, Oktober 2008 ISSN : 1858-3709

    UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih kepada Proyek TPSDP yang telah mendanai penelitian ini, dan juga kepada Bapak Tim Reviwer dan teman-teman Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang yang telah membantu dalam perbaikan dan pembuatan serta pengujian prototipe dari penelitian ini.

    DAFTAR PUSTAKA

    Assidu, 1987. Processing Tropical Crops. A Technological Approach.

    Carl W. Hall, Denny C. Davis, 1986. Processing Equipment For Agricultural Products. AVI Publishing Company, INC. Wesrport, Connecticut.

    Dinas Perkebunan Daerah Tingkat I Sumbar 2000. Laporan Tahunan 1999.

    Hamdan. 1992. Mesin Mesin Processing di Csicated coconut, Unand Padang.

    LIPI. 2000. Alat-alat Teknologi pedesaan, Subang Jawa Barat.

    Newman. G, 1990. Engineering Economic Analysis, Third Edition, Binarupa Aksara Engineering Press, Inc.

    Palungkun. R, 1992. Aneka Produk Olahan Kelapa. Penerbit PT. Penebar Swadaya.

    Sularso, MSME, dan Kiyotkat suga, 1987. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin . Penerbit Pradyana paramita.

    Statistik Sumatera Barat 2002.

    Syarie. R, 1986. Pengetahuan Bahan Untuk Industri Pertanian. PT. Mediyatama Sarana Perkasa, Jakarta.

    Trioyono, Haryanto, dan Sudarya, 2002. Rancang Bangun Mesin Press Kopra Tipe Ulir Skala Kecil. Prosiding, Seminar Nasional Memacu Agro Industri Berbasis Komoditi Unggulan Daerah.

    Umar Sukrisno, 1983. Bagian-bagian Mesin dan Merencana. Penerbit Airlangga .

    Van Vlack Laurence. 1994. Ilmu dan Teknologi Bahan, Jakarta Penerbit Erlangga .

    41