i

PERANCANGAN MESIN PASTEURISE SUSU

KAPASITAS 100 LITER MENGGUNAKAN PLC

TUGAS AKHIR

DIAJUKAN KEPADA

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

SEBAGAI SYARAT UNTUK MEMPEROLEH GELAR

SARJANA TEKNIK MESIN STRATA SATU (S1)

DISUSUN OLEH :

Hery Purwoko

201010120311074

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2014

ii

iii

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

PERANCANGAN MESIN PASTEURISE SUSU

KAPASITAS 100 LITER MENGGUNAKAN PLC

Diajukan Kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Sebagai Salah Satu Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

Disusun Oleh :

Nama : Hery Purwoko

Nim : 201010120311074

Telah diperiksa, disetujui dan disahkan oleh :

Dosen Pembimbing I

( Budiono, SSi, MT.)

NIP. 108.9603.0336

Dosen Pembimbing II

( Ir. Ali Mokhtar, MT. )

NIP. 108.9109.0234

Mengetahui,

Ketua Jurusan Mesin

( Ir. Daryono, MT.)

NIP. 108.8909.0124

iv

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

FAKULTAS TEKNIK

Jurusan : Teknik Mesin, Teknik Sipil, Teknik Elektro,

Teknik Industri, D3 Elektronika, Teknik Informatika Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127

Fax. (0341) 460782 Malang 65144

LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI

Nama : Hery Purwoko

No. Induk : 201010120311074

Bidang Keahlian : Otomasi Industri

Judul : PERANCANGAN MESIN PASTEURISE SUSU

KAPASITAS 100 LITER MENGGUNAKAN PLC

Pembimbing I : Budiono, SSi, MT.

NO Catatan Asistensi Paraf

Pembimbing I

1 Persetujuan Judul TA

2 Konsultasi BAB I

3 ACC BAB I

4 Konsultasi BAB II

5 ACC BAB II

6 Konsultasi BAB III

7 ACC BAB III

8 Konsultasi BAB IV

9 ACC BAB IV

10 ACC BAB V

v

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

FAKULTAS TEKNIK

Jurusan : Teknik Mesin, Teknik Sipil, Teknik Elektro,

Teknik Industri, D3 Elektronika, Teknik Informatika Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127

Fax. (0341) 460782 Malang 65144

LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI

Nama : Hery Purwoko

No. Induk : 201010120311074

Bidang Keahlian : Otomasi Industri

Judul : PERANCANGAN MESIN PASTEURISE SUSU

KAPASITAS 100 LITER MENGGUNAKAN PLC

Pembimbing II : Ir. Ali mokhtar, MT

NO Catatan Asistensi Paraf

Pembimbing II

1 Persetujuan Judul TA

2 Konsultasi BAB I

3 ACC BAB I

4 Konsultasi BAB II

5 ACC BAB II

6 Konsultasi BAB III

7 ACC BAB III

8 Konsultasi BAB IV

9 ACC BAB IV

10 ACC BAB V

vi

SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Hery Purwoko

NIM : 201010120311074

Tempat / Tanggal Lahir : Malang, 27 Mei 1986

Fakultas / Jurusan : Teknik / Teknik Mesin

Menyatak bahwa karya ilmiah atau skripsi ini yang berjudul

“PERANCANGAN MESIN PASTEURISE SUSU KAPASITAS 100 LITER

MENGGUNAKAN PLC” adalah bukan karya tulis orang lain baik sebagian

maupun keseluruhan kecuali dalam bentuk kutipan yang telah saya sebutkan

sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenar – benarnya. Jika

terbukti melanggar, penulis siap menerima sanksi akademik yang berlaku di

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

Malang, 27 Oktober 2014

Penulis,

Hery Purwoko

NIM. 201010120311074

vii

ABSTRAK INDONESIA

Tujuan pasteurisasi susu adalah menghilangkan mikroba patogen yang

membahayakan kesehatan manusia tanpa merubah rasa, konsistensi dan kandungan

nutrisi susu.karena itu di butuhkan mesin pasteurise yang dapat berkerja sesuai

standar pasteurise HTST (heat temperature short time).

Dengan pateurise saat ini yang masih dilakukan semi manual atau system

pasteurise terbuka membuat hasil susu yang di olah kualitasnya masih rendah atau

belum sesuai standar pasteurise, dan hasil produksi yang rendah. Dengan system

pasteurise susu metode HTST maka dapat menghasilkan susu pasteurisasi yang lebih

bermutu dan lebih aman bagi konsumen, juga kapasitas produksi yang lebih cepat

dibandingkan dengan pengolahan secara semi manual atau pasteurise terbuka.

Oleh sebab itu, solusi yang dapat diterapkan untuk meningkatkan kualitas dan

kapasitas produksi yaitu dengan menggunakan mesin yang otomatis. Dimana,

kontrol otomasi yang dapat diterapkan dalam mesin pateurise otomasi yaitu

menggunakan PLC sebagai kontrol kendali otomasi proses mesin pasteurise susu.

Kata kunci: Pasteurisasi susu, HTST (heat temperature short time). otomatis

ABSTRACTION ENGLISH

Target of milk pasteurizes to eliminate microbe of pathogen endangering health

of human being without changing to feel, content and consistency of nutrition that

milk, because requiring machine of pasteurize able to work according to standard of

pasteurize HTST ( time short temperature heat).

With pasteurize in this time which still flourish or manual of system open

pasteurize make result of milk which processing its quality still lower or not yet

according to standard of pasteurize, and low production result. With method milk

pasteurize system of HTST hence can yield milk of pasteurizes more certifiable and

more peaceful to consumer, also production capacities which is quicker to be

compared to processing smiley or manual of pasteurize open .

On that account, solution able to be applied to increase the quality of and

capacities produce that is by using automatic machine. Where, automation control

able to be applied in machine of pasteurize automation that is using PLC as control

conduct automation process machine of pasteurize milk.

Keyword: Pasteurizes Milk, HTST ( time short temperature heat). Automatic

viii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb

Alhamdulillah, atas limpahan rahmat serta hidayah-Nya Tugas Akhir

ini dapat terselesaikan. Shalawat dan salam semoga senantiasa tercurah

kepada junjungan Nabi Besar Muhammad SAW dan keluarga, sahabat, serta

pengikutnya hingga akhir zaman.

Saya berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi banyak

pihak. Tugas Akhir ini dapat terwujud atas bantuan, bimbingan serta

dukungan dari berbagai pihak. Saya mengucapkan terima kasih kepada :

1. Kedua orang tuaku tercinta, atas suport dan motivasinya yang tak ternilai

harganya.

2. Budiono, SSi, MT dan Ir. Ali mokhtar, MT yang sabar membimbing Saya

dalam menempuh perkuliahan serta penyusunan Tugas Akhir ini.

3. Seluruh dosen Teknik mesin yang sabar membimbing Saya selama kuliah.

4. Rekan-rekan kerja heifer raising dept. PT.GREENFIELDS INDONESIA

yang telah memberikan dukungan selama ini.

5. Teman - Teman Teknik Mesin Angkatan 2010 A,B,C,D terima kasih

semuanya .

6. Sugeng Widodo, Moch Soleh, dan Ogik Punomo yang selalu memberikan

motivasi dan dukungan.

7. Temen-temen lab Fisika, Sience think, serta kakak-kakak tingkat.

Kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan. Saya

berharap Tugas Akhir ini berguna bagi semua pihak khususnya untuk

pengembangan sistem control dan automatisasi industri yang berkembang saat

ini.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb

Malang, 29 Oktober 2014

Penulis

ix

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL .................................................................................... i

POSTER .................................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................... iii

LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI ............................................... iv

SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ........................................ vi

ABSTRAKSI INDONESIA ..................................................................... vii

KATA PENGANTAR .............................................................................. viii

DAFTAR ISI ............................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xii

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................ xiii

BAB I PENDAHULUAN .................................................................... 1

I.1 Latar Belakang ................................................................. 1

I.2 Rumusan Masalah ............................................................ 2

I.3 Tujuan .............................................................................. 3

I.4 Manfaa t ........................................................................... 3

I.5 Batasan Masalah ............................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................... 4

II.1 Filling System (Bottling System) ..................................... 4

II.2 Sistem Kontrol Otomasi ................................................... 7

II.2.1 Prinsip Pengontrolan Proses ................................. 8

II.2.2 Sistem Kontrol Otomatis ...................................... 9

II.3 PLC .................................................................................. 10

II.3.1 Definisi ................................................................. 10

x

II.3.2 Konsep Programmable Locig Control (PLC) ....... 12

II.3.3 Fungsi PLC ........................................................... 12

II.3.4 Bagian – bagian PLC ............................................ 13

II.3.5 Pemakaian PLC .................................................... 18

II.3.6 Operasi Pada PLC ................................................ 18

II.3.7 Keuntungan dan Kerugian PLC ........................... 20

BAB III METODE PERANCANGAN ................................................. 25

III.1 Diagram Alir Bottling System ........................................ 25

III.2 Desain Instalasi Bottling System .................................... 26

III.3 Kapasitas Bottling System ............................................... 27

III.4 Bagian dan Komponen Bottling System ......................... 28

III.4.1 Bagian Bottling System ........................................ 28

III.4.2 Komponen Bottling System ................................. 31

III.5 Dimensi Bottling System ................................................. 33

III.6 Keuntungan Komponen Bottling System ........................ 36

BAB IV PEMBAHASAN ....................................................................... 37

IV.1 Target Produksi ............................................................... 39

IV.2 Perencanaan Produksi ...................................................... 39

IV.2.1 Waktu Proses ........................................................ 39

IV.2.2 Perencanaan Konveyor, Rotary Injection Water

dan Cupping Bottling .......................................... 42

IV.3 Pemilihan Komponen ...................................................... 45

IV.3.1 Pneumatic ............................................................ 45

IV.3.2 Conveyor .............................................................. 49

IV.3.3 Solenoid ................................................................ 49

xi

IV.4 Perancangan Program ...................................................... 50

IV.4.1 Diagram Alir System ............................................ 50

IV.4.2 Program Bottling System ..................................... 51

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................ 53

V.1 Kesimpulan ...................................................................... 53

V.2 Saran ................................................................................. 53

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xii

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 2.1 Bottling System 4

Gambar 2.2 Conveyor dan Sensor 5

Gambar 2.3 Penggunaan dan system kerja pneumatik 6

Gambar 2.4 Tangki dan sensor level tank 6

Gambar 2.5 Diagram block system pengendalian loop terbuka 9

Gambar 2.6 Diagram block system control terbuka 10

Gambar 2.7 Layout system PLC dan koneksinya 15

Gambar 2.8 Tahap – tahap scanning 18

Gambar 3.1 Diagram Alir Bottling System 25

Gambar 3.2 Desain Instalasi Bottling system 26

Gambar 3.3 Injection water system level sensor 28

Gambar 3.4 Injection water system flow metter sensor 29

Gambar 3.5 Injection water system weight sensor 29

Gambar 4.1 Injection water 39

Gambar 4.2 Cupping Press 41

Gambar 4.3 Labelling 42

Gambar 4.4 Transmisi Rotary Injection Water dan Cupping Bottle 43

Gambar 4.5 Diagram Alir Proses 50

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I Daftar Riwayat Hidup................................................................................xv

Lampiran II Makalah Publikasi....................................................................................xvi

Lampiran III Program Otomatisasi Stasiun Masakan.....................................................xvi

Lampiran IV Interface SCADA....................................................................................xvii

Lampiran V Surat Keterangan Penelitian...................................................................xviii

DAFTAR PUSTAKA

http://www.pertanian.go.id/Indikator/tabel-4-pop-prod-nak.pdf

http://duniasapi.com/id/produk-sapi/246-manfaat-susu-segar.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Pasteurisas

http://www.tetrapak.com/id

6-BAB-VI-TetraPak-Tabel-6.4.-Perbandingan-antara-beberapa-produk-Susu-

beserta-proses-pengolahannya

http://ridomanik.blogspot.com/2013/06/prinsip-kerja-pompa-sentrifugal.html

http://www.stainlesssteelsheetb2b.com/id/stainless-steel-welded-pipe.html

http://trikueni-desain-sistem.blogspot.com

http: //www.thermometricscorp.com

http://teknikelektroprogramming.blogspot.com

http://id.wikipedia.org/wiki/Pencatu_daya

The theory behind heat transfer plate heat exchangers, Alfa laval heat

exchangers.

Properties of Milk and Its Components.

1.National Dairy Council. 1993. Newer Knowledge of Milk and Other Fluid Dairy

Products.The Council, Rosemont, IL.

2. Varnum, A. H., and Sutherland, J. P. 1994. Milk and Milk Products. Chapman

& Hall, New York.

3. Harper, W. J., and Hall, C. W. 1976. Dairy Technology and Engineering. Avi

Publishing Co., Westport, CT.

4. Wong, N. P., Jenness, R., Keeney, M., and Marth, E. H., Eds. 1988.

Fundamentals of Dairy Chemistry, 3rd ed. Van Nostrand Reinhold, New York.

5. Goff, H. D., and Hill, A. R. 1993. Chemistry and physics. In: Dairy Science

and Technology Handbook, Vol. 1. Y. H. Hui, Ed. VCH Publishers, New York.

6. Robin, O., Turgeon, S., and Paquin, P. 1993. Functional properties of milk

proteins. In: Dairy Science and Technology Handbook, Vol. 1. Y. H. Hui, Ed.

VCH Publishers, New York.

7. Riel, R. 1985. Composition and physicochemical structure of milk. In: Dairy

Science and Technology, Principles and Application. Les Presses de L’Universite

Laval, Quebec, Canada.

8. Walstra, P., and Jenness, R. 1984. Dairy Chemistry and Physics. John Wiley,

New York.

9. Singh, H., McCarthy, O. J., and Lucey, J. A. 1997. Physicochemical properties

of milk. In: Advanced Dairy Chemistry,Vol. 3. P. F. Fox, Ed. Chapman &

Hall, New York.

Thermal Analysis & Rheology A SUBSIDIARY OF WATERS CORPORATION.

http://www.tainst.com

http://www.repository.usu.ac.id/bitstream/Chapter%20II.pdf

http://www.migas-indonesia.com/files/article/PLC_Lanjutan.doc

http://juare97.wordpress.com/2007/10/20/plc-programmable-logic-controller/

PLC FP Sigma oleh Husanto dan Thomas, ST., MT, 2005. Halaman 11-12