Perancangan Mesin Kombinasi Perajang dan Peniris Minyak ...

Seminar Nasional Teknologi dan Rekayasa (SENTRA) 2020

ISSN (Cetak) 2527-6042

eISSN (Online) 2527-6050

SENTRA 2020 I - 43

Perancangan Mesin Kombinasi Perajang dan Peniris Minyak untuk

Produksi Olahan Bawang Goreng

Riky Adhiharto1 , Akbar Nugroho Aji

2

Jurusan Teknik Perancangan Manufaktur, Politeknik Manufaktur Bandung, Bandung

Kontak Person: Riky Adhiharto

Jl. Kanayakan no.21, Dago, Coblong, Bandung – 40135, (022) 2500241 / 2502649 E-mail: [email protected]

Abstrak Mesin Perajang Bawang dan Peniris Minyak adalah mesin yang digunakan untuk memotong seluruh bawang merah dan mengalirkan minyak pada irisan bawang goreng. Mesin ini memiliki 2 mekanisme kerja. Mekanisme pertama yaitu dengan memotong bawang merah yang masih utuh dengan cara memasukkan bawang merah tersebut ke dalam penampungan awal (hopper), kemudian bawang tersebut akan dipotong utuh dengan mata pisau dibawah bagian penyimpanan awal. Kemudian mekanisme kedua adalah dengan mengeringkan bawang bombay yang masih memiliki sisa minyak dengan cara memutar silinder yang sudah terdapat bawang cincang di dalamnya. Kedua mekanisme kerja tersebut tidak bekerja secara bersamaan, jika

mekanisme pengeringan berjalan maka bagian pemotongan tidak akan berfungsi, begitu pula sebaliknya. Mesin ini dituntut untuk memudahkan industri pengolahan makanan menengah dalam menggunakan, merawat, dan juga menghemat biaya. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan konsep mesin pelurus desain tiang lampu segi delapan yang diharapkan dapat membantu dan meningkatkan produksi agar lebih efektif dan efisien dibandingkan dengan proses manual. Variasi konsep alternatif dan tahapan proses kemudian dibuat berdasarkan beberapa faktor sehingga diperoleh konsep yang terpilih pada proses perancangan berdasarkan metode VDI 2222. Perancangan ini dimaksudkan untuk menghasilkan suatu rancangan konstruksi dari penjelasan fungsi-fungsi di atas. Penjelasan fungsinya dilakukan dengan membaca draf gambar yang telah dibuat oleh konseptor. Setelah menjelaskan fungsinya, langkah selanjutnya adalah membuat konstruksi detail kemudian dilakukan perhitungan kontrol geometri. Hasil akhir dari desain yang dibuat memiliki dimensi 1200mm x 520 mm x 700mm. Pada bagian konstruksi rangka

menggunakan profil L40. Aktuator pada mesin ini menggunakan motor Baldor 1 fasa dengan daya sebesar 0,186 kW. Kata kunci: perajang, peniris minyak, bawang, proses desain, VDI 2222

1. Pendahuluan

Salah satu rempah yang terdapat di Indonesia adalah bawang merah. Bawang merah dapat digunakan

untuk bumbu masak, obat, dan berbagai olahan makanan lainnya. Bawang merah berbentuk bulat dengan ujung tumpul. Bawang merah biasanya dibutuhkan dalam jumlah yang banyak. Pengolahan bawang merah

sangat banyak di daerah-daerah Indonesia. Salah satu olahan bawang merah yaitu dijadikan bawang goreng

untuk penyedap rasa pada makanan. Bawang goreng menjadi produk memasak yang banyak dicari baik

oleh ibu rumah tangga, pengusaha warung makan dan sebagaianya. Dengan adanya produk bawang goreng lebih memudahkan masyarakat karena tidak perlu lagi mengupas bawang, mengiris bawang, dan

menggoreng bawang.

Supaya lebih praktis maka telah ada bawang goreng instan yang siap digunakan sehingga tidak perlu lagi membuatnya. Proses pembuatan yang memakan waktu lama membuat banyak kalangan lebih memilih

membeli produk bawang goreng yang telah jadi. Dengan melihat fungsi dan banyak yang membutuhkan

bawang goreng maka bisa dimanfaatkan dengan baik seperti membuka bisnis bawang goreng. Prospek dari usaha bawang goreng sangat bagus jadi akan mampu memberikan keuntungan tersendiri bagi pelaku usaha.

Selain bahan baku bawang merah yang berkualitas, saat membuka usaha bawang goreng maka perlu

menyediakan peralatan usaha berkualitas dan dapat melancarkan kerja dan proses dalam pembuatan

bawang goreng. Peralatan untuk membuat bawang goreng ini yaitu pisau, mesin perajang bawang, wajan, spatula, peniris minyak, hand sealer, dan beberapa peralatan pendukung lain.

Cara mengolah bawang merah goreng yaitu dengan cara merajangnya atau menyayatnya tipis-tipis.

Hasil dari perajangan disebut rajangan. Cara mengolah bawang merah di daerah-daerah di Indonesia, biasanya masih menggunakan cara yang cukup lama, yaitu mengirisnya dengan menggunakan pisau

(gambar 1). Ada pula inovasi-inovasi yang memudahkan untuk ibu rumah tangga, yaitu menggunakan alat

perajang manual (gambar 2).




I - 44 SENTRA 2020

Gambar 1 Proses merajang dengan pisau Gambar 2 Proses merajang menggunakan alat

Setelah dirajang, rajangan akan diolah ke proses selanjutnya yaitu digoreng. Setelah penggorengan, biasanya rajangan masih mengandung minyak, dan ditiriskan dengan cara menyimpannya di tempat

penyaringan dan minyaknya akan turun secara perlahan ke penampungan (gambar 3). Setelah ditiriskan

biasanya bawang goreng masih mengandung minyak, dan hal tersebut kurang efisien, dikarenakan bawang goreng yang memiliki banyak minyak, akan lebih cepat rusak dibandingkan bawang goreng yang

minyaknya sedikit. Hal ini dapat mempengaruhi kualitas dan lama waktu penyimpanan bawang goreng

dalam kemasan.

Gambar 3 Alat peniris

Untuk mempercepat proses olahan bawang merah dibutuhkan mesin perajang bawang dan peniris

minyak, dimana umumnya mesin tersebut dipasaran tersedia secara terpisah atau masing-masing proses.

Pada penelitian ini, dilakukan perancangan penggabungan dua proses kerja dalam membantu produksi

bawang goreng yaitu merajang dan meniriskan. Mesin ini dituntut untuk melakukan 2 mode kerja, yaitu perajang dan peniris. Pada saat melakukan mode perajangan, mode peniris tidak akan bekerja, begitu pula

sebaliknya pada saat mode peniris bekerja, mode perajangan tidak bekerja. Dengan dibuatnya mesin ini

diharapkan proses produksi akan lebih mudah, efektif dan efisien. Selain itu, mesin ini dapat membantu dalam meningkatkan kuantitas dan kualitas dari hasil olahan bawang merah.

Data-data yang menunjang dalam proses perencanaan dan perancangan akan sangat membantu untuk

mendefinisikan dan menjelaskan tentang mesin ini secara lebih terperinci. Penelitian ini berisi tentang perencanaan, perhitungan, data-data penunjang, dan gambar kerja mesin ini sebagai sebuah pedoman dalam

proses pembuatan mesin ini. Berdasarkan permasalahan yang ada, penelitian ini bertujuan untuk mengkaji

serta membuat konsep rancangan untuk sebuah mesin produksi yang berfungsi sebagai perajang dan peniris

bawang goreng sekaligus, dimana sebelumnya dilakukan secara manual atau mesin terpisah. Metode VDI 2222 digunakan dalam proses perancangan dengan menambahkan beberapa penyesuaian parameter

didalamnya.

Terdapat 2 hasil produk pada mesin perajang dan peniris ini. Produk awal pada proses perajang berupa siung bawang merah dengan dimensi ± 20mm x 20mm x20mm. Bawang merah akan diproses

dengan cara menyayatnya secara melintang terus menerus dengan menggunakan pisau. Dari hasil sayatan

tersebut akan menghasilkan berupa rajangan yang pipih dengan dimensi tebal ± 0.8mm – 1mm. Sedangkan produk akhir pada proses peniris berupa bawang goreng yang banyak terkandung minyak. Bawang goreng

akan diproses dengan cara menyimpannya pada silinder yang terdapat pada mesin, lalu dengan

mengandalkan gaya sentrifugal, silinder tersebut akan berputar dan mengakibatkan keluarnya minyak pada

bawang goreng. Hasil akhir dari proses tersebut akan membuat bawang goreng lebih awet dan kering.




SENTRA 2020 I - 45

2. Metode Perancangan

Metode yang digunakan dalam proses dan tahapan perancangan Mesin Kombinasi Perajang dan

Peniris untuk Produksi Olahan Bawang Goreng yang dilakukan mengacu kepada metoda perancangan VDI

2222 (Verien Deutsche Ingenieuer / Persatuan Insinyur Jerman). Berikut diagram alir proses perancangan:

Gambar 4 Metode Perancangan VDI 2222

Merencana

Langkah pertama yang harus dilakukan adalah mendeskripsikan proyek, karakteristik produk, bahan

baku material, dan konsep rancangan fungsi-fungsi bagian yang terdapat didalamnya. Proyek harus dideskripsikan secara jelas di awal perencanaan sehingga dapat diketahui tuntutan dalam pembuatannya.

Selanjutnya produk dan bahan baku material dideskripsikan, agar dapat dipastikan kemungkinan

realisasinya pada konsep awal proyek. Selanjutnya konsep dapat dibuat dengan memperhatikan segala

aspek yang sebelumnya telah dikaji.

Produk yang dapat diolah pada perancangan mesin ini, sebagai berikut :

Produk yang diproses pada perajang Produk awal pada proses perajang berupa siung bawang merah dengan dimensi ± 20mm x 20mm

x20mm. Bawang merah akan diproses dengan cara menyayatnya secara melintang terus menerus dengan

menggunakan pisau. Dari hasil sayatan tersebut akan menghasilkan berupa rajangan yang pipih dengan dimensi tebal ± 0.8mm – 1mm.

Gambar 5 Produk sebelum di rajang Gambar 6 Produk sesudah proses dirajang




I - 46 SENTRA 2020

Produk yang diproses pada peniris

Produk awal pada proses peniris berupa bawang goreng yang banyak terkandung minyak. Bawang

goreng akan diproses dengan cara menyimpannya pada silinder yang terdapat pada mesin, lalu dengan

mengandalkan gaya sentrifugal, silinder tersebut akan berputar dan mengakibatkan keluarnya minyak pada bawang goreng. Hasil akhir dari proses tersebut akan membuat bawang goreng lebih awet dan kering.

Gambar 7 Ilustrasi produk di goreng Gambar 8 Produk bawang goreng kering

Pekerjaan yang dilakukan dalam perancangan mesin perajang dan peniris ini disesuaikan dengan daftar tuntutan sebagai berikut :

Tabel 1 Daftar Tuntutan Produk No. Tuntutan Kualifikasi Keterangan

Perajangan Bawang

1. Kapasitas perajangan ≤ 5 kg Kebutuhan yang diperlukan 1 kali proses

2. Tebal Perajangan 0.8 mm – 1 mm Untuk menghasilkan rajangan yang ideal

Peniris Minyak

3. Kapasitas Peniris ≥ 5kg Kering dan bebas dari minyak

Tabel 2 Daftar Tuntutan Konstruksi No. Tuntutan Kualifikasi Keterangan

1. Dimensi mesin 1200 x 600 x 600 Tidak memakan banyak tempat

2. Penggunaan material Dominan Stainless Steel dan

Alumunium

Tahan karat dan tidak mencemari

produk yang diproses

3. Mobilitas Tetap Penggunaan mesin tidak sering

dipindah-pindah

4. Mudah pengoperasian Langsung menggunakan tanpa

pengaturan terlebih dahulu

Operator dimudahkan dalam

menggunakan mesin.

5. Mudah perawatan Perawatan tidak terlalu sering

Operator tidak banyak direpotkan

jika terdapat komponen yang rusak, karena elemen mesin yang

digunakan mudah untuk dirawat

dan diganti

Mengkonsep

Pada proses ini, pembuatan konsep rancangan dibuat beberapa alternatif yang kemudian dinilai serta dipilih alternatif yang paling memungkinkan untuk dibuatkan Mesin Kombinasi Perajang dan Peniris untuk

Produksi Olahan Bawang Goreng. Beberapa parameter seperti konstruksi, keterbuatan, serta perawatan

digunakan sebagai pertimbangan dalam membuat konsep.




SENTRA 2020 I - 47

Gambar 9 Konsep Rancangan mesin perajang dan peniris

Deskripsi : - Menggunakan 1 tenaga penggerak berupa motor 1 fasa dikarenakan tepat untuk pasar industri pertanian

kecil

- Pada mode perajang, posisi perajangan yang awalnya horizontal (kebanyakan pada mesin-mesin yang

di pasaran), diubah menjadi vertikal agar menyederhanakan sistem transmisi (hanya menggunakan puli dan sabuk)

- Posisi penirisan, sama dengan mesin yang sudah pernah ada di pasaran.

- Sistem pembuangan pada penirisan seperti mesin cuci yaitu silinder berplat berlubang, dan mengandalkan gaya sentrifugal untuk mengeluarkan kandungan minyak.

Diagram Alir Mesin

Gambar 10 Diagram alir perajang




I - 48 SENTRA 2020

Gambar 11 Diagram alir peniris

Pada mesin ini terdapat 3 switch, yaitu switch 0, switch 1, dan switch 2. Pada switch 0, mesin tidak akan melakukan proses slicing maupun spinning. Jika mengaktifkan switch 1, maka proses perajangan pada

bagian perajang akan aktif sesuai dengan diagram alir proses perajang. Begitu pula jika mengaktifkan

switch 2, maka proses penirisan bekerja seperti mekanisme kerja pada diagram alir peniris.

Black Box

Berdasarkan konsep rancangan tersebut, mesin ini dirincikan dalam black box dibawah ini.

Gambar 12 Black Box Mesin

Merancang Berdasarkan konsep yang telah dijelaskan pada gambar 8, selanjutnya dibuat rancangan konstruksi

sub fungsi. Berikut ini penjelasan mengenai konstruksi sub fungsi mesin perajang dan peniris :

Gambar 13 Bagan mesin perajang dan peniris

Berikut ini penjelasan mengenai sub fungsi yang tertera pada gambar 13, sebagai berikut :




SENTRA 2020 I - 49




I - 50 SENTRA 2020




SENTRA 2020 I - 51

Perhitungan Konstruksi

Perhitungan Perajang

Menghitung kapasitas penampungan pada hopper dalam 1 kali pemasukan

Total Jumlah bawang yang dapat ditampung oleh hopper

Q = (V hopper1+V hopper2)/ V bawang Q = 1450 siung bawang

Menghitung berat bawang yang ditampung oleh hopper mb1 = 6 gram

mb2 = 8 gram




I - 52 SENTRA 2020

Berat bawang yang dapat ditampung = 11.6 kg

Gaya Potong Bawang Merah

Perencanaan Pisau Pemotong

Kecepatan Putaran Potong

Kecepatan hasil pemotongan

Kapasitas pemotongan

Vbm = 125 * Volume bawang

Gaya tangensial pada pisau (Ft)

Ft=1176.684 N

Daya pemotongan N = gaya potong bawang merah (Fp) x V

dp = 15 mm (poros)

nrajang = 𝜋∗𝑑𝑝^2

60 = 706.858 rpm

m

/s

m

m/s




SENTRA 2020 I - 53

Pemilihan motor

Gambar 14 (Motor Baldor)

Perhitungan Peniris

Volume yang mampu ditampung oleh silinder

Volume bawang 5 kg

Daya rencana motor listrik




I - 54 SENTRA 2020

Tmotor=𝑷𝒎𝒐𝒕𝒐𝒓

𝟐∗𝝅∗𝒏𝒎𝒐𝒕𝒐𝒓= 𝟏. 𝟒𝟖𝟒 𝒌𝒈𝒎𝒎

Menghitung Kekuatan Konstruksi dari profil yang digunakan

Gambar 15 DBB Rangka

Menghitung kekuatan pengelasan

Tegangan ijin untuk kampuh las pada konstruksi elemen mesin dengan sambungan permukaan (Tegangan bengkok untuk st37)




SENTRA 2020 I - 55

3. Hasil dan Pembahasan

Berdasarkan hasil dari studi perancangan mesin perajang dan peniris dengan menggunakan metode VDI 2222, maka didapatkan sebuah draft rancangan disajikan dalam beberapa pandanganyang

terdiri dari pandangan utama dan potongan serta contoh gambar bagian.

Gambar 16 Gambar draft mesin perajang dan peniris




I - 56 SENTRA 2020

Gambar 17 Gambar susunan mesin perajang dan peniris

Gambar 18 Contoh gambar bagian mesin perajang dan peniris

Kesimpulan

Berdasarkan dari studi penelitian yang dilakukan, terdapat tiga kesimpulan, yang diantaranya:

1. Penggunaan rachet bearing CW dan CCW yang dapat berpindah pada transmisi sebagai tujuan agar

proses perajangan dan penirisan dapat bekerja bersamaan atau masing-masing berdasarkan metode VDI 2222 dalam upaya penigkatan optimalisasi QCD (Quality, Time and Delivery).




SENTRA 2020 I - 57

2. Hasil dari kajian penelitian yang berupa gambar kerja Perancangan Mesin Kombinasi Perajang dan Peniris untuk Produksi Olahan Bawang Goreng dapat dijadikan sebagai solusi dalam memperbaiki

peningkatan jumlah produksi dan kualitas produk olahan bawang goreng.

3. Hasil akhir dari rancangan yang dibuat memiliki dimensi dengan ukuran 1200mm x 520 mm x 700mm. Pada bagian konstruksi rangka menggunakan profil L40. Aktuator pada mesin ini

menggunakan motor Baldor 1 fasa dengan daya 0.186 kW. Dan rachet bearing CW dan CCW.

Referensi

Texbooks:

[1] Mahmudah , Aida. 2000. Gambar Teknik Mesin. Bandung: Politeknik Manufaktur Bandung. [2] Muhs, Dieter, dkk. Roloff/Matek Maschinen Elemente.

[3] Muhs, Dieter, dkk. Roloff/Matek Maschinen Elemente Tabelen.

[4] POLMAN. 1992. Elemen mesin 3. Bandung : Politeknik Manufaktur Bandung. [5] Hakim, Adies Rahman. 2002. Kekuatan bahan dasar. Bandung: Politeknik Manufaktur Bandung.

[6] POLMAN. 2000. STANDAR POLMAN SERI 0.Bandung : Politeknik Manufaktur Bandung.

[7] Niemann, G. 1999. Elemen Mesin. Jakarta: Erlangga.

[8] Sularso, Kiyokatsu Suga, 2004. Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin.

Perancangan Mesin Kombinasi Perajang dan Peniris Minyak ...

Documents

Transcript of Perancangan Mesin Kombinasi Perajang dan Peniris Minyak ...