RANCANG BANGUN MESIN PENYANGRAI DAN

PENGGILING BIJI KOPI 5 KG/PROSES

LAPORAN TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Sebagai Persyaratan dalam Menyelesaikan

Pendidikan Program Diploma III

Spesialisasi Teknik Perawatan dan Perbaikan

Program Studi Teknik Mesin

Oleh:

ALEXANDER GUNTUR PUTRA SITUMEANG 1405011106

HARUN AL RASYID LUBIS 1405011091

JECK FRIDAY SARAGIH 1405011082

KRISMAN SARAGIH 1405011059

MATHEUS RAP RAFLES H. N. T. 1405011015

JURUSAN TEKNIK MESIN

POLITEKNIK NEGERI MEDAN

MEDAN

2017

x

RANCANG BANGUN MESIN PENYANGRAI DAN PENGGILING BIJI

KOPI KAPASITAS 5 KG/PROSES

INTISARI

Teknologi yang berkembang seiring dengan kemajuan zaman, sangat

berperan dalam kebutuhan akan peralatan tepat guna terutama dalam bidang

pertanian. Mesin Penyangrai dan Penggiling Biji Kopi ini dirancang untuk

mempermudah proses pengolahan biji kopi, dimana pada awal proses masih

menggunakan tenaga manual sehingga hasilnya kurang efisien. Oleh sebab itu

penulis membuat mesin penyangrai dan pengggiling biji kopi. Mesin ini

menggunakan dua motor listrik yaitu motor listrik AC 1,5 HP dan motor listrik

DC 80 watt yang menghabiskan biaya sebesar Rp 6.524.776,-.

Topik pembahasan yang diangkat penulis adalah prinsip kerja mesin,

hitungan perancangan, gambar kerja assembling, bangunan mesin, dan hasil uji

coba mesin. Metode pengumpulan data dilakukan dengan cara mengadakan studi

literatur di perpustakaan, melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing, dan

melakukan survey dengan melihat dan mengamati mesin yang sudah ada.

Volume total drum penyangrai adalah sebesar 29.320.234,03 mm2. Lama

penyangraian kopi selama kurang lebih 60 menit. Dan mesin penggiling dapat

beroperasi dengan baik.

Kata kunci : biji kopi, tabung penyangrai, motor listrik, mesin penyangrai, mesin

penggiling

xi

DESIGN OF MACHINE ROASTERS AND GRINDERS OF

COFFEE BEANS CAPACITY 5 KG / PROCESS

ABSTRACT

Technology that evolves with the advancement of the times, is instrumental

in the need for appropriate equipment in the field of agriculture. Mchine roasters

and grinders is for the processing of coffee beans, which at the beginning of the

process still use manual power with less efficient price. Therefore the authors

make a machine roasters and grinders of coffee beans. This machine uses two

electric motors AC 1.5 AC electric motor and 80 watts DC electric motor that

costs Rp 6.524.776, -.

Topics of discussion raised by the author is the working principle of the

machine, the calculation of design, drawing assembling work, machine building,

and test engine results. Method of completion of data is done by conducting

literature study in library, consultation with supervisor, and conduct survey by

viewing and overcoming machine that already exist.

The total volume of the Rouming drum is 29,320,234,03 mm2. Duration of

roasting coffee for approximately 60 minutes. And the grinding machine can be a

good company.

Keywords: coffee beans, tube roasters, electric motors, cultivators, grinding

machines

xii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas

berkat dan kasih dan karunia-Nya yang telah memberi kekuatan, kesehatan dan

segala sesuatu yang penulis terima dari-Nya yang begitu besar dan berharga bagi

kehidupan penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir

dengan baik dan tepat pada waktunya.

Laporan Tugas Akhir yang berjudul “RANCANG BANGUN MESIN

PENYANGRAI DAN PENGGILING BIJI KOPI KAPASITAS 5 KG/PROSES“

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikn Program

Pendidikan Dipolma III, Spesialisasi Produksi Jurusan Teknik Mesin Politeknik

Negeri Medan.

Sesuai dengan judulnya maka penulis akan membahas mengenai

pendahuluan, landasan teori, dan pembahasan dari Rancang Bangun Mesin

Peyangrai dan Penggiling Biji Kopi.

Dalam penulisan laporan tugas akhir ini penulis telah banyak menerima

bantuan, dukungan dan bimbingan dari berbagai pihak, baik secara langsung

maupun secara tidak langsung. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima

kasih kepada :

1. M. Syahruddin, S.T., M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Medan;

2. Idham Kamil, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik

Negeri Medan;

3. Aulia Salman, S.T., M.T., selaku Sekertaris Jurusan Teknik Mesin

Politeknik Negeri Medan

4. Joni Indra, S.T., M.T., selaku Kepala Program Studi Teknik Mesin

Politeknik Negeri Medan;

5. Nuraswarah Putra, S.T., M.T., selaku Wali Kelas ME 6C

6. Drs. Bambang Sugianto, M.P., selaku Dosen Pembimbing yang telah

banyak membantu dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini;

7. Bapak/Ibu Dosen pengajar Politeknik Negeri Medan;

xiii

xiv

Daftar Isi

SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ............................................................... ii

LEMBAR PERSETUJUAN ..................................................................... iii

LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ...................................... v

INTI SARI ................................................................................................ vi

ABSTRACT .............................................................................................. vii

KATA PENGANTAR ............................................................................... xii

DAFTAR ISI ............................................................................................ xiv

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xviii

DAFTAR TABEL .................................................................................... xix

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................ xx

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Pemilihan judul ....................................................... 1

B. Rumusan masalah ............................................................................ 2

C. Batasan Masalah.............................................................................. 2

D. Tujuan ............................................................................................. 2

E. Manfaat ........................................................................................... 3

F. Teknik Pengumpulan Data .............................................................. 3

xv

BAB II LANDASAN TEORI

A. Kopi ................................................................................................ 4

1. Kopi Arabika ....................................................................... 5

2. Kopi Liberika ...................................................................... 5

3. Kopi Chanepora (Robusta) .................................................. 5

4. Kopi Hibrida ........................................................................ 6

B. Langkah-langkah Pengolahan Kopi ................................................. 6

1. Sortase Gelondong ............................................................... 6

2. Pulping (pengupasan kulit buah) .......................................... 6

3. Pengeringan ......................................................................... 6

4. Hulling (pemecahan kulit tanduk) ........................................ 7

5. Penyangraia ......................................................................... 7

6. Penggilingan ........................................................................ 8

C. Kajian Tentanga Mesin Penyangrai dan Penggiling Biji Kopi .......... 9

1. Perubahan Sifat Biji Kopi .................................................... 10

2. Perubahan Sifat Kimia Biji Kopi .......................................... 11

D. Kriteria Pemilihan Bahan ................................................................ 12

E. Teori Dasar Perancangan ................................................................. 12

F. Elemen Mesin yang Digunakan ....................................................... 12

1. Poros ................................................................................... 13

2. Bantalan ............................................................................. 17

3. Puli ...................................................................................... 20

4. Sabuk................................................................................... 20

5. Rantai dan Sproket ............................................................... 22

BAB III PERANCANGAN

A. Informasi / Data Awal Perancangan ................................................ 24

B. Peranacangan Mesin ....................................................................... 24

1. Drum Sangrai ...................................................................... 24

2. Menentukan Daya Motor Penggerak Drum Sangrai ............. 26

xvi

3. Menentukan Daya Motor Penggerak yang Dilakukan untuk Proses

Penyangraian ...................................................................... 31

4. Daya Motor Penggerak Total Pada Proses Penyangraian ..... 32

5. Sproket dan Rantai .............................................................. 32

6. Poros .................................................................................. 34

7. Menentukan Daya Motor Penggiling ................................... 37

8. Kapasitas Penggiling ........................................................... 38

9. Sabuk dan Puli .................................................................... 39

10. Bantalan .............................................................................. 39

BAB 1V PEMBUATAN

A. Daftar Bagian yang Dibuat dan yang Dibeli Sudah Jadi .................. 42

B. Proses Pembuatan Masing-Masing Bagian yang Dibuat .................. 43

1. Rangka ............................................................................... 43

2. Drum Sangrai ...................................................................... 44

3. Poros .................................................................................. 45

C. Proses Perakitan ............................................................................. 46

D. Perhitungan Biaya .......................................................................... 49

1. Biaya Pembelian Material ................................................... 49

2. Biaya Pengerjaan ................................................................ 50

3. Gaji Pegawai atau Upah Tenaga Kerja ................................ 50

4. Biaya Total ......................................................................... 51

E. Hasil Percobaan .............................................................................. 52

BAB V PERAWATAN DAN PERBAIKAN

A. Perawatan ....................................................................................... 53

B. Perawatan Bagian-bagian Utama ................................................... 54

C. Perbaikan ....................................................................................... 55

xvii

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan ..................................................................................... 56

B. Saran .............................................................................................. 57

Daftar Pustaka ............................................................................................ 58

Lampiran ....................................................................................................

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Pemilihan judul

Kopi merupakan sebuah komoditas perkebunan andalan di Indonesia.

Dan Indonesia merupakan salah satu negara penghasil kopi terbesar di

dunia. Salah satu kopi yang dihasilkan adalah robusta dengan karateristik

biji kopi berbentuk bulat. Jumlah biji per kilogram adalah 2300 – 4000,

tumbuh di perkebunan dengan ketinggian 400 – 700 m dari permukaan

laut dengan suhu 24 – 30 derajat celcius. Biji kopi yang mentah berwarna

hijau dan pada saat matang akan berubah menjadi merah. Periode

kematangan buah kopi dari putik bunga berkisar 9 – 10 bulan.

(http://madrecoffee.com/klasifikasi-tanaman-kopi-robusta)

Untuk menghasilkan kopi yang baik maka harus dilakukan

pengolahan yang baik pula. Petani kopi masih mengalami kendala dalam

pengolahannya. Kendala yang dihadapi petani dalam menyangrai dan

menggiling biji kopi adalah waktu dan energi yang dibutuhkan masih

terlalu besar.

Berdasarkan survei yang telah dilakukan oleh penulis di Sidikalang

Kabupaten Dairi, masih menggunakan kuali sebagai wadah dan kayu

bakar sebagai pemanas kopi. Oleh karena itu maka penulis mencoba

membuat terobosan baru tentang mesin penyangrai dan penggiling biji

kopi yang nantinya diharapkan dapat mempercepat dan mempermudah

proses menyangrai dan menggiling dengan harga ekonomis yang dapat

dijangkau petani .

1

xx

B. Rumusan masalah

Berdasarkan permasalahan yang masih dialami oleh para petani

kopi maka rumusan masalahnya adalah rancang bangun mesin penyangrai

dan penggiling biji kopi untuk membantu meringankan beban dan efisiensi

waktu bagi petani dalam menangani pekerjaan pasca panen.

C. Batasan Masalah

Dalam rancang bangun ini penulis membatasi batasan masalah

yang akan dibahas pembatasan masalah,untuk menghindari bahasan di luar

topik pembahasan, yaitu :

1. Perancangan mesin penyangrai dan penggiling biji kopi

kapasitas produksi maksimal 5 kg/proses.

2. Merancang sistem transmisi, daya motor pengerak, poros, dan

puli.

3. Membangun mesin Penyangrai dan Penggiling biji kopi.

4. Mesin yang di rancang mampu menyangrai dan menggiling biji

kopi dengan baik.

D. Tujuan

Adapun tujuan dibuat mesin penyangrai dan penggiling biji kopi ini adalah

:

1. Menambah ilmu pengetahuan, pengalaman, pengenalan dan

pengamatan dalam Rancang Bangun Mesin Penyangrai dan

Penggiling Biji Kopi.

2. Sebagai salah satu syarat kelulusan Diploma III di Politeknik

Negeri Medan.

3. Membantu dan mempermudah pekerjaan petani dalam proses

pengolahan kopi pasca panen.

2

xx

E. Manfaat

Adapun manfaat rancang bangun mesin penyangrai dan penggiling

biji kopi ini yaitu :

1. Meningkatkan efisiensi penyangrai dan penggiling biji kopi;

2. Mengurangi biaya dan waktu bila dibandingkan dengan cara

tradisional / manual.

3. Membantu program Pemerintah dalam meningkatkan

produktivitas Petani kopi.

F. Teknik Pengumpulan Data

Untuk memperoleh data guna penyusunan laporan ini, metode

yang penulis lakukan antara lain adalah :

1. Mengadakan studi literatur di perpustakaan.

2. Mencari hal – hal yang berhubungan dengan perancangan

mesin di internet.

3. Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing dan pihak –

pihak yang memahami tentang perancangan mesin.

4. Melakukan survei dengan melihat dan mengamati mesin –

mesin yang sudah ada.

3