■ri - -'X ‘4

VOL : 12 Nomor : 2 BULAN / TAHUN SEPTEMBER 2012

M anihar Situmorang,P. Maul im Silitonga,Isnadni N urw ahyuni •Linda Sari Siregar ,Ronatìur Purba

Pengem bangan M etode Análisis Spektrofotom etry U ntuk Penentuan Kolesterol Di Dalam M akanan Tradisional

M artina Restuati dan Endang Sulistyarini Gultom

Uji Potensi Bakteri Yang Berasosiasi D engan Spons Asai Pulau N gge (Sibolga) Sebagai Sum ber Antibakteri

Bambang Hadibroto, Sem pum a Perangin-angin, Syahreza A lvan

Evaluasi K etahanan G em pa Bangunan Ruko Di kota Pem atang Siantar

Yuniarto M ujisusatyo Pengem bangan Prototipe M esin Pem buat Tapioka

Lasker P. Sinaga Konvergensi D an Kontinuitas Deret Kuasa Solusi Persam aan Laplace Pada Dimensi N

Nurfajriani , Hafni Indriati N , Sukadm o

Simulasi Kendali P utaran M otor De Berbasis Logika Fuzzi Pem buatan Kayu Termoplastis Dari Lim bah Batang Kayu Kelapa Sawit U ntuk Kayu Pertu kangan D engan Res in Polistirena Termodifikasi M elalui Teknik Im pregnasi

Fajar Apollo SinagaPengaruh Pem berian V itam in E Terhadap K adar M alondialdehid, Hem oglobin D an Vo2max Selama Latihan Pada A tlet Sepakbola Fik Unim ed

Hafni Indriati N asution

Analisis K andungan Logam Berat Besi (Fe) D an Seng (Zn) Pada Air Sum ur Gali D isekitar Tem pat Pem buangan Akhir Sampah

.. . - , .— -------- --- --- ......... ...... ---..ì;.«

4 Sígökyfeiy# t-* *, Sä• " ” v , ‘ s N

Sjgä •• ( >S, || 1

■ . '

* x LEM BAGA PENELITIAN

Vi UNIVERSITAS NEGERI MEDANJL. Willem Iskandar Pasar V Metían Estate (20221)

Telp. (061) 6636757. Fax (061) 6613319 Email : unimcdlernlit@gmail.com

ISSN: 1412-2995

JURNAL PENELITIAN

SAINTIKA(Sains, Teknologi, dan Rekavasa)

Vol: 12 Nomor: II BULAN/TAHUX: SEPTEMBER 2012

M anihar S itum orang dan P. M aulim S ilito n g a , Isnaini N urw ah y u n i L inda Sari S iregar ,R onatiur Purba

M artina R estuat d an Endang Sulistyarini G ultom

PENGEMBANGAN METODE ANALISIS SPEKTROFOTOMETRÌ UNTUK PENENTUAN KOLESTEROL DI DALAM NLAKANAN TRADISIONAL

UJI POTEN SI 3 AKTE Si AN G 5ERASOSIASI DENGAN SPONS AS AL PULAU NGGE tSIBOLGA) SEBAGAI SUMBER .ANTI3 AKTERI

B am bang H adibroto, Sem purna Perangin-angin,Syahreza A lvan

e \ a l u a s : k e t a h a n a n g e m p a b a n g u n a n r u k o

DI KOTA PEMATANG SIANTAR

Y uniarto M ujisusatyo PENGEMBANGAN PROTOTIPE MESLN PEMBUAT TAPIOK.A.

Lasker P. Sinaga KON\TRG EN SI DAN KONTTNLTTAS DERET KUASA SOLUSI PERSAMAAN LA PU C E PADA DDvIENSI N

N urfajriani , H afni Indria ti N , Sukadm o

Fajar A pollo Sinaga

PEMBUAT AN KAYU TERMC PLASTIS DARI LIMB AH BATANG KAYU KELAPA SAWTT L'NTUK KAYU PERTUKANC-AN DENG SIN POLISTIREX A TERMODIFIK.\SI MELALUITEKNIK IMPREGNASI PENGARUH PEMBERLAN VITAMIN E TERHADAP KADAR MALOX'DIALDEKID HEMOGLOBIN DAN V02MAX SELAMA LATIHAN PADA ATLET SEPAKBOLA FDC UNIMED

H afni Indria ti N asutionANALISIS KANDUNGAN LOG.ASI BER.AT BESI (Fe) DAN SENG (Zn) PADA AIR SUMUR GALI DISEKITAR TEMPAT PEMBUANGAN .AKHIR S.AMP.AH

LEMBAGA PENELITLA.N UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

JL. Willem Iskandar Pasar V Medan Estate (20221) Telp. (061) 6636757, Fax (061) 6613319

JURNAL PENELITIAN

SAINTIKA(Sains, Teknologi, dan Rekayasa)

Voi: 12 Nomor: IIBULAN/TAHUN: SEPTEMBER 2012 ISSN: 1412-2995

Ketua Dewan EditorProf. Drs. Manihar Situmorang, M.Sc. Ph.D

(Ketua Lembaga Penelitian Unimed)

Sekretaris Dewan EditorDrs. Eddiyanto, Ph.D

(Sekretaris Lembaga Penelitian Unimed)

Dewan EditorProf. Basuki Wirdjo Sentono, MS. Ph.D. (USU)

Prof. Dayar Arbain, B. Pharm Drs, Apt,Ph.D. (UNAND) Dr.Ir.Bachrian Lubis, M.Sc. (USU)

Prof. Drs. Manihar Situmorang, M.Sc. Ph.D. (UNIMED) Dr.Saib Suwilo,M.Sc. (USU)

Dr. Putri Lynna A.Luthan, M.Sc (UNIMED)Prof. Dr. Nasfryzal carlo, M.Sc, IPM (UNIV. BUNG HATTA)

Dr.Ir. Adjar Pranoto (UNAND)Prof. Drs. Motland, M.Sc, Ph.D (UNIMED)

Prof. Dr. Herbert Sipahutar, M.Sc, M.Si (UNIMED)

Editor TeknikDr. Putri Lynna A.Luthan, M.Sc

Drs. Makmur Sirait, M.Si

Sirkulasi dan PemasaranDrs. Abd. Muthalib

Dra. Rosidah

Alamat penyunting dan Tata Usaha: Gedung Lembaga Penelitian Univeristas Negeri Medan, Lantai II, Jl, Willem Iskandar Pasar V Medan 20221, Telp (061)6636757 Fax.(061)6614002, 6613319, e_mail:

unimedlemlit@gmail.com

Jurnal Penelitian SAINTIKA (Sains, Teknologi dn Rekayasa) diterbitkan sejak Maret 2001 oleh LembagaPenelitian UNIMED

Penyunting menerima sumbangan artikel yang belum pernah dipublikasika dalam media lain. Naskah diketik diatas kertas HVS A4, spasi ganda maksimal 12 halaman dengan format seperti tercantum pada

halaman kulit dalam belakang.Naskah akan dim uat dalam jurnal ini setelah lulus evaluasi dari tim penyunting

ISSN: 1412-2995

Jurnal Penelitian

SAINTIKA(Sains, Teknologi, dan Rekayasa)

Voi: 12 Nomor: 2 Bulan/ Tahun: September 2012

D A F T A R IS I

PENGEMBANGAN METODE ANALISIS SPEKTROFOTOMETRY UNTUK PENENTUAN KOLESTEROL DI DALAM MAKANAN TRADISIONALOleh: Manihar Situmorang dan P. Maulim Silitonga , Isnaini Nurwahyuni -Linda Sari Siregar ,Ronatiur Purba 90-97

UJIPOTENSIBAKTERI YANG BERASOSIASI DENGAN SPONS ASAL PULAU NGGE (SIBOLGA) SEBAGAI SUMBER ANTIBAKTERIOleh: Martina Restuat dan Endang Sulistyarini Gultom 98-104

EVALUASIKETAHANAN GEMPA BANGUNAN RUKO DI KOTA PEMATANG SIANTAROleh: Bambang Hadibroto, Sempuma Perangin-angin,Syahreza Alvan

PENGEMBANGAN PROTOTIPE MESIN PEMBUAT TAPIOKA Oleh: Yuniarto Mujisusatyo

KONVERGENSI DAN KONTINUITAS DERET KUASA SOLUSI PERSAMAAN LAPLACE PADA DIMENSI N

Oleh: Lasker P. Sinaga

105-119

120-133

134-144

SIMULASI RENDALI PUTARAN MOTOR DC BERBASIS LOGIKA FUZZI PEMBUATAN KAYl TERMOPLASTIS DARI LIMBAH BATANG KAYU KELAPA SA WIT UNTUK KAYU PERTUKANGAN DENGAN RESIN POLISTIRENA TERMODIFIKASI MELALUITEKNIK IMPREGNASIOleh: Nurfajriani , Hafni Indriati N , Sukadmo 145-152

PENGARUH PEMBERIAN VITAMIN E TERHADAP KADAR MALONDIALDEHID,HEMOGLOBIN DAN V02MAX SELAMA LATIHAN PADA ATLET SEPAKBOLA FIK UNIMED CMeh Fajar Apollo Sinaga

153-164

OÍAliSIS KANDUNGAN LOGAM BERAT BESI (Fe) DAN SENG (Zn) PADA AIR SUMUR

111! B Ü O TM TM>ÀT PEMBUANG AN AKHIR SAMPAH Vît: Hafni Indriati Nasution 165-169

ISSN 1412-2995 Jurnal Saintika _________________________________________________________________ Volume 12(2): 120-133.2012

PENGEMBANGAN PROTOTIPE MESIN PEMBUAT TAPIOKA

Yuniarto Mujisusatyo1

7 urusan Teknik Mesin Fak. Teknik Universitas Negeri Medan, Jin. Willem Iskandar Pasar V,Medan 20221

Diterima 7 Juni 2012, disetujui untuk publikasi 22 Agustus 2012

Abstract Potensi ubi kayu di Kabupaten Deli Serdang Sumatera Utara yang sangat besar (464.961 ton/tahun) belum dimanfaatkan oleh petani secara maksimal untuk menambah usia simpan dan nilai ekonomis seperti diolah sebagai tepung tapioka yang banyak dibutuhkan oleh industri mie, kerupuk serta berbagai industri lain. Dilain pihak pengusaha kecil pembuat tepung tapioka di kabupaten tersebut masih mempergunakan cara tradisional dalam pembuatan tapioka sehingga kapasitas produksinya sangat terbatas. Untuk mengatasi permasaldhan tersebut maka dilakukan perancangan dan pembuatan mesin pembuat tapioka menggunakan satu sumberdaya motor bensin bertenaga 7.8/3.600 (kW/rpm) sebagai penggerak mekanisme pemarutan, pemerasan dan penyaringan. Kapasitas yang dihasilkan dari mesin yang berhasil dirancang adalah 40 kg/66.5 menit. Mesin tapioca tersebut setelah diproduksi dan dimasyarakatkan akan dapat mengurangi permasalahan rendahnya harga ubi kayu ketika panen raya karena tersedianya teknologi pengolahan ubi kayu menjadi tapioca, dan dapat dioperasikan baik di rumah para pengusaha kecil tapioka ataupun di ladang, sehingga menghemat biaya transportasi, serta mampu mengatasi permasalahan rendahnya kapasitas produksi pada usaha kecil pembuat tapioka.

Pendahuluan

Kata kunci: Ubi Kayu,

pembuatan mesin, pemarut, pemerasan,

penyaringan

Komoditi pertanian ubi kayu/ singkong (manihot utilissima) di Sumatera Utara sangat melimpah. Data dari 18 kabupaten dan 7 kota diketahui bahwa lúas panen ubi kayu adalah 37.313 Ha dengan produksi 464.961 ton dan rata-rata produksi adalah 124,61 ton (Sumatera Utara dalam Angka 2010). Komoditas ubi kayu tersebut selain dimanfaatkan untuk dikonsumsi langsung dengan diolah menjadi berbagai produk olahan pangan seperti singkong goreng, singkong rebus, kolak, aneka kue berbahan singkong, juga dimanfaatkan untuk tepung tapioka. Proses pembuatan tepung di Sumatera Utara banyak dilakukan secara tradisional oleh usaha kecil menengah dan koperasi. Tapioka adalah tepung pati ubi kayu. Produk ini digunakan untuk pengolahan makanan, pakan, kosmetika, industri kimia dan pengolahan kayu.

Pengolahan tepung tapioka secara tradisional (umumnya dengan cara manual) dilakukan melalui tiga tahapan proses yang dilakukan secara terpisah. Tahap pertama adalah proses pemarutan ubi kayu yang sudah dikupas kulitnya, sedangkan tahap kedua dan ketiga adalah proses pemerasan dan penyaringan parutan ubi kayu yang sudah dicampur air, untukmendapatkan tepung tapioka. Selain dengan cara tradisional, di wilayah Kecamatan Percut Sei Tuan Kabupaten Deli Serdang Sumatera Utara, pembuatan tepung tapioka juga dilakukan secara mekanik, yaitu dengan bantuan peralatan, baik untuk proses pemarutan maupun proses pemerasan dan penyaringannya. Cara mekanik yang ada selama ini masih menggunakan duaalat yang terpisah di mana satu alat

dipakai untuk proses pemarutan,

Lembaga Penelitian Universitas Negeri Medan 120

Pengembangan Prototipe Mesin Pembuat Tapioka

sedangkan alat yang lain digunakan untuk proses pemerasan dan penyaringan. Alat- alat tersebut dapat dibuat di bengkel konstruksi biasa dengan menggunakan bahan-bahan lokal.

Mempertimbangkan prosespembuatan tepung tapioka yang masih bersifat tradisional m aupun dengan cara mekanis yang dilakukkan oleh usaha kecil sebagaimana tersebut di atas, yang meskipun mempergunakan mesin tetapi proses pemarutan, penggilasan/pemerasan dan penyaringan masih dilakukan secara terpisah maka diperlukan upaya untuk membuat rancang bangun mesin pembuat tapioka lebih efesien dengan memadukan ketiga tahapan proses pembuatan tepung tapioka, yaitu pemarutan,penggilasan/pemerasan dan penyaringan kedalam satu kesatuan proses produksi mempergunakan sumber tenaga motor bensin, dan dapat dioperasikan secara berpindah-pindah, baik di rumah pengusaha kecil tapioka ataupun dibawa ke ladang ubi kayu, sehingga menghemat biaya transportasi. Dengan demikian tujuan penelitian ini adalah untuk (1) merancangbangun mesin pembuat tapioka berbasis teknologi tepat guna yang menyatukan proses pemarutan, pemerasan dan penyaringan sebagai tahapan utama pembuatan tapioka menggunakan satu motor bensin sebagai sumber daya penggerak mekanisme pemarutan, pemerasan dan penyaringan, (2) Menguji prototipe mesin tapioka tersebut dalam rangka mengetahui kapasitas efektif mesin, dan (3) memproduksi mesin pembuat tapioka hasil rancang bangun dan merekomendasikan pemakaian mesin tapioka hasil rancangan tersebut kepada pengusaha kecil pembuat tapioka dan kelompok tani ubi kayu di wilayah Sumatera Utara.

Urgensi penelitian adalah bahwa diversifikasi pangan berbahan baku lokal (ubi kayu) terutama dalam rangka

meningkatkan ketahanan pangan sangat diperlukan, terlebih ketika berbagai harga sembako terus meningkat pada tahun- tahun terakhir ini yang sangat mempengaruhi kualitas asupan gizi teruatama bagai kelompok masyarakat kurang mampu. Salah satu upaya yang dapat dilakukan adalah mengolah ubi kayu menjadi tapioka menggunakan mesin yang dikembangkan dalam penelitian ini, yang disamping akan dapat meningkatkan nilai ekonomis ubi kayu dan memperpanjang usia simpan sehingga dapat menambah nilai jual dan diharapkan dapat meningkatkan taraf hidup petani ubi kayu, juga dapat diolah menjadi berbagai makanan yang dapat dikonsumsi oleh keluarga petani. Peningkatan kapasitas produksi pengrajin pembuat tapioka juga akan dapat ditingkatkan dengan mempergunakan mesin hasil rancang bangun dalam penelitian ini dikarenakan mekanisme terpadu antara pemarutan, penggilingan dan pemerasan dengan mekanisme pengaliran air sebagai media yang memperlancar pemarutan secara otomomatis mempergunakan kendali mekanisme pemompaan air secara sistematis.

Usaha penganekaragaman pangan sangat penting artinya sebagai usaha untuk mengatasi masalah ketergantungan pada satu bahan pangan pokok saja. Misalnya dengan mengolah serealia dan umbi- umbian menjadi berbagai bentuk awetan yang mempunyai rasa khas dan tahan lama disimpan. Bentuk olahan tersebut berupa tepung, gaplek, tapai, keripik dan lainya. Hal ini sesuai dengan program pemerintah khususnya dalam mengatasi masalah kebutuhan bahan pangan, terutama non- beras. Ubi kayu atau singkong merupakan salah satu bahan makanan sumber karbohidrat (sumber energi). Komposisi ubi kayu per 100 gram bahan adalah sebagai berik u t:

Jumal Saintika I Volume 121 N om or2 | September 2012 121

Yuniarto Mujisusatyo

Tabel 1. Komposisi Ubi Kayu (per 100 gram bahan)Komponen KadarKalori 146,00 kalAir 62,50 gramPhospor 40 mgKarbohidrat 34 gramKalsium 33 mgVitamin C 30 mgProtein 1,20 gramBesi 0,70 mgLemak 0,30 gramVitamin B1 0,06 mgBerat dapat dimakan 75

(Sumber : Kantor deputi Menegristek, 2006)

Ubi kayu dalam keadaan segar tidak tahan lama. Untuk pemasaran yang memerlukan waktu lama, ubi kayu haras diolah dulu menjadi bentuk lain yang lebih awet, seperti gaplek, tapioka (tepung singkong), tapai, peuyeum, keripik singkong dan lain-lain. Tepung tapioka yang dibuat dari ubi kayu mempunyai banyak kegunaan, antara lain sebagai bahan pembantu dalam berbagai industri. Dibandingkan dengan tepung jagung, kentang, dan gandum atau terigu, komposisi zat gizi tepung tapioka cukup baik sehingga mengurangi kerusakan tenun, juga digunakan sebagai bahan bantu pewarna putih. Tapioka yang diolah menjadi sirup glukosa dan destrin sangat diperlukan oleh berbagai industri, antara lain industri kembang gula, penggalengan buahbuahan, pengolahan es krim, minuman dan industri peragian. Tapioka juga banyak digunakan sebagai bahan pengental, bahan pengisi dan bahan pengikat dalam industri makanan, seperti dalam pembuatan puding, sop, makanan bayi, es krim, pengolahan sosis daging, industri farmasi, dan lain-lain. Ampas tapioka banyak dipakai sebagai campuran makanan ternak. Pada umumnya masyarakat kita mengenal dua jenis tapioka, yaitu tapioka kasar dan tapioka halus. Tapioka kasar masih mengandung gumpalan dan butiran ubi kayu yang masih kasar, sedangkan tapioka halus merupakan hasil pengolahan lebih lanjut dan tidak mengandung gumpalan lagi. Kualitas tapioka sangat ditentukan oleh

beberapa faktor, yaitu : (1) W ama Tepung; tepung tapioka yang baik berwarna putih, (2) Kandungan Air; tepung haras dijemur sampai kering benar sehingga kandungan airnya rendah, (3) Banyaknya serat dan kotoran; usahakan agar banyaknya serat dan kayu yang digunakan haras yang um um ya kurang dari 1 tahun karena serat dan zat kayunya masih sedikit dan zat patinya masih banyak, (4) Tingkat kekentalan; usahakan daya rekat tapioka tetap tinggi. Untuk ini hindari penggunaan air yang berlebih dalam proses produksi.

Pembuatan tepung tapioka yang dilakukan oleh usaha kecil masih mempergunakan peralatan sederhana seperti : pisau, panci, parutan, kain saring tampah atau (nyira) dan alat penumbuk (lumpang dan alu). Cara pembuatannya juga cukup sederhana dengan uratan sebagai berikut : (1) pengupasan dan pemarutan ubi kayu, (2) penambahan air kemudian diperas dan disaring dengan kain saring., (3) penyimpanan hasil saringan selama 1 malam untuk mengendapkan patinya, (4) pembuangan air di atas endapan dan penirisan hasil pengendapan, (5) penjemuran di bawah sinar matahari sampai kering (6) penumbukan dan pengayakan. Sedikit berbeda dengan cara di atas adalah proses pembuatan tepung tapioka yang dilakukan usaha kecil yang mempergunakan mesin dengan tahapan proses pemarutan, penggilasan dan penyaringan yang dilakukan terpisah, yaitu sebagai berikut:(1) pengupasan : umbi dikupas, kemudian

122 Jurnal Saintika | Volume 121 N om or2 I September 2012

Pengembangan Prototipe Mesin Pembuat Topioka

dicud sampai bersih, (2) pemarutan : umbi diparut halus menjadi bubur umbi. Jika umbi yang ditangani cukup banyak, umbi digiling dengan mesin penggiling. Setelah itu, bubur ditambah air (1 bagian bubur ditambah dengan 2 bagian air), diaduk- aduk agar pati lebih banyak yang terlepas dari sei umbi. Jika bubur cukup banyak, pengadukan dilakukan dengan alat pengaduk mekanis, (3) penyaringan suspensi pati : bubur umbi disaring dengan kain saring sehingga pati lolos dari saringan sebagai suspensi pati, dan serat tertinggal pada kain saring. Suspensi pati ini ditampung pada wadah pengendapan, (4) pengeringan suspensi pati dibiarkan mengendap di dalam wadah pengendap selama 12 jam. Pati akan mengendap sebagai pasta. Cairan diatas endapan dibuang, dan pasta dijemur di atas tampah atau dikeringkan dengan alat pengering sampai kadar air di bawah 14%. Produk yang telah kering akan gemersik bila diremas-remas. Hasil pengeringan ini disebut dengan tepung kasar, (5) penggilingan : tepung kasar selanjutnya ditumbuk atau digiling sampai halus (sekurang-kurangnya 80 mesh) menjadi tapioka (tepung ubi kayu), (6) pengemasan : tapioka dapat dikemas di dalam karung plastik atau kotak kaleng dalam keadaan tertutup rapat.

Mesin pembuat tapioka berskala industri rumah tangga pernah didesain oleh Oegik Soegihardjo (2005) dengan kapasitas 10 kg/jam. Mesin tersebut memadukan proses pemarutan, pemerasan dan penyaringan dalam satu mekanisme kerja akan tetapi memanfaatkan dua motor listrik berkapasitas 0,25 HP untuk mekanisme pemarut dan 1HP untuk pemeras.

Penggunaan dua buah power suplly untuk mengerakkan dua mekanisme ,yaitu pemarutan dan pemerasan dipertimbangkan kurang efektif. Pada dasamya dengan prinsip transmisi daya mempergunakan belt/sabuk ataupun chain/rantai, kedua mekanisme tersebut dapat disatukan mekanisme trasnmisinya sehingga lebih efesien karena hanya

mempergunakan satu motorsebagaimekanisme pengerak.

Pemberian air pada mekanisme pemarut juga masih manual yaitu dengan menambah air menggunakan gayung ke inlet. Penelitian Yuniarto (2006) mengenai rancang bangun mesin tapioca yang dimaksudkan untuk meningkatkan performansi mesin yang didesain Oegik Soegiharjo (2005) telah berhasil meningkatkan kapasitas pembuatan tapioka menjadi 20 kg/jam menggunakan daya motor 0,5 HP, 1,5 Kw; 220V 50 Hz 9,44A. Meskipun demikian masih dipandang perlu untuk meningkatkan kapasitas terpasang mesin terutama bila dikaitkan dengan peningkatan kapasitas produksi ubi kayu pada saat panen raya. Penambahan kapasitas produksi dimaksud tentu saja akan memerlukan penyempumaan rancang bangun mesin secara keseluruhan.

Dalam penelitian ini telah dilakukan beberapa penyempumaan terhadap mesin pem buat tapioka temuan Oegik Soegihardjo (2005) dan Yuniarto (2006) tersebut. Penyem pum aan pertama adalah perbaikan proses pemberian air pada saat proses pem arutan yang masih dilakukan secara manual dengan cara menuangkan melalui gayung.Penyempumaan dilakukan dengan menambahkan pipa/selang air yang diberi beberapa lubang, dan dilengkapi dengan keran pengatur debit air, dan pipa ini diletakkan pada salah satu sisi memanjang dari hopper/corong masuk. Suplai air dilakukan menggunakan motor listrik. Dengan penyempum aan ini debit air lebih mudah diatur, dan air bisa disiramkan secara merata pada ketela yang sedang diparut. Penyempumaan kedua yang dilakukan adalah memakai satu motor penggerak untuk menggerakkan mekanisme pemarutan dan mekanisme penggilasan serta penyaringan. Penggunaan satu motor penggerak untuk menggerakkan seluruh mekanisme pada mesin pembuat tepung tapioka ini dapat mengurangi biaya bahan bakar. Penyempumaan ketiga adalah pembuatan

Jumal Saintika | Volume 121 Nom or2 I September 2012 123

Yuniarto Mujisusatyo

silinder pengaduk yang berfungsi ganda, yaitu sebagai penyaring hasil pemerasan ubi kayu dan sebagai filter, dikarenakan dengan mekanisme sapuan yang senantiasa berputar, ampas hasil pem arutan akan diarahkan ke saluran pembuangan. Mesin Tapioka desain Yuniarto (2006) belum menggunakan mekanisme tersebut dikarenakan penyaringan dilakukan menggunakan roll penggilas yang kemudian saripati ubi kayu tidak dipisahkan dari ampasnya. Pada saat pengujian dilakukan dalam waktu lama, maka sebagian dari hasil parutan yang sedang mengalami proses penggilasan

Cara kerja mesin pembuat tepung tapioka adalah sebagai berikut: motor bensin /power suplly dihubungkan dengan i’-belt untuk menggerakkan puli silinder pada mekanisme pemarutan. Silider pemarut yang terhubung dengan puli akan berputar dan memarut ketela pohon yang dimasukkan ke mekanisme pemarut melalui corong masuk yang diberi lubang pengarah ubi kayu agar dapat secara teratur terparut akibat beban sendiri. Untuk memperlancar pemarutan akan dialirkan air secara periodik melalui mekanisme distribusi air yang dilekatkan disepanjang inlet dan disalurkan melalui pipa yang diberi lubang dengan diamter 0,5 mm. Air dialirkan dari bak penampungan air yang diletakkan di atas motor bensin

akan terkumpul pada sisi kiri maupun kanan rol penggilas. Hasil parutan yang terkumpul pada sisi kiri m aupun kanan rol penggilas ini lama kelamaan jumlahnya akan semakin banyak, sehingga akhimya akan menempel pada rantai sprocket yang menggerakkan rol penggilas dan menggangu serta mengurangi kinerja sehingga mempengaruhi kapasitas produksi yang ditargetkan.

B. BAHAN DAN METODEPrototipe mesin pembuat tepung

tapioca hasil rancang bangun disajikan pada gambar 1 di bawah ini :

dan digerakkan dengan pompa air kecil. Ketela pohon yang sudah diparut akan mengalir melalui plat penyalur hasil parutan menuju bagian penggiling untuk diperas melalui roller pemeras. Dari tahapan ini, hasil parutan ketela pohon yang dicam pur air akan masuk ke tahap berikutnya, yaitu proses penyaringan di bagian siliner pengaduk, yang selanjutnya hasil penyaringan tersebut akan jatuh dan ditampung di bak saripati tapioca untuk diendapkan selama satu malam. Ampas ubi kayu akan dikeluarkan melalui saluran pembuangan/outlet yang berada pada silinder.

124 Jurnal Saintika I Volume 121 N om or2 | September 2012

Pengembangan Prototipe Mesin Pembuat Topioka

Bagan alir penelitian rancang bangun mesin pembuat tapioka adalah sebagai

berikut :

AHUN

Kajian Pendahuluan

AMA

p Pendekatan Fungsional Pendekatan StrukturalE Análisis kelayakan secara fungsi Análisis TerhadapRT

kelayakan secara teknis

Manufakturing PrototipeMelakukan pembuatan prototipe 1

mesin tapioka atas dasar pendekatan fungsional dan struktural

Penguiian PrototipeMenguji kelayakan prototipe terhadap

parameter (skala laborataorium)

Tidak

Manufacturing -redesain hasil uii coba

IPrototipe Mesin Pembuat Tapioka

Versi 1

THN

Pengujian dan Manufacturing-redesainMenguji kelayakan prototipe terhadap

parameter (skala lapangan)

KEDUA

Prototipe Mesin Pembuat Tapioka Versi 2

+Publikasi dan

Rintisan HAKI

Bagian-bagian utama mesin pembuat tepung tapioka ini adalah (1) corong masuk,(2) chasis, (3) poros penggiling, (4) poros pengaduk, (5) reduser, (6) silinder penngaduk, (7) motor bensin, (8) roller perneras, (9) mekanisme trasnmisi : v-belt, gear dan rantai.

Dalam rancangan yang dibuat, mekanisme pemarut dan mekanisme pemerasan/penggilas menggunakan satu motor. Rumus-rumus yang dipergunakan untuk perhitungan perancangan berbagai elemen mesin terkait dirujuk dari Beer (1987), Bhandari,VB.(2007),

Jumal Saintika | Volume 121 N om or2 | September 2 0 12 125

Pengembangan Prototype Mesin Pembuat Tapioka

Kannadiah.P, (2006), Sularso (1997), Stolk (1982), Spotts, M.F. (1988).

Daya motor yang diperlukan untuk menggerakkan mekanisme pemarut dan mekanisme pemeras/penggilas dihitung dengan ra m u s:

•(1)T.n

p - ,. F 716,2di mana:

P = daya motor yang dibutuhkan (HP) T = torsi (kg.m) n = putaran (rpm)

diambil 2cb = Beban Lentur ( 1,2 - 2,3 )

T = Momen Puntir

Untuk mentransmisikan putaran motor ke mekanisme pemarut, digunakan sabuk V dan puli. Pada perencanaan sabuk V, jarak poros C, haras memenuhi syarat tertentu, Parameter jarak poros menentukan dimensi panjang sabuk V. Syarat yang harus dipenuhl untuk parameter jarak poros C, adalah:

C - 0 , 5 ( d k - D k)> 0 .(5)

Daya yang besar mungkin diperlukan pada saat start untuk mendapatkan daya penggerak mula utau mungkin beban yang besar terns bekeija setelah start dengan demikian sering kali dipergunakan faktor koreksi (fc) pada daya rata - rata yang diperlukan jika faktor koreksi adalah fc maka Daya direncanakan adalah Pd (kw), maka :

Pd = fc . P (kw)........... (2)Keterangan : Pd = Daya nominal out put dari motor penggerak fc = faktor koreksi

= 0,1 - 1,5 untuk daya normal = 0 ,8 - 1 ,2 untuk daya maksimal yang

diperlukan = 1,2 - 2, 0 untuk daya rata- rata yang

diperlukan

Berdsarkan daya yang telah diketahui, maka selanjutnya akan dianalisis besarnya diameter poros pemarut, diameter poros penggilas dan diameter poros rol penggilas. Bahan poros pemarut dipilih dari stainless steel. Momen puntir / momen rencana poros dihitung menurat ra m u s:T = 9,74 . 105 P/m ..........(3)Selanjutnya diameter poros direncanakan untuk mekanisme pem arut dapat ditentukan dengan ra m u s :

d1/3

m m ...... ......(4)— .kt . c b . T 6

dimana: <7 a = Tegangan Geserkt = faktor koreksi ( 1,5 - 3 )

diambil 1,5

di mana:C = jarak poros (mm)dk = diameter puli luar kecil (mm)Dk = diameter puli luar besar (mm)

Panjang sabuk V, dinyatakan dengan parameter (L), dapat dihitung dengan ramus:L = 2C + 0,57z{dp + D p ) + 0,25C{D^ - d p)2..{6) di m an a:L = panjang sabuk V(mm)dP = diameter nominal puli luar kecil (mm)DP = diameter nominal puli luar besar (mm)

Kecepatan linier sabuk V, dinyatakan dengan parameter (VP), dihitung dengan rumus:Vp = (7t.dpn)/{60.000)......... (7)di mana:Vp = kecepatan linier sabuk V (m/det) dp = diameter nominal puli luar kecil (mm) n = putaran motor (rpm)

Untuk perencanaan sproket dan rantai, panjang rantai dihitung setelah jumlah gigi sproket besar dan sproket kecil ditentukan. Panjang rantai, yang dinyatakan dalam jumlah mata rantai dihitung dengan ramus:Lp = (Zi + Zz )/2 + 2 Cp + [(Zi - Zz)/6,28P / CP......................(8)di mana:Lp panjang rantai (dinyatakan dalam jumlah

mata rantai)ZI jumlah gigi sproket kecil Z2 jumlah gigi sproket besar

Jurnal Saintika | Volume 12 I Nom orll | September 2012 127

Yuniarto Mujisusatyo

Cp jarak sumbu poros (dinyatakan dalam jumlah mata rantai).

Perhitungan diameter poros yang digunakan pada peralatan yang dirancang ini, dihitung dengan rumus:[(0,58 Syp) / N] > (16/Tid3) (M2 + T2)0'5............ (9)

di mana:Syp tegangan pada yield point (N/mm2) Su tegangan ultimate (N/mm2)N faktor keamanan cl diameter poros (mm)M momen bending maksimum (N mm) T torsi (N mm).

Torsi yang terjadi pada poros dihitung berdasarkan nunus:T = 716,2P / n ............. (10)dimana:T = torsi yang terjadi (kg m)P = daya motor (HP) n = putaran (rpm).

C. HASIL DAN PEMBAHASANProses perancangan dan

manufacturing telah dilakukan dan mengahasilkan mesin pembuat tapioca dengan pandangan tampak samping kanan, atas dan depan sebagai berikut :

Gambar 2. Pandangan Samping Kanan

Gambar 3. Pandangan Atas

128 Jurnal Saintika I Volume 12 | N om orll | September 2012

Pengembangan Prototipe Mes/n Pembuat Tapioka

Gambar 4. Pandangan Depan

Untuk mengetahui kemampuan mesin pembuat tepung tapioka yang dirancang, setelah mesin tersebut dibuat dilakukan pengujian untuk mengetahui apakah kenampuannya bisa memberikan hasil sebagaimana yang direncanakan. Mesin pembuat tepung tapioka ini dirancang untuk mampu memarut, menggilas/mengepres dan menyaring 40 kilogram/jam ubi kayu yang sudah dikupas kulitnya. Hasil akhir yang diperoleh dari mesin yang dirancang ini (setelah melalui proses pemarutan, penggilasan dan penyaringan) adalah campuran antara saripati ubi kayu hasil perasan dan air. Untuk mendapatkan tepung tapioka kering, air ini harus diendapkan, kemudian dikeringkan. Proses pengeringan dilakukan secara terpisah dan bukan merupakan bagian proses dari mesin yang dirancang ini.

Agar pengujian kemampuan mesin (pemarutan, penggilasan dan penyaringan) lebih mudah dilakukan dan dianalisis, maka setiap kali pengujian, jumlah kupasan ubi kayu yang dimasukkan ke dalam inlet mesin pembuat tepung tapioka sebanyak 4 kilogram. Langkah-langkah untuk pengujian mesin ini adalah sebagai berikut (1) mempersiapkan beberapa peralatan yang diperlukan dalam pengujian yaitu timbangan, dan alat pencatat waktu/stopwatch (tiga buah untuk pemarut, pemeras, dan penyaring), (2) menyediakan ubi

kayu yang telah dikupas. Untuk memperlancar proses masuknya ubi kayu ke bagian pemarut, ubi kayu dipotong menjadi tiga atau em pat bagian, (3) menjalankan mesin dan menunggu sampai putaran mesin stasioner, lebih kurang 3-5 menit setelah mesin dihidupkan, (4) memasukkan ubi kayu yang sudah disiapkan ke dalam inlet/ corong masuk. Setiap kali pengujian, jumlah ubi kayu yang dimasukkan ke dalam inlet adalah 4 kilogram. Pengujian dilakukan sebanyak 10 kali, (5) pada saat pengujian dilakukan, proses yang diuji pada mesin ini adalah proses pemarutan, penggilasan/pemerasan dan penyaringan. Hasil akhir yang diperoleh dari mesin ini (dari rangkaian proses pemarutan, penggilasan, dan penyaringan) adalah campuran antara air dan saripati ubi kayu yang akan jatuh dan ditampung di bak penampungan, (6) mencatat hasil pengujian, berupa waktu yang diperlukan untuk memarut, memeras, dan menyaring 4 kilogram ubi kayu yang dimasukkan ke dalam inlet. Proses pengeringan campuran antara air dan saripati ubi kayu hasil penyaringan dilakukan terpisah dari mesin ini, dan tidak merupakan bagian proses dari mesin yang dirancang ini. Hasil pengujian mesin pembuat tapioka dalam sepuluh kali percobaan dimana dalam setiap percobaan dimasukkan 4 kg ubi kayu kupas ke dalam inlet adalah sebagai beriku t:

Jumal Saintika I Volume 12 | Nom or II | September 2012 129

Yuniarto Mujisusatyo

Tabel 3. Hasil Pengujian Kinerja Mesin Pembuat Tapioka

NO KAPASITAS (Kg)WAKTU PEMROSESAN (Menit)

Uji Coba 1 Uji Coba 2 Uji Coba 31 4 10.5 8.2 6.52 4 11 7.5 6.33 4 10 7.5 7.54 4 9 7.7 5.95 4 10.7 6.8 6.96 4 11.5 6.4 77 4 10 6.7 6.48 4 10.5 7.4 6.29 4 11 6.5 6.6

10 4 9 6.2 7.2JUMLAH 40 103.2 70.9 66.5Rata-Rata Waktu Pemrosesan 10.32 7.09 6.65

Tahapan Pengujian Kapasitas {4 kg ubi kayu/tahapan}

Uji Coba Perlama — &— Uji Coba Kedua — * — Uji Coba Ketiga

Chart 2. Perbandingan Performansi Mesin Pada Saat Uji CobaPada saat uji coba pertama, rata-rata

waktu pemrosesan setiap kali tahapan (dari 10 ìtali tahapan yang direncanakan adalah 10,32 —enit). Sehingga untuk kapasitas pemrosesan 40 kg ubi kayu yang ditargetkan sebagai mcikator keberhasilan percobaan, diperlukan « ix rj 103,2 menit. Terdapat selisih 43,2 menit : target 1 jam (60 menit) waktu pemrosesan ses^ai kapasitas teoritis. Hai tersebut rtkarenaka n beberapa faktor, terutama pada 3e~_m stabilnya performansi mesin pada saat iwr-i percobaan dan juga faktor kecepatan r ^ —ir.gan ubi kayu dalam corong masuk

: r-erator, dan yang paling penting adalah r a s h sangat banyak ubi kayu hasil parutan

yang menggumpal dan tidak bisa diteruskan oleh mekanisme pem arut ke mekanisme perneras. Dengan diameter poros pemarut 88 mm ( alas dasar limas pem arut 2x2 mm) dan jalur pem arutan sebanyak 44, maka kemungkinan penggumpalan hasil parutan sangat besar.

Mempertimbangkan hasil uji coba pertama maka dilakukan redesaian terhadap komponen pem arut dan penggilas. Pada komponen pemarut, jumlah jalur limas pemarut dikurangi satu jalur untuk setiap dua jalur, sehingga tersisa 22 jalur limas pemarut. Selain itu mekanisme yang dilakukan untuk menghindari penggumpalan parutan ubi

Jumal Saintika I Volume 12 | N o m orll | September 2 0 12

Yuniarto M ujisusatyo

adalah dengan mengurangi jumlah paku pada setiap lajur. Pengurangan dilakukan sebanyak satu paku pada setiap dua paku. Redesain juga dilakukan terhadap komponen penggilas. Komponen penggilas terbuat dari bahan nilon berdiameter 75 mm, dan panjang 178 mm berbentuk roda gigi lurus (gear) dengan diameter gear dan pinion dibuat sama besarnya. Dikarenakan proses penggilasan ubi kayu yang dihantarkan dari mekanisme parutan juga mengalami penggumpalan parutan ubi maka dilakukan redesain terhadap permukaan gear dengan membuat alur berbentuk trapezium sehingga menghasilkan jalur yang memungkinkan parutan ubi diteruskan ke mekanisme penyaringan.

Performansi terbaik mesin diperoleh pada saat uji coba ketiga. Dari hasil pengujian telah berhasil diperoleh kapasitas pembuatan tepung tapioka yang sesuai dengan target

perencanaan yaitu 40 kg dalam waktu 66.5 menit. Dilampauinya target waktu dalam pengujian yaitu 66.5 menit dari waktu yang direncanakan yaitu 60 menit (selisih 6.5 menit)

Belum tercapainya target waktu kemungkinan juga disebabkan pada saat penentuan kapasitas teoritis tidak memperhitungkan efeseiensi mesin. Apabila tidak diambil 100% dari kapasitas teoritis yaitu 40 kg/jam, tetapi ditetapkan efesiensi sebesar 80% (32kg/jam) maka tentu saja analisis uji coba tersebut akan memenuhi kriteria pengujian kapasitas denganmemperhitungkan efesiensi.

D. SIMPULAN DAN SARANHasil pengujian menunjukkan bahwa

mesin pembuat tapioka telah diuji pada skala lab dengan kapasitas 40 kg/jam. Spesifikasi teknis komponen mesin pembuat tapioka tersebut adalah sebagai b erik u t:

Tabel 4. Data Hasil RancanganNo Nama Elemen Spesifikasi

1 Komponen Pemarut - <j> poros 20 mm, bahan S50C- <)> efektif pem arut: 90 mm- Panjang efektif pem aru t: 250mm- Bentuk paku pem aru t: limas segi empat (lúas alas 2x2mm),

tinggi 3mm- Jumlah paku seluruhnya :1.200

2 Komponen Perneras - <)> poros 20 mm, bahan nylon- (J) efektif pemerasan : 75 mm- Panjang efektif pemerasan : 180mm

Puli (pada mekanisme pemarut)

-()) puli penggerak = 75 mm -<|> puli digerakkan = 100 mm

3 Sabuk -Sabuk V Tipe b- b= 5,95mm; Lúas sabuk 83,025 mm

4 Rantai: Rantai untuk mentransmisikan reduksi (nomor rantai 40)Dp = dp = 81,2 mm Dk = 7,87 mm Cp = 241,3 mmRantai utk mentransmisikan dari perneras ke rol Dp = dp = 49 mm Dk =11 mmC = 127 mm; v = 6,8 m/s Rantai utk memutarkan rol Dp = dp = 49mm Dk =11 mm

132 Jumal Saintika I Volume 12 | N o m o rll | September 2012

Yuniarto Mujisusatyo

No Nama Elemen SpesifikasiCp = 647,7 mm

6 Bantalan Tipe : bantalan gelinding; um ur bantalan (fr)= 45,68 h ari; umur nominal bantalan (Lh) = 47.659.369,22 hari

7 Motor Penggerak Peringkat Daya 7,8/3600 (kW/rpm); maksimal daya putaran (N.m/rpm) 23,1/2500

8 Pompa air RS 9500 AC 220/240V, 50Hz, 30W, Qmax= 2.100 L/H, Hma*=l,6 m.

9 Kapasitas mesin (teoritis)

40 kg/jam

10 Bak penampung air 185 mm x 240 mm terbuat dari plastik11 Rangka Mesin - Panjang = 500 mm

- Lebar = 900 mm- Tinggi = 1.250 m m ; bahan plat siku 2 mm ukuran 850 x 1300 mm

12 Kapasitas mesin 40 kg/jam (teoritis); 40 kg/66, 5 menit (hasil pengujian)

Berkaitan dengan uji performansi mesin tepung tapioka, masih diperlukan beberapa penyempumaan terutama pada kapasitas terpasang dan day a motor yang diperlukan. Saran kedua adalah berkaitan dengan kemungkinan penyempum aan mesin terutama dikaitkan dengan varietas ubi kayu yang akan dibuat sebagai tepung tapioka dan fase pengeringan yang tidak dijadikan variabel dalam penelitian ini. Mesin juga masih memerlukan uji lapangan agar dapat diperoleh masukan konstruktif dari pengguna sehingga memungkinkan untuk diredesain untuk menghasilkan kinerja mesin yang sesuai untuk pembuatan tapioka berskala rumah tangga.

UCAPAN TERIMA KASIHUcapan terima kasih disampaikan kepada

Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Kementerian Pendidikan Nasional yang memberikan dana penelitian, sesuai dengan Surat Perjanjian Hibah Penugasan Penelitian Desentralisasi tahun 2012.

DAFTAR PUSTAKA

Aninditya., Mesin pembuat Tepung Tapioka., Tugas Akhir, Fakultas Teknologi

Industri, Jurusan Teknik Mesin, Universitas Kristen Petra, Surabaya, 2004.

Bhandari,VB.(2007). Design of Machine Elements. New Delhi : Tata Me. Graw Hill

Bhandari,VB.(2001). Introduction to Machine Design. New D e lh i: Tata Me. Graw Hill Central Machine Tool

Beer, F.P., and Aonston, ER, Mechanics for Engineers: Dynamics., 4th edition, MeGraw Hill Company, Singapore, 1987.

Deutschman, A.D., Machine Design: Theory and Practice., Macmillan Publishing Co., Inc., New York, 1975.

Handoyo, S.E., Membuat Tepung Tapioka., Bhatara Karya Aksara, Jakarta, 1985.

Hollger, Siegbert. (1992 ).Matematika Teknik untuk Kejuruan Logam.Jakarta : PT Midas Surya Grafindo

Kulwice, A.R., Material Handling Handbook, 2nd edition, John Wiley & Sons, Inc., Canada, 1985.

Kannadiah.P.(2006). Machine Design.Ind ia: V Ramesh for Scitech Publications

132 Jumal Saintika | Volume 12 | N om orll | September 2012

Pengembangan Prototipe Mesin Pembuat Tapioka

Kiyokatsu Suga dan Sularso. (1997). Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta: PT Pradnya Paramitha

Mahadevan,K and Reddy, Balaveera K (2006). Design Data Hand Book (in SI and Metric Units) for Mechanical Engineering. New

Oegik Soegihardjo dan Aninditya, Perancangan Mesin Pembuat Tepung Tapioka, Jumal Teknik Mesin Vol. 7 No. 1 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Kristen Petra Surabaya, 2005

Stolk. J. (1982). Elemen Mesin-dan Merencana. Jakarta: Erlangga

Spotts, M.F. (1988) Design of Machine elements-Eighth Edition. New Jersey : Prentice Hall

Yuniarto Mujisusatyo. (2007). Rancang Bangun dan Pengujian Mesin Tapioka-Laporan Hasil Penelitian Research Grant TPSDP 2006

Jurnal Saintika I Volume 12 | N om orll | September 2 0 12 133