LEMBAR PENGESAHAN

Telah Direvisi Dan Disetujui

OlehPada Tanggal

Wijoyo, ST., M.Eng.Pembimbing utama

Pembimbing Pendamping

A. JUDULREKAYASA MESIN ARUM MANIS DENGAN PEMANAS ELEMEN LISTRIKB. LATAR BELAKANG MASALAHPerkembangan teknologi sekarang ini memberikan tuntutan hasil kerja dari suatu produksi yang baik, efektif dan efisien. Produktivitas kerja dalam suatu produksi perlu di tingkatkan dan perlu ditumbuhkembangkan. Untuk meningkatkan produktivitas kerja tersebut tidak lepas dari beberapa factor yang mempengaruhinya, antara lain manusia selaku operator dan alat kerja atau mesin. Kedua faktor ini sangat menunjang kelancaran produksi serta di tunjang oleh manajemen yang baik.Arum manis/GulaKapas/Gulali adalah sejenis penganan yang dibuat dari pintalan gula yang dibakar terlebih dahulu. Penganan ini pertama kali diperkenalkan pada 1904 oleh William Morrison dan John C. Wharton, di St. Louis Worlds Fair dengan nama Fairy Floss (benang peri) dengan sukses besar. Arum manis dibuat dari gula yang diberi pewarna makanan. Mesin gulali modern bekerja dengan cara yang sama dengan mesin-mesin yang lama. Bagian tengah mesin itu terdiri dari sebuah wadah kecil. Ke dalamnya dimasukkan gula dan pewarna makanan. Pemanas dekat tepian wadah itu mencairkan gulanya, yang kemudian diputar melalui lubang-lubang kecil dan hasilnya dipadatkan oleh udara. Kemudian benang-benang itu dikumpulkan pada sebuah wadah logam yang besar. Operator mesin memutar-mutar sepotong kayu kecil atau sebuah kerucut karton (orang yang lebih berpengalaman biasanya menggunakan tangan mereka sendiri) sekeliling tepian wadah besar penangkap gulali untuk mengumpulkannya.Mesin pembuat arum manis yang sering di jumpai adalah mesin arum manis dengan menggunakan pemanas menggunakan api. Seiring dengan kemajuan teknologi manusia dituntut untuk memenuhi kebutuhan akan teknologi pembuatan mesin Arum manis terutama dalam tingkat kecepatan produksinya.Dengan alasan untuk mempermudah dan mempercepat produksi arum manis penulis berusaha merekayasa, merencanakan mesin yang dimaksud, dengan bentuk yang sederhana, harga yang terjangkau dan tanpa meninggalkan factor-faktor teknik terkait. Mesin Arum manis yang dimaksud di mungkinkan memiliki bentuk yang sederhana. Sehingga pengguna dari mesin tidak perlu banyak membawa peralatan untuk membuat arum manis.C. RUMUSAN MASALAHRumusan masalah ditentukan sebagai pengarah dalam menyelesaikan permasalahan tersebut, sebagai berikut :a. Bagaimanakah cara kerja mesin tersebut ?b. Bagaimanakah penempatan elemen sebagai pemanasnya ?c. Bagaimana perawatan dari mesin pembuat arum manis tersebut ?

D. TUJUANAdapun tujuan dari penyusun ini adalah untuk mengetahui kecepatan kinerja dari mesin arum manis menggunakan elemen sebagai pemanasnya. Berapa besar hasil yang akan di hasilkan ketimbang dengan mesin arum manis yang menggunakan api sebagai pemanasnya.

E. MANFAATAdapun manfaat dari pengaplikasian mesin pembuat arum manis yang menggunakan element pemanas sebagai media pemanas adalah : 1. Memberikan jawaban atas keingin tahuan yang dihadapi penulis.2. Dapat mendalami, menerapkan serta menambah khasanah dalam ilmu pengetahuan dan teknologi dibidang kontruksi, khususnya dalam pengaplikasian elemen pemanas pada mesin arum manis.3. Jika elemen pemanas dapat bekerja secara maksimal, maka akan mempermudah bagi para pengguna mesin arum manis dalam pengoperasian pembuatan arum manis. F. DASAR TEORIa. Arum ManisArum manis adalah sejenis makanan ringan yang dibuat dari pintalan gula yang dibakar terlebih dahulu. Makanan Ini pertama kali diperkenalkan pada 1904 oleh William Morrison dan John C. Wharton, di St. Louis World's Fair dengan nama "Fairy Floss" (benang peri) dengan sukses besar. Mereka berhasil menjual 68.655 kotak dengan harga yang cukup mahal saat itu, yaitu AS$0,25.Arum manis dibuat dari gula yang diberi pewarna makanan. Mesin arum manis modern bekerja dengan cara yang sama dengan mesin-mesin yang lama. Bagian tengah mesin itu terdiri dari sebuah wadah kecil. Ke dalamnya dimasukkan gula dan pewarna makanan. Pemanas dekat tepian wadah itu mencairkan gulanya, yang kemudian diputar melalui lubang-lubang kecil dan hasilnya dipadatkan oleh udara. Kemudian benang-benang itu dikumpulkan pada sebuah wadah logam yang besar. Operator mesin memutar-mutar sepotong kayu kecil atau sebuah kerucut karton (orang yang lebih berpengalaman biasanya menggunakan tangan mereka sendiri) sekeliling tepian wadah besar penangkap gulali untuk mengumpulkannya.Sebagian besar arum manis terdiri dari udara sehingga hasilnya seringkali besar. Sebuah kerucut arum manis biasanya mencapai ukuran sebesar bola basket. Memakan arum manis biasanya adalah bagian dari kunjungan ke pasar malam atau sirkus. Warna arum manis yang paling populer adalah merah jambu. Favorit yang lain adalah campuran warna merah jambu, ungu dan biru.Arum manis terasa manis dan lengket. Meskipun kelihatan seperti benang wol, arum manis segera mencair di dalam mulut. Ia juga berubah menjadi lengket bila terkena uap air. Karena gulanya bersifat higroskopis, dan mempunyai ruang permukaan yang sangat luas, ia akan menjadi makin kasar, keras, dan biasanya tidak begitu halus lagi setelah terpapar atmosfer. Dalam iklim yang lembap gulali harus segera dimakan dalam beberapa jam, atau ia akan mengeras

b. Elemen PemanasElemen pemanas bekerja sangat sederhana. Tidak seperti konduktor, elemen pemanas terbuat dari logam dengan tahanan listrik yang tinggi, biasanya paduan nikel-chrome yang disebut nichrome. Jika arus mengalir melalui elemen, tahanan yang tinggi ini mencegahnya dari aliran yang mudah (cepat), aliran ini akan bekerja pada elemen, dengan kerja ini akan menghasilkan panas. Jika arus mati, elemen secara perlahan menjadi dingin. Ada 3 jenis elemen pemanas: kawat, pita, dan batang. Prinsip kerja elemen panas adalah arus listrik yang mengalir pada elemen menjumpai resistansinya, sehingga menghasilkan panas pada elemen.Persyaratan elemen pemanas antara lain : 1. Harus tahan lama pada suhu yang dikehendaki. 2. Sifat mekanisnya harus kuat pada suhu yang dikehendaki.3. Koefisien muai harus kecil, sehingga perubahan bentuknya pada suhu yang dikehendaki tidak terlalu besar. 4. Tahanan jenisnya harus tinggi. 5. Koefisien suhunya harus kecil, sehingga arus kerjanya sedapat mungkin konstan. Gambar 1. Elemen PemanasHal yang dipertimbangkan dalam pemilihan elemen pemanas:1. Maximum element surface temperature (MET)2. Maximum Power/Surface Loading area radiasi permukaan elemen, diyatakan dalam (Watt/cm2) MET, adalah suhu yang dicapai saat bahan elemen mulai mengalami perubahan bentuk atau saat umur hidup bahan elemen menjadi singkat yang mengakibatkan elemen menjadi putus atau hubung singkat. Semakin tinggi MET maka akan semakin tinggi pula Maximum Power Loading.c. Pemindah daya dengan porosPoros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi (gear), pulley, flywheel, engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya. Poros bisa menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya.Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga melalui putaran mesin. Setiap elemen mesin yang berputar, seperti cakra tali, puli sabuk mesin, piringan kabel, tromol kabel, roda jalan, dan roda gigi,dipasang berputar terhadap poros dukung yang tetap atau dipasang tetap pada poros dukung yang berputar.Untuk merencanakan sebuah poros, maka perlu diperhitungkan gaya yang bekerja pada poros di atas antara lain: Gaya dalam akibat beratnya (W) yang selalu berpusat pada titik gravitasinya. Gaya (F) merupakan gaya luar arahnya dapat sejajar dengan permukaan benda ataupun membentuk sudut dengan permukanan benda. Gaya F dapat menimbulkan tegangan pada poros, karena tegangan dapat rimbul pada benda yang mengalami gaya-gaya.

1. Pembagian PorosPoros untuk meneruskan daya diklasifikasikan berdasarkan pembebanannya adalah :a) Poros transmisi (transmission shafts).Poros transmisi lebih dikenal dengan sebutan shaft. Shaft akan mengalami beban puntir berulang, beban lentur berganti ataupun kedua-duanya. Pada shaft, daya dapat ditransmisikan melalui gear, belt pulley, sprocket rantai, dll.b) Ganda.Poros gandar merupakan poros yang dipasang diantara roda-roda kereta barang. Poros gandar tidak menerima beban puntir dan hanya mendapat beban lentur.c) Poros spindle.Poros spindle merupakan poros transmisi yang relatif pendek, misalnya pada poros utama mesin perkakas dimana beban utamanya berupa beban puntiran. Selain beban puntiran, poros spindle juga menerima beban lentur (axial load). Poros spindle dapat digunakan secara efektif apabila deformasi yang terjadi pada poros tersebut kecil.

2. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam pemilihan porosa) Kekuatan poros.Poros transmisi akan menerima beban puntir (twisting moment), beban lentur (bending moment) ataupun gabungan antara beban puntir dan lentur.Dalam perancangan poros perlu memperhatikan beberapa faktor, misalnya : kelelahan, tumbukan dan pengaruh konsentrasi tegangan bila menggunakan poros bertangga ataupun penggunaan alur pasak pada poros tersebut. Poros yang dirancang tersebut harus cukup aman untuk menahan beban-beban tersebut.b) Kekakuan poros.Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam menahan pembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yang terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas), getaran mesin dan suara. Oleh karena itu disamping memperhatikan kekuatan poros, kekakuan poros juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan jenis mesin yang akan ditransmisikan dayanya dengan poros tersebut.c) Putaran kritis.Bila putaran mesin dinaikan maka akan menimbulkan getaran pada mesin tersebut. Batas antara putaran mesin yang mempunyai jumlah putaran normal dengan putaran mesin yang menimbulkan getaran yang tinggi disebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor bakar, motor listrik, dll. Selain itu, timbulnya getaran yang tinggi dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya. Jadi dalam perancangan poros perlu mempertimbangkan putaran kerja dari poros tersebut agar lebih rendah dari putaran kritisnya.d) Korosi.Apabila terjadi kontak langsung antara poros dengan fluida korosif maka dapat mengakibatkan korosi pada poros tersebut, misalnya propeller shaft pada pompa air. Oleh karena itu pemilihan bahan-bahan poros (plastik) dari bahan yang tahan korosi perlu mendapat prioritas utama.e) Bahan poros.Poros yang biasa digunakan pada mesin adalah baja dengan kadar karbon yang bervariasi. Adapun penggolongannya dapat dilihat pada Tabel. Tabel. Penggolongan Bahan PorosGolonganKadar C (%)

Baja lunakBaja liat Baja agak kerasBaja kerasBaja sangat keras-0,150,2-0,30,3-0,50,5-0,80,8-1,2

(Sularso, 1978:4).d. Las listrik Las busur listrik adalah salah satu cara menyambung logam dengan jalan menggunakan nyala busur listrik yang diarahkan ke permukaan logam yang akan disambung. Pada bagian yang terkena busur listrik tersebut akan mencair, demikian juga elektroda yang menghasilkan busur listrik akan mencair pada ujungnya dan merambat terus sampai habis. Logam cair dari elektroda dan dari sebagian benda yang akan disambung tercampur dan mengisi celah dari kedua logam yang akan disambung, kemudian membeku dan tersambunglah kedua logam tersebut. Mesin las busur listrik dapat mengalirkan arus listrik cukup besar tetapi dengan tegangan yang aman (kurang dari 45 volt). Busur listrik yang terjadi akan menimbulkan energi panas yang cukup tinggi sehingga akan mudah mencairkan logam yang terkena. Besarnya arus listrik dapat diatur sesuai dengan keperluan dengan memperhatikan ukuran dan type elektrodanya.Pada las busur, sambungan terjadi oleh panas yang ditimbulkan oleh busur listrik yang terjadi antara benda kerja dan elektroda. Elektroda atau logam pengisi dipanaskan sampai mencair dan diendapkan pada sambungan sehingga terjadi sambungan las. Mula-mula terjadi kontak antara elektroda dan benda kerja sehingga terjadi aliran arus, kemudian dengan memisahkan penghantar timbullah busur. Energi listrik diubah menjadi energi panas dalam busur dan suhu dapat mencapai 5500 C.Ada tiga jenis elektroda logam, yaitu elektroda polos, elektroda fluks dan elektroda berlapis tebal. Elektroda polos terbatas penggunaannya, antara lain untuk besi tempa dan baja lunak. Biasanya digunakan polaritas langsung. Mutu pengelasan dapat ditingkatkan dengan memberikan lapisan fluks yang tipis pada kawat las. Fluks membantu melarutkan dan mencegah terbentuknya oksida-oksida yang tidak diinginkan. Tetapi kawat las berlapis merupakan jenis yang paling banyak digunakan dalam berbagai pengelasan komersil.

Posisi PengelasanPosisi mengelas terdiri dari empat macam yaitu:1. Posisi di Bawah Tangan.Posisi di bawah tangan yaitu suatu cara pengelasan yang dilakukan pada permukaan rata/datar dan dilakukan dibawah tangan. Kemiringan elektroda las sekitar 10 20 terhada garis vertikal dan 70 80 terhadap benda kerja. Gambar. Teknik las posisi di bawah tangan.2. Posisi Tegak (Vertikal).Mengelas posisi tegak adalah apabila dilakukan arah pengelasannya keatas atau kebawah. Pengelasan ini termasuk pengelasan yang paling sulit karena bahan cair yang mengalir atau menumpuk diarah bawah dapat diperkecil dengan kemiringan elektroda sekitar 10 15 terhada garis vertikal dan 70 85 terhadap benda kerja.

Gambar. Teknik las posisi tegak.3. Posisi Datar (Horisontal).Mengelas dengan horisontal biasa disebut juga mengelas merata dimana kedudukan benda kerja dibuat tegak dan arah elektroda mengikuti horisontal. Sewaktu mengelas elektroda dibuat miring sekitar 5 10 terhada garis vertikal dan 70 80 kearah benda kerja.Gambar. Teknik las posisi datar.4. Posisi di Atas Kepala (Over Head).Posisi pengelasan ini sangat sukar dan berbahaya karena bahan cair banyak berjatuhan dapat mengenai juru las, oleh karena itu diperlukan perlengkapan yang serba lengkap antara lain: Baju las, sarung tangan, sepatu kulit dan sebagainya. Mengelas dengan posisi ini benda kerja terletak pada bagian atas juru las dan kedudukan elektroda sekitar 5 20 terhada garis vertikal dan 75 85 terhadap benda kerja

Gambar. Teknik las posisi di atas kepalaG. METODOLOGI PEMBUATAN MESIN1. Alur Pembuatan Mesin

Penjelasan diagram alir1. PersiapanMempersiapkan bahan dan alat yang di pergunakan untuk memuat mesin arum manis.Bahan : 2

Elemen pemanas Besi as, plendes, plat, siku As kuningan Dempul Pengatur suhu Motor listrik Kabel Saklar

Alat : Mesin bubut Mesin bor Peralatan bubut Jangka sorongUntuk memperlancar jalanya pembuatan mesin arum manis bahan dan alat harus tersedia.2. Sketsa gambar mesin

Gambar sketsa di perlukan untuk mengetahui bagaimana bentuk dari rancangan mesin arum manis yang akan di buat, agar dalam pembuatan dapat sesuai dengan yang di harapkan.3. Pembuatan Kepala mesin arum manis.

Gambar. Kepala mesin arum manisAdalah tempat untuk meletakan gula yang akan di buat menjadi arum manis. Dalam kepal mesin ada penghubung yaitu poros.

Gambar. Letak porosUntuk menghitung poros adalah : Perhitungan yang digunakan dalam merancang dan guna untuk menganalisa kerja poros yang mengalami beban puntir murni (torsi) adalah sebagai berikut :

Faktor koreksi momen lentur mempunyai ketentuan yaitu untuk poros yang berputar dengan pembebanan momen lentur tetap, besarnya faktor Km = 1,5. Poros dengan tumbukan ringan Km terletak antara 1,5 dam 2,0, dan untuk beban dengan tumbukan berat Km terletak antara 2 dan 3 (Sularso 1991: 17).berikutnya akan dihitung diameter minimal pada poros. untuk perhitunganya adalah sebagai berikut :

Elemen pemanas

Gambar. Elemen pemanasElemen yang di gunakan adalah jenis pita.yang nati terletak di dalam kepala mesin arum manis. Gunanya untuk melelehkan gula sebelum terlontar keluar menjadi kapas-kapas arum manis. Untuk mengatur panas dari elemen menggunakan pengatur suhu,

Gambar. Pengatur suhu elemen pemanas Rangka mesin arum manis

Gambar. Sketsa rangka mesin DandangAdalah tempat bertaburnya kapa-kapas arum manis, sehingga bila dalam prosesnya tidak bertaburan kamana mana.

Gambar. Dandang 4. Penggabungan dari semua komponenArtinya merakit antar komponen di jadikan satu sehingga membentuk mesin arum manis yang diharapkan.5. Pengujian mesinMelakukan pengujian mesin yaitu dengan menghitung berapa gula yang dapat di habiskan dalam kurun waktu tertentu. Mencatat hasilnya. Sebagai pertimbangan apakah layak untuk pengopersian produksi berkelanjutan.6. Perbandingan mesinKemudian membandingkan antara hasil dari mesin yang di buat dengan mesin yang telah ada yaitu mesin yang menggunakan api sebagai pemanasnya.7. Hasil pengamatanHasil yang sudah ada akan menjadi suatu petimbangan apakah mesin yang di buat akan layak untuk operasi produksi, sehingga akan dapat menjadi berkelanjutan.8. PembahasanMelakukan pembahasan tentang kinerja mesin arum manis yang dibuat. 9. KesimpulanMenyimpulkan hasil dari semua proses yang terjadi, mulai dari awal hingga mesin jadi.H. JADWAL KEGIATAN TUGAS AKHIRKegiatanBulan ke

123

1. Judul Proposal Tugas Akhir

2. Seminar Proposal Tugas Akhir

3. Bimbingan Tugas Akhir 4. Pengujian alat

5. Ujian Tugas Akhir

6. Revisi Tugas Akhir

7. Penyusunan Laporan Tugas Akhir

I. DAFTAR PUSTAKAAnonymous, 2010b. KISAH PANJANG KEMBANGGULA. http://yusuf313. wordpress.com. Diakses 10 September 2014Anonymous, 2010c. GULALI. http://id.wikipedia.org/wiki/Gulali. Diakses 10 September 2014Hamrock, dkk. 1999. Fundamentals of Machine Element . Singapore. Mc Graw-HillKhurmi, R.S. dan J.K. Gupta. 1982. A Text Book of Machine Design. Ram Nagar-New Delhi. Eurasia Publishing HouseSularso, Suga; kiyokatsu. Dasar Perecanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradnya paramita, Jakarta : 20002