7/29/2019 Isi Tugas akhir
1/55
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar BelakangSulitnya mencari lapangan pekerjaan memaksa kita untuk berwirausaha
sendiri. Usaha yang dilakukan juga harus menghasilkan produk yang dapat
diterima dan dikonsumsi oleh banyak orang, salah satunya usaha selai nanas.
Selai merupakan salah satu bahan makanan yang biasa dikombinasikan
dengan roti dan kue untuk menambah citra rasa dan kelezatan dari makanan
tersebut. Dengan variasi rasa, warna dan aromanya yang alami, selai menarik
perhatian para konsumen untuk membeli dan mengkonsumsinya.
Variasi selai yang biasa dijual dan dikonsumsi adalah selai kacang, selai
coklat, selai strauberi, selai nanas, selai srikaya, selai durian dan lain-lain. Namun
yang lebih sering dibuat dalam rumah tangga adalah selai nanas, selain proses
pembuatannya yang tergolong mudah, buah nanas juga dapat dibeli dengan harga
relatif murah dan jumlah yang banyak serta mudah untuk diperoleh mengingat
negara kita ini memiliki tanah yang subur dan cocok untuk menanam buah nanas.
Mesin pengaduk dan pemasak selai nanas kapasitas 10 kg/proses merupakan
mesin yang dirancang dan dibangun dengan prinsip untuk mengefisienkan dan
menghemat waktu serta tenaga dalam memproduksi selai nanas.
B. Batasan MasalahBerdasarkan latar belakang di atas maka masalah-masalah yang akan dibahas
adalah:
1. Merancang bentuk dan ukuran mesin;
2. Menggambar setiap bagian mesin;
3. Perhitungan komponen yang digunakan untuk membuat mesin pengaduk
dan pemasak selai nanas kapasitas 10kg/proses;
4. Memperhitungkan biaya untuk merancang mesin pengaduk dan pemasak
selai nanas kapasitas 10kg/proses;
5. Cara pengoperasian dan perawatan serta perbaikan mesin pengaduk dan
pemasak selai nanas kapasitas 10kg/proses.
7/29/2019 Isi Tugas akhir
2/55
2
C. TujuanAdapun tujuan dari rancang bangun ini adalah sebagai berikut:
1. Mahasiswa dapat membuat dan membaca gambar mesin;
2. Mahasiswa mampu merancang mesin;
3. Mahasiswa mampu menciptakan mesin yang berguna dan berkualitas;
4. Secara akademis, laporan ini bertujuan untuk memenuhi persyaratan
menyelesaikan program studi Diploma III jurusan Teknik Mesin
Politeknik Negeri Medan.
D. Manfaat Hasil Rancang BangunRancang bangun ini diharapkan dapat bermanfaat bagi para pengusaha selai,
yakni:
1. Menghemat dan mengefisienkan tenaga serta waktu produksi;
2. Meningkatkan jumlah produksi;
3. Menambah lapangan pekerjaan.
E. Teknik Pengumpulan DataTeknik pengumpulan data yang digunakan penulis dalam penyusunan tugas
akhir ini adalah:
1. Konsultasi dengan orang yang memahami tentang konstruksi mesin;
2. Konsultasi dengan Dosen Pembimbing;
3. Mencari hal-hal yang berhubungan dengan rancang bangun mesin dari
media internet dan studi literatur di perpustakaan.
7/29/2019 Isi Tugas akhir
3/55
3
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Spesifikasi Bahan yang akan Diolah1. Buah Nanas
Daerah propinsi Lampung merupakan daerah penanaman buah nanas
yang paling luas dan paling banyak pabrik pengolahannya di Indonesia.
Buah nanas memiliki citra rasa asam dan manis atau bisa dibilang asam
manis. Nanas (Ananas sativus) adalah jenis tumbuhan tropis dengan
jumlah daunnya yang panjang kurang lebih 30 helai, ujungnya tajam dan
tersusun dalam bentuk roset mengelilingi batang yang tebal. Buah nanas
berasal dari Brazil, Bolivia, dan Paraguay (Wikipedia Indonesia, 2010).
Buah nanas sangat baik bila ditanam di daerah berketinggian 800-
1200 di atas permukaan air laut dan mengalami pertumbuhan optimum di
ketinggian 100 m - 700 m di atas permukaan air laut. Suhu yang sesuai
untuk budidaya tanaman nanas adalah berkisar 22 - 32 tapi juga dapathidup di kebun bersuhu 10. Luas panen nanas di Indonesia berkisar165.690 hektar atau 25,24% dari panen buah-buahan nasional 657.000
hektar (Cara Budidaya Buah Nanas http://budidaya-
petani.blogspot.com/2013/03/nanas.html, akses 31 Agustus 2013 ).
Nanas merupakan salah satu jenis buah-buahan yang banyak
dihasilkan di Indonesia dan menurut data statistik, produksi nanas di
Indonesia untuk tahun 2009 adalah sebesar 1.558.196 ton (Badan Pusat
Statistik Indonesia, 2009).
Nanas memiliki bagian-bagian yang bersifat buangan seperti daun,
kulit luar, mata dan hati (bonggol). Kulit adalah bagian terluar dengan
permukaan yang tidak rata dan banyak terdapat duri kecilnya. Mata
memiliki bentuk yang agak rata dan banyak lubang-lubang menyerupai
mata. Bonggol yang merupakan bagian buangan yang terakhir adalah
bagian tengah dari buah nanas, bentuknya sepanjang nanas, teksturnya
agak keras dan rasanya agak manis.
http://budidaya-petani.blogspot.com/2013/03/nanas.htmlhttp://budidaya-petani.blogspot.com/2013/03/nanas.htmlhttp://budidaya-petani.blogspot.com/2013/03/nanas.htmlhttp://budidaya-petani.blogspot.com/2013/03/nanas.html7/29/2019 Isi Tugas akhir
4/55
4
a. Klasifikasi Buah NanasKingdom : Plantae
Divisio : Spermathophyta
Kelas : Angiospermae
Ordo : Bromeliales
Famili : Bromiliaceae
Genus : Ananas
Species : Ananas sativus
(Wikipedia Indonesia, 2010)
Gambar 2.1 Buah Nanas yang Segar
b. Jenis-jenis Buah NanasBerdasarkan bentuk daun dan buah, nanas terbagi atas 4 (empat), yaitu:
1) Memiliki daun yang halus, ada yang berduri dan ada yang tak
berduri, ukuran besar dan silindris, mata buah agak datar, berwarna
hijau kekuning-kuningan, dan rasanya agak masam. Nanas ini
disebut cayenne;
7/29/2019 Isi Tugas akhir
5/55
5
Gambar 2.2 Nanas cayenne
2) Daun pendek, berduri tajam, buah berbentuk lonjong mirip kerucut
sampai silindris, mata buah menonjol, berwarna kuning kemerah-
merahan dan rasanya manis. Nanas ini disebut queen;
Gambar 2.3 Nanas queen
3) Daun panjang kecil, berduri halus sampai kasar, buah bulat dengan
mata datar. Nanas ini disebutspanyol;
7/29/2019 Isi Tugas akhir
6/55
6
Gambar 2.4 Nanas spanyol
4) Daun panjang berduri kasar, buah silindris atau seperti piramida.
Nanas ini disebut abacaxi.
Gambar 2.5 Nanas abacaxi
Varietas nanas yang banyak ditanam di Indonesia adalah jenis cayenne
dan queen (Santoso,H.B,2010).
c. Kandugan Gizi Buah NanasMenurut Wirakusumah (2000) kandungan gizi dalam 100 gram
buah nanas adalah sebagai berikut:
7/29/2019 Isi Tugas akhir
7/55
7
Tabel 2.1. Kandungan Gizi Buah Nanas
d. Manfaat Buah NanasManfaat yang terdapat pada buah nanas adalah:
1) Mengandung vitamin A dan C sebagai zat antioksidan;
2) Mengandung kalsium, fosfor, magnesium, besi, natrium, kalium,
dekstrosa, sukrosa, dan enzim bromelain. Bromelain berkhasiat
sebagai antiradang;
3) Membantu melunakkan makanan di lambung;
4) Menghambat pertumbuhan sel kanker;
5) Kandungan seratnya dapat mempermudah buang air besar pada
penderita sembelit.
Ada juga beberapa khasiat buah nanas yang telah masak:
1) Mengurangi keluarnya asam lambung yang berlebihan;
2) Membantu pencernaan makanan di lambung;
3) Anti radang;
4) Peluruh kencing (diuretic);
No. Unsur Gizi Jumlah
1. Kalori (kal) 50,00
2. Protein ( g ) 0,40
3. Lemak ( g ) 0,20
4. Karbohidrat (g) 13,00
5. Kalsium (mg) 19,00
6. Fosfor (mg) 9,00
7. Serat (g) 0,40
8. Besi (g) 0,20
9. Vitamin A (IU) 20,00
10. Unsur Gizi 0,08
11. Kalori (kal) 0,04
12. Protein ( g ) 20,00
13. Lemak ( g ) 0,20
7/29/2019 Isi Tugas akhir
8/55
8
5) Membersihkan jaringan kulit yang mati;
6) Menghambat penggumpalan trombosit.
Ada juga beberapa efek samping dari buah nanas:
1) Nanas berpotensi sebagai abortivum (obat menggugurkan
kandungan), perempuan hamil dilarang mengkonsumsi nanas
muda;
2) Memicu rematik;
3) Meningkatkan gula darah,;
4) Menimbulkan rasa gatal.
2. Selai NanasSelai atau selei (bahasa Inggris:Jam, dan bahasa Perancis: Confiture),
adalah jenis makanan berupa sari buah atau buah-buahan yang sudah
dihancurkan, ditambah gula dan dimasak hingga kental atau berbentuk
setengah padat.
Selai sering digunakan sebagai isi dari roti tawar, kue-kue, atau
pemanis minuman padayogurtdan es krim. Ada dua jenis selai, yaitu:
a. Preserve/conserves adalah selai yang di dalamnya ada potongan-
potongan buah dalam berbagai ukuran;
b. Citrus/marmalade adalah selai yang terbuat dari sari buah dan
kulit buah.
Pektin yang dikandung buah-buahan atau sari buah bereaksi dengan
gula dan asam membuat selai menjadi kental. Buah-buahan dengan kadar
pektin atau keasaman yang rendah perlu ditambahkan pektin atau asam
agar selai bisa menjadi kental.
Buah-buahan yang dijadikan selai biasanya buah yang sudah masak,
tapi tidak terlalu matang dan mempunyai rasa sedikit masam. Selai juga
bisa dibuat dari sayur-sayuran seperti wortel dan seledri. Di Indonesia,
sebagian besar selai dibuat dari buah-buahan tropis seperti: nanas, lobi-
lobi, srikaya, jambu biji, pala, dan ceremai (Wikipedia Indonesia, 2013).
http://id.wikipedia.org/wiki/Pektinhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Masam&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Nanashttp://id.wikipedia.org/wiki/Lobi-lobihttp://id.wikipedia.org/wiki/Lobi-lobihttp://id.wikipedia.org/wiki/Srikayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Jambu_bijihttp://id.wikipedia.org/wiki/Palahttp://id.wikipedia.org/wiki/Ceremaihttp://id.wikipedia.org/wiki/Ceremaihttp://id.wikipedia.org/wiki/Palahttp://id.wikipedia.org/wiki/Jambu_bijihttp://id.wikipedia.org/wiki/Srikayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Lobi-lobihttp://id.wikipedia.org/wiki/Lobi-lobihttp://id.wikipedia.org/wiki/Nanashttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Masam&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Pektin7/29/2019 Isi Tugas akhir
9/55
9
Selai nanas adalah selai yang dibuat dari buah nanas (dagingnya) yang
telah dihancurkan dan gula serta air dilarutkan di dalamnya kemudian
dimasak hingga kental.
a. Karateristik Sifat Fisik dan Kimia Selai Nanas1) Kerapatan
Kerapatan didefinisikan sebagai massa per unit volum, dapat
dinyatakan dengan persamaan :
=
dengan m adalah massa dan v adalah volum. Satuan standar
internasional kerapatan adalah kg.m-3. Kerapatan bervariasi sesuai
dengan konsentrasi larutan. Pada umumnya bahan seperti gula dan
garam menyebabkan kenaikan kerapatan tetapi kadang-kadang
kerapatan juga dapat turun jika dalam larutan terdapat lemak atau
alkohol (Gaman, 1992 ).
Tabel 2.2. Daftar Nilai Kerapatan gr/cm3
Selai Nenas
A1KERAPATAN (gr/cm3)
B1 B2 B3 B4 B5
A21,3329 1,3164 1,3095 1,3009 1,2625
1,3329 1,3158 1,3098 1,3006 1,2662
A31,3532 1,3429 1,3429 1,3133 1,3135
1,3531 1,3135 1,3135 1,3135 1,3133
A41,3773 1,3643 1,3601 1,3601 1,3259
1,3774 1 1,3640 1,3602 1,3468 1,3258
A51,3944 1 1,3747 1,3747 1,3687 1,3386
1,3954 1,3797 1,3743 1,3687 1,3298
A61,4017 1,3992 1,3933 1,3717 1,3429
1,4017 1,3983 1,3941 1,3719 1,3429
7/29/2019 Isi Tugas akhir
10/55
10
Komposisi Selai Nenas
A1 = 250 g buah nenas + 60 g gula pasir.
A2 = 250 g buah nenas + 60 g gula pasir + 2 g nenas + 0,20 g natrium benzoat.
A3 = 250 g buah nenas + 60 g gula pasir + 2 g asam sitrat + 0,40 g natrium
benzoat.
A4 = 250 g buah nenas + 60 g gula pasir + 4 g asam sitrat + 0,20 g natrium
benzoat.
A5 = 250 g buah nenas + 60 g gula pasir + 4 g asam sitrat + 0,40 g natrium
benzoat.
(sumber.Bogor Agricurtural University.)
2) Kekentalan
Kekentalan merupakan pengukuran daya tahan suatu aliran
fluida. Dalam cairan kekentalan disebabkan oleh gaya kohesif antar
molekul. Produk pangan dikatakan kental bila viskositasnya tinggi
dan bila viskositasnya rendah maka dikatakan encer. Dalam gas,
berasal dari tumbukan-tumbukan diantara molekul-molekul
tersebut (Giancoli, 2001).
Kekentalan fluida sangat dipengaruhi oleh suhu, jika suhu
naik kekentalan gas bertambah dan kekentalan cairan berkurang.
Perubahan kekentalan dapat digunakan sebagai petunjuk adanya
kerusakan, penyimpanan pangan, atau penurunan mutu pangan.
Table 2.3.Daftar Nilai Kekentalan Buah Nenas
B1 B2 B3 B4 B5
A1 2,8666 2,7405 2,7198 2,6958 2,6055
2,8833 2,7933 2,7158 2,6810 2,6053
A2 2,9104 2,8879 2,8093 2,7980 2,7651
2,9082 2,8870 2,8373 2,8009 2,7944
A3 2,9965 2,9584 2,9147 2,8715 2,8552
7/29/2019 Isi Tugas akhir
11/55
11
2,9961 2,9450 2,9149 2,8818 2,4838
A4 3,1224 3,1111 3,0752 3,0353 2,9328
3,1247 3 3,1125 3,0344 3,0697 2,9003
A5 3,2086 3,1909 3,1455 3,1009 3,0011
3,2089 3,1875 3,1477 3,1016 3,0222
Komposisi Selai Nenas
A1 = 250 g buah nenas + 60 g gula pasir.
A2 = 250 g buah nenas + 60 g gula pasir + 2 g nenas + 0,20 g natrium benzoat.
A3 = 250 g buah nenas + 60 g gula pasir + 2 g asam sitrat + 0,40 g natrium
benzoat.
A4 = 250 g buah nenas + 60 g gula pasir + 4 g asam sitrat + 0,20 g natrium
benzoat.
A5 = 250 g buah nenas + 60 g gula pasir + 4 g asam sitrat + 0,40 g natrium
benzoat.
(sumber.Bogor Agricurtural University.)
3) Total Padatan Terlarut
Padatan adalah bahan yang masih tetap tinggal sebagai sisa
selama penguapan dan pemanasan terjadi pada suhu berkisar
103-105 (Saeni, 1989).Analisa total padatan terlarut adalah mengukur jumlah zat
padat yang larut dalam air. Penyusun utama zat padat terlarut
dalam air alami adalah bikarbonat, kalsium, sulfat, hidrogen, silika,
klorin, magnesium, sodium, potasium, nitrogen, dan fosfor. Jumlah
zat padat terlarut berbeda dengan konduktivitas listrik larutan. Pada
jumlah zat padat terlarut, yang diukur adalah jumlah ion dalam air,
sedangkan dalam konduktivitas listrik yang diukur adalah
kemampuan ion-ion tersebut dalam menghantarkan listrik
(Widyasari, 2002).Pengukuran total padatan terlarut menggunakan
alat refraktometer. Adapun kadar padatan terlarut pada selai nenas
ialah (%) 65,5 0,00b (sesuai padatan terlarut SNI).
7/29/2019 Isi Tugas akhir
12/55
12
(sumber.Bogor Agricurtural University.)
b. Pembuatan Selai Nanas1) Bahan
a) Buah nenas 1 kg
b) Gula pasir kg
c) Asam sitrat atau sari buah nipis secukupnya
d) Jeli bubuk 1 bungkus
e) Garam dapur secukupnya
f) Panili
g) Air
2) Alat
a) Pisau
b) Baskom
c) Parutan kasar atau blender
d) Mesin pengaduk dan pemasak selai
3) Prosedur Pembuatan
a) Kupas buah nenas lalu sayat dan buang mata buahnya;
b) Cuci buah nenas dengan air hingga bersih;
c) Potong buah nenas menjadi beberapa bagian;
d) Parut buah nenas (apabila menggunakan blender usahakan
tekstur nenas agar tidak terlalu halus);
e) Masukkan parutan buah nenas ke dalam mesin pengaduk dan
pemasak;
f) Nyalakan mesin kemudian tambahkan gula pasir secara
bertahap;
g) Tambahkan air secukupnya;
h) Tambahkan garam dan vanili secukupnya;
i) Masak sampai matang dan mengental;
7/29/2019 Isi Tugas akhir
13/55
13
j) Setelah itu matikan mesin dan bersih-bersih.
Catatan :
a) Penambahan gula tidak boleh terlalu banyak atau sedikit karena
bisa merubah kekentalan selai;
b) Pemanasan harus diperhatikan, jangan sampai terlalu kental atau
kurang kental. Terlalu kental mengakibatkan sari buah banyak
yang menguap sedangkan kurang kental mengakibatkan
pembentukan selai kurang sempurna.
c. Kuantitas Produksi Selai Nanas di IndonesiaNanas merupakan salah satu jenis buah-buahan yang banyak
dihasilkan di Indonesia dan menurut data statistik, produksi nanas di
Indonesia untuk tahun 2009 adalah sebesar 1.558.196 ton (Badan
Pusat Statistik Indonesia, 2009).
d. Pemasaran Selai NanasPT Great Giant Pineapple (GGPC) merupakan perkebunan nanas
dan pabrik pengalengan nanas terbesar di Indonesia. Dan merupakanterbesar ketiga di dunia. Perusahaan ini tidak memasarkan produknyadidalam negeri, semua produk yang dihasilkan diekspor ke luarnegeri. Kapasitas produksinya memenuhi 15 % kebutuhan nanasdunia. Permintaan produk datang dari berbagai negara anatara lainGermany, Perancis, Italia, Jordania, Japan dan lain-lain.
Perusahaan berskala internasional ini telah banyak mendapatkanpengakuan lewat berbagai macam penghargaan-penghargaan yangdianugerahkan. Luas area perusahaan ini mencapai 55 ribu hektar.Secara professional dan dengan manajemen yang baik perusahaan inimampu menyediakan stok nanas sepanjang tahun.
Pihak perusahaan menjual roduk nenas kaleng GGPC diekspor ke50 negara, dan setiap tahun jumlah negara pengimpor cenderungbertambah. Sekitar 40 persen dari realisasi ekspor diserap di Eropa,antara lain ke Jerman, Belanda, Belgia, Inggris, Spanyol, Norwegia,Italia, Perancis, dan Portugal. Sebanyak 40 persen lagi diimpor olehnegara-negara di Amerika, seperti Amerika Serikat, Mexico,Argentina, Brasil, Puertorico, dan Cile. Sisanya, sekitar 20 persendiserap negara-negara Timur Tengah dan Asia Pasifik (termasukAustralia dan Selandia Baru).
Perusahaan PT.Graet Giant Pineapple merupakan salah satuperusahaan eksportir terbesar ketiga di dunia. Dimana semua produk
yang dihasilkan terutama produk nenas kaleng di ekspor keluar negeri.
7/29/2019 Isi Tugas akhir
14/55
14
Dimana produk yang dihasilkan oleh perusahaan tersebut di jual ataudibeli dalam dolar (mata uang asing). Harga yang ditawarkan
perusahaan yaitu sekitar 15$-$20 per kaleng atau sekitarRp.200.000,00 rupiah per kaleng.
(Manajemen Agribisnis, http://indonesia-dasar-
negara.blogspot.com/2013/05/manajemen-pemasaran -
agribisnis.html, akses 31 Agustus 2013).
B. Alasan Estimasi PerancanganBerdasar pada manfaat hasil rancang bangun pada bab I, maka alasan-alasan
estimasi perancangan untuk membuat mesin pemasak dan pengaduk selai nanas
kapasitas 10kg/proses adalah:
1. TeknisHal ini menyangkut bagian konstruksi dan materialnya, yaitu:
a. Rangka mesin haruslah kokoh dan kuat untuk menahan komponen-
komponen mesin dan untuk menahan getaran-getaran yang mesin saat
dioperasikan;
b. Rangka tidak menyulitkan pemakai ketika akan dibersihkan atau
dirawat;c. Konstruksinya haruslah sesuai dengan kemampuan mesin untuk
memutar poros pengaduk agar tenaga yang dihasilkan oleh mesin
secara optimal tersalur ke poros pengaduk;
d. Konstruksi mesin juga harus dirancang agar pengguna lebih mudah
menggunakannya.
2. Secara Ekonomisa. Biaya untuk membuat mesin haruslah seefisien mungkin, dalam arti
semuanya harus standar dengan mesin yang ingin dibuat;
b. Biaya operasional dan perawatannya harus seminimal mungkin walau
biaya operasional sebenarnya bergantung pada kekuatan motor yang
digunakan.
3. Secara Lingkungana. Rancangan mesin haruslah dibuat agar tidak terlalu memakan tempat;
http://indonesia-dasar-negara.blogspot.com/2013/05/manajemen-pemasaran%20-%20agribisnis.htmlhttp://indonesia-dasar-negara.blogspot.com/2013/05/manajemen-pemasaran%20-%20agribisnis.htmlhttp://indonesia-dasar-negara.blogspot.com/2013/05/manajemen-pemasaran%20-%20agribisnis.htmlhttp://indonesia-dasar-negara.blogspot.com/2013/05/manajemen-pemasaran%20-%20agribisnis.htmlhttp://indonesia-dasar-negara.blogspot.com/2013/05/manajemen-pemasaran%20-%20agribisnis.htmlhttp://indonesia-dasar-negara.blogspot.com/2013/05/manajemen-pemasaran%20-%20agribisnis.html7/29/2019 Isi Tugas akhir
15/55
15
b. Bisa dipindah-pindah;
c. Getaran dan suara mesin agar tidak terlalu kuat.
4. Keselamatan KerjaDirancang agar pengguna mesin terhindar dari kecelakaan.
5. EstetikaMesin juga dirancang agar pengguna tertarik untuk melihat dan
menggunakannya, baik dari segi bentuk dan juga warna. Ini merupakan hal
yang sepele namun sangat menentukan karena dibandingkan dengan nilai
ekonomis, orang justru lebih banyak tertarik karena melihat suatu barang
itu tampak cantik, rapi, bersih dan juga terlihat mengkilap.
C. Ketentuan PerancanganBerdasarkan alasan-alasan di atas maka ketentuan perancangan dapat
diuraikan menjadi beberapa ketentuan bergantung pada:
1. Konstruksia. Rangka mesin harus dapat menahan beban dan juga getaran mesin
pada saat dioperasikan;
b. Perawatan mesin harus dapat dilakukan pada konstruksi mesin tanpa
harus membongkar mesin secara keseluruhan;
c. Rangka dibuat agak ringan namun kokoh agar mudah dipindah-pindah.
2. Ekonomisa. Biaya yang dibutuhkan dalam proses pembuatan mesin harus relatif
murah dan terjangkau;
b. Perawatan mesin dapat dilakukan dengan mudah dan tidak
memerlukan biaya mahal;
c. Mesin berumur panjang baik dari segi komponennya dan juga rangka
konstruksinya.
7/29/2019 Isi Tugas akhir
16/55
16
3. Fungsia. Tidak lagi menggunakan tenaga manusia sebagai tenaga penggerak
utama;
b. Mesin harus memiliki fungsi lain selain fungsi utama sebagai
pengaduk dan pemasak selai berbahan nenas, namun juga dapat
difungsikan untuk bahan-bahan lain.
4. Pengoperasiana. Proses pengoperasian mesin cukup mudah tanpa pengaturan-
pengaturan yang sulit untuk dipahami oleh operator;
b.
Mesin ini tidak menuntut latar belakang pendidikan yang tinggi dankeahlian khusus untuk dapat mengoperasikannya.
5. KeamananKomponen mesin yang berpotensi terhadap kecelakaan kerja harus
sangat minim dan harus memiliki pelindung agar operator dapat terhindar
dari kecelakaan kerja.
D. Prinsip Kerja Mesin Pengaduk dan Pemasak Selai1. Proses Kerja Mesin
Mesin pemasak dan pengaduk selai kapasitas 10 kg ini merupakan
mesin yang dirancang untuk membuat/memproduksi selai nanas
berkualitas dengan kapasitas olah 10 kg/proses yang akan membantu para
pengusaha selai dan juga orang yang ingin memproduksi selai nanas dan
juga jenis selai lainnya.
Pada prinsipnya, kerja dari mesin ini sama dengan yang manual yaitu
gerakan mengaduk. Mesin ini digerakkan dengan menggunakan motor
listrik yang akan menghasilkan daya berputar yang kemudian diteruskan
oleh pulley ke dalam reducer. Dari reducer, putaran motor listrik yang
kencang akan dirubah menjadi lambat dengan perbandingan tertentu sesuai
dengan gerakan untuk mengaduk 10 kg racikan parutan nanas yang akan
7/29/2019 Isi Tugas akhir
17/55
17
dibuat menjadi selai dan api kompor gas yang konsisten akan memasaknya
hingga matang.
Gerakan poros pengaduk dan api kompor gas yang konsisten akan
menggantikan waktu dan tenaga yang boros ketika mengolah selai secara
manual. Dan selai yang diproduksi juga jauh lebih baik daripada yang
diolah dengan cara manual.
2. Komponen Utama Mesina. Poros Pengaduk
Poros berfungsi sebagai penerus putaran dan tenagayang berasaldari motor listrik. Poros pada mesin ini digunakan untuk memutarkan
cakar pengaduk yang terpasang pada poros ini sendiri.
Gambar 2.6. Poros Pengaduk
b. Dandang StainlessDandang stainless ini berfungsi sebagai wadah untuk mengaduk
dan memasak selai nanas.
7/29/2019 Isi Tugas akhir
18/55
18
Gambar 2.7. Dandang Stainless
c. Kompor LPGKompor berfungsi sebagai sumber kalor yang digunakan untuk
memasak bahan baku yang ada di dalam dandang stainless. Mesin ini
ini menggunakan kompor berbahan bakar LPG dikarenakan lebih
efisien dan panas yang dihasilkan relatif lebih stabil dan merata.
Gambar 2.8. Kompor LPG
d. Selang Regulator LPGSelang LPG dan kepala regulator berfungsi untuk menghantarkan
uap gas yang berasal dari tabung gas ke kompor gas.
7/29/2019 Isi Tugas akhir
19/55
19
Gambar 2.9. Selang Regulator
3. Komponen Pendukung Mesina. Motor Listrik
Motor listrik adalah sumber tenaga penggerak awal dari rancang
bangun mesin pengaduk dan pemasak selai ini.
Gambar 2.10. Motor Listrik
b. ReducerPada mesin ini, reducer memiliki fungsi ganda yakni sebagai
pengubah kecepatan putar motor listrik yang diteruskan oleh pulley
terhadap poros penggerak. Fungsi berikutnya ialah pengubah arah
sumbu poros putar dari vertikal ke horizontal atau sebaliknya,
7/29/2019 Isi Tugas akhir
20/55
20
kemudian reducer speed juga memiliki fungsi sebagai pengubah
kecepatan putar dari poros primer ke poros sekunder.
Gambar 2.11. Reducer
c. PulleyPulley berfungsi untuk memindahkan daya dan putaran yang
dihasilkan dari motor listrik yang diteruskan lagi kepulley selanjutnya.
Pulley terbuat dari bahan baja cor yang berguna untuk menahan
getaran dan mampu menahan panas.
Gambar 2.12. Pulley
d. SabukPada mesin ini sabuk digunakan untuk mentransmisikan daya dari
pulley penggerak yang akan bergerak ke pulley yang digerakkan
sehingga memutar poros.
7/29/2019 Isi Tugas akhir
21/55
21
Gambar 2.13. Sabuk
e. Baut dan Mur serta RingBaut dan mur serta ring berfungsi sebagai pengikat komponen-
komponen mesin satu dengan yang lainnya.
Gambar 2.14. Baut, Mur dan Ring
f. Rangka MesinKerangka mesin berfungsi untuk menumpu atau pendukung
komponen-komponen mesin yang lain. Oleh karena itu hal ini sangat
penting untuk diperhatikan.
E. Teori Dasar Perancangan dan Rumusan yang DiperlukanElemen mesin merupakan bagian yang tidak dapat ditinggalkan dalam
merencanakan sebuah mesin. Elemen mesin yang digunakan pada mesin
Pemasak dan Pengaduk Selai Nanas Kapasitas 10kg/proses ini adalah:
1. Putaran MesinPutaran mesin yang diinginkan haruslah lambat karena mengaduk
selai haruslah lambat. Maka putaran motor listrik yang tadinya terlalu
7/29/2019 Isi Tugas akhir
22/55
22
besar yaitu 1440 rpm akan diubah menjadi kecil menggunakan reducer
dengan perbandingan 1: 60.
d1 . n1 = d2 . n2.......... Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar
Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga, 1991),hal.166.
n2 =2
11 d.
d
n
Dimana:
d1 = diameterpulley pada motor [mm]
d2 = diameterpulley pada poros roda gigi [mm]
n1 = putaranpulley pada motor [rpm]n2 = putaranpulley yang digerakkan [rpm]
2. Daya Motor ListrikMotor listrik merupakan sumber utama sebagai tenaga untuk
mensuplai daya ke poros dengan menggunakanpulley, daya dari motor ini
juga digunakan untuk memutar poros pengaduk.
a. Perhitungan Daya Tanpa BebanPerhitungan daya tanpa beban diperoleh dari perhitungan seluruh
komponen yang bergerak sebelum dikenakan beban. Dari seluruh
komponen yang berotasi diperoleh momen inersia ( I ) untuk poros
pejal.
I = m.r
2 I = m.d
2. Meriam, JL dan Kraige,
Mekanika Teknik Statika (Jakarta: Erlangga, 2000), hal.404.
m =.V ( kg )
Untuk silinder V =
. d2. l
Maka,
I = ..
. d2 . l . d2
I =
. p. . d4
.l
7/29/2019 Isi Tugas akhir
23/55
23
Keterangan :
I = Momen inersia Kg. m2
d = diameter m
m = massa Kg
= massa jenis material Kg/ m3
L = Panjang Material m ]
Torsi yang panjang pada suatu benda dengan momen
inersia I akan menyebabkan timbulnya percepatan sudut
sebesar ( rad/ s2
) sesuai dengan rumus :
= I.
Daya P watt yang dibutuhkan suatu benda dalam gerakan
melingkar dapat dihitung berdasarkan rumus :
P = T .
Dimana :
P = daya motor watt
= kecepatan sudut benda yang berputar rad/ s
=
b. Perhitungan Daya Dengan BebanTransmisi daya dibutuhkan akibat adanya beban terutama gesekan
yang menimbulkan gaya tangensial Ft pada benda adalah :
Ft = . Fn
Dimana :
= koefisien gesek
Fn= gaya normal N
7/29/2019 Isi Tugas akhir
24/55
24
Gaya tangensial dalam memutar atau dikenai beban terhadap titik
pusat tertentu akan menimbulkan momen gaya yang disebut juga
dengan torsi,
= F.
L. Meriam, JL dan Kraige, Mekanika Teknik Statika ,(Jakarta: Erlangga, 2000), hal.25.
Dimana :
F = Ft = gaya tangensial
L= jarak tegak lurus antara gaya dengan titik pusat (m )
Daya P watt yang dibutuhkan suatu benda dalam gerakan
melingkar dapat dihitung berdasarkan rumus:
P = T.
Dimana :
P = daya motor watt
= kecepatan sudut benda yang berputar rad/s = rad/s
Daya rencana
Pd = fc PDimana :
Pd = daya rencana watt
Fc = faktor koreksi
3. Pulleydan Sabuk (Lihat gambar 2.12 dan 2.13)a. Pulley
Perbandingan putaran pulley penggerak dan pulley yang
digerakkan dapat ditentukan dengan rumus berikut:
dp
Dp
n
n
2
1 .......... Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar
Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga,1991), hal.166.
Dimana:
7/29/2019 Isi Tugas akhir
25/55
25
n1 = putaranpulley motor [rpm]
n2 = putaranpulley yang digerakkan [rpm]
dp = diameterpulley pada motor [mm]
Dp = diameterpulley yang digerakkan [mm]
b. Sabuk1) Jarak Sumbu Poros
Jarak sumbu poros dapat ditentukan dengan rumus berikut ini:
8
)(8 22 dpDpbbC
.......... Sulasro dan Suga, Kiyokatsa,
Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta:Erlangga, 1991), hal.170.
Dimana:
C = jarak sumbu poros antarpulley [mm]
Dp = diameterpulley yang digerakkan [mm]
dp = diameterpulley penggerak [mm]
b = 2.L3,14 (Dp + dp) [mm]
atau
C = (1,5 2) Dp. Sulasro dan Suga, Kiyokatsa,DasarPerencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga,1991), hal.166.
Gambar 2.15. Ukuran Penampang Sabuk
7/29/2019 Isi Tugas akhir
26/55
26
Gambar 2.16. Macam Sabuk
2) Sudut KontakBesar sudut kontak antara sabuk dengan puli dapat ditentukan
dengan rumus berikut:
C
dpDp )(571800
. Sulasro dan Suga, Kiyokatsa,
Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta:Erlangga, 1991),hal.173.
Dimana:
= sudut kontak sabuk denganpulleypenggerak
Dp = diameterpulley yang digerakkan [mm]
dp = diameterpulley penggerak [mm]
C = jarak sumbu kedua poros [mm]
3) Panjang Keliling Sabuk
Panjang keliling sabuk dapat ditentukan dengan rumus berikut ini:
2)(41)(
2.2 dpDp
CdpDpCL .......... Sulasro dan
Suga, Kiyokatsa, Dasar Perencanaan dan Pemilihan ElemenMesin (Jakarta: Erlangga, 1991), hal.170.
Dimana:
L = panjang keliling sabuk [mm]
C = jarak sumbu poros antarapulley [mm]
Dp = diameterpulley yang digerakkan [mm]
p = diameterpulley penggerak [mm]
7/29/2019 Isi Tugas akhir
27/55
27
4) Kecepatan Linier Sabuk
Kecepatan linier sabuk dapat ditentukan dengan rumus berikut ini:
1000.60
.. nd
V
p
......... Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, DasarPerencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga,1991), hal.166.
Dimana:
V = kecepatan linier sabuk [m/s]
dp = diameterpulley penggerak [mm]
n1 = putaranpulley penggerak [rpm]
5) Tegangan Sabuk
Tegangan pada sabuk V dapat ditentukan dengan rumus
berikut ini:
c
T
T
cos
2
1
. Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar
Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga,1991), hal.277.
Dimana:
T1 = tegangan sabuk pada sisi kencang [N]T2 = tegangan sabuk pada sisi kendur [N] = koefisien gesek antara sabuk dengan puli 0,3 = sudut kontak [rad]
6) Daya yang Ditransmisikan
Daya yang ditransmisikan oleh sabuk dapat ditentukan dengan
rumus berikut ini:
P = (T1T2) V. Khurmi, R.S. Gupta, J.K, A Text Bookof Machine Deisign (New Dehli: Eurasia Publishing House(PUT) LTD, 1980), hal.624.
Dimana:
P = daya yang ditransmisikan [watt)
T1 = tegangan sisi kencang sabuk [N]
T2 = tegangan sisi kendor sabuk [N]
V = Kecepatan linier sabuk [m/s]
7/29/2019 Isi Tugas akhir
28/55
28
4. PorosPada perencanaan poros, perlu memperhatikan faktor-faktor berikut
ini:
a. Kekuatan PorosSuatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur
atau gabungan antara puntir dan lentur. Kelelahan, tumbukan atau
pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil (poros
bertangga) atau bila poros mempunyai alur pasak harus diperhatikan.
Sebuah poros harus direncanakan hingga cukup kuat untuk menahan
bebanbeban diatas.
b. Kekakuan porosMeskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup tetapi
jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan
getaran dan suara. Karena itu disamping kekuatan poros, kekakuannya
juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang
akan dilayani poros tersebut.
c. Putaran kritisBila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga
putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya.
Putaran ini disebut putaran kritis yang dapat mengakibatkan kerusakan
pada poros dan bagianbagiannya. Jika mungkin poros harus
direncanakan sedemikian rupa hingga putaran kerjanya lebih rendah
dari putaran kritisnya.
d. Bahan porosBahan poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang
yang ditarik dingin dan difenis, baja karbon konstruksi mesin (disebut
S - C). Besarnya momen puntir rencana, t [kg/mm] yang dialami poros
yaitu:
7/29/2019 Isi Tugas akhir
29/55
29
1
51074,9
n
PT d . Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar
Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga,1991), hal.7.
Bila momen rencana t [kg/mm] dibebankan pada suatu diameter
poros, sd [mm] maka tegangan geser,2
/mmkg yang terjadi
adalah:
3
1,5
sd
T . Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar
Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga,1991), hal.7.
Besarnya tegangan geser yang diizinkan, 2/mmkga dapat
dihitung dengan:
21 SfSf
Ba
. Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar
Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga,1991), hal.8.
Dimana:
B kekuatan tarik poros [ ]
1Sf faktor keamanan untuk bahan sc (bernilai 6)
2Sf faktor keamanan pengaruh kekerasan permukaan (1,5 - 3)
Faktor koreksi untuk momen puntir juga harus ditinjau, faktor
ini dinyatakan dengan tK yang dipilih sebesar 1,0 jika beban
dikenakan secara halus, 1,0 1,5 jika terjadi sedikit kejutan atau
tumbukan besar. Sedangkan besarnya faktor koreksi untuk momen
lentur, mK adalah: Pada poros yang berputar dengan pembebanan
momen lentur yang tetap besarnya faktorm
K adalah 1,5. Untuk beban
dengan tumbukan ringanm
K terletak antara 1,5 dan 2,0 dan untuk
beban dengan tumbukan berat mK terletak antara 2 dan 3. Dengan
demikian besarnya tegangan geser maximum, 2max /mmkg adalah:
7/29/2019 Isi Tugas akhir
30/55
30
223max
1,5TKMK
dtm
s
. Sulasro dan Suga,
Kiyokatsa, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin
(Jakarta: Erlangga, 1991), hal.18.
Besarnya 2max /mmkg yang dihasilkan harus lebih kecil dari
tegangan geser yang diizinkan 2/mmkga .
Diameter poros, mmds dapat dicari dengan menggunakan
rumus:
221,5TKMKd tm
a
s
. Sulasro dan Suga,
Kiyokatsa, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin(Jakarta: Erlangga, 1991), hal.18.
Besar deformasi yang disebabkan oleh momen puntir pada poros
harus dibatasi. Untuk poros yang dipasang pada mesin umum dalam
kondisi kerja normal, besarnya defleksi puntiran dibatasi sampai 0,25
atau 0,3 derajat.
Jika mmds adalah diameter poros, l [mm] panjang poros, t [kg
mm] dan g2
/mmkg adalah modulus geser, maka defleksi puntiran,
0 adalah:
2584
sdG
lT . Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar
Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga,1991), hal.18.
Dalam hal baja, g =23
/103,8 mmkg
e. Kelakuan porosDasar perhitungan untuk perencanaan poros:
1) Poros dengan Momen Puntir
7/29/2019 Isi Tugas akhir
31/55
31
316
xTd .. Khurmi, R.S. Gupta, J.K,A Text Book of
Machine Deisign (New Dehli: Eurasia Publishing House (PUT)
LTD, 1980), hal.458.
Dimana:
D = diameter poros [mm]
T = torsi [N.mm]
b = tegangan geser [N/mm2]
2) Poros dengan Kombinasi Momen Puntir dan Momen Bengkok
3 16
exTd .......... Khurmi, R.S. Gupta, J.K, A Text Book of
Machine Deisign (New Dehli: Eurasia Publishing House
(PUT) LTD, 1980), hal.462.
Dimana:
D = diameter poros [mm]
Te = momen puntir equivalent [N.mm]
a = tegangan geser [N/mm2] poros dengan beban fluktuasi
3
1
2
1
2 ).().(2,5
TKMKd m
. Sulasro dan Suga,
Kiyokatsa, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin(Jakarta: Erlangga, 1991), hal.18.
Dimana:
D = diameter poros [mm]
a = tegangan geser yang diijinkan [N/mm2]
Km = factor koreksi untuk momen lentur
Kt = factor koreksi untuk momen puntir
M = momen lentur [N.mm]
T = momen puntir [N.mm]
5. PasakPasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan
bagian bagian mesin seperti roda gigi, sproket, pulley, kopling, dan lain
7/29/2019 Isi Tugas akhir
32/55
32
sebagainya pada poros. Pasak pada umumya dapat digolongkan atas
beberapa macam seperti pasak pelana, pasak rata, pasak singgung dan
pasak benam yang umumnya berpenampang segi empat.
Gambar 2.17. Pasak
Pasak benam mempunyai penampang segi empat dimana terdapat
bentuk prismatis dan tirus yang kadang kadang diberi kepala untuk
memudahkan pencabutannya. Untuk pasak umumnya dipilih beban yang
mempunyai kekuatan tarik lebih dari 602
/mmkg , lebih kuat dari
porosnya.Menurut lambang pasak yang diperlihatkan dalam gambar 2.25, gaya
geser bekerja pada penampang mendatar b x l2mm oleh gaya f [kg].
Dengan demikian tegangan geser, 2/mmkgk yang ditimbulkan adalah:
lb
Fk . Sulasro dan Suga, Kiyokatsa,Dasar Perencanaan
dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga, 1991), hal.25.
Dari tegangan geser yang diizinkan , 2/mmkgka , panjang pasak,
][1 mml yang diperlukan dapat diperoleh.
1.lb
Fka ......... Sulasro dan Suga, Kiyokatsa,Dasar Perencanaan dan
Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga, 1991), hal.25.
7/29/2019 Isi Tugas akhir
33/55
33
Gambar 2.18. Pasak Benam
Harga ka adalah harga yang diperoleh dengan membagi kekuatan
tarik B dengan faktor keamanan 21 kk SfSf harga1kSf umumnya
diambil 6, dan 2kSf dipilih antara 1 1,5 jika beban dikenakan secara
perlahan- lahan, antara 1,5 3 jika dikenakan dengan tumbukan ringan
dan antara 2-5 jika dikenakan secara tiba tiba dan dengan tumbukan
berat.
Selanjutnya perhitungan untuk menghindari kerusakan permukaan
samping pasak karena tekanan bidang juga diperlukan. Dalam hal ini
tekanan permukaan, 2/mmkgp adalah:
21 lataullF
p
Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar
Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga, 1991),hal.25.
Dari harga tekanan permukaan yang diizinkan, 2/mmkgpa , panjang
pasak yang diperlukan dapat dihitung dari.
21 lataullFpa
. Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar
Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga, 1991),hal.25.
Harga ap adalah sebesar2/8 mmkg untuk poros dengan diameter kecil
dan2/10 mmkg untuk poros dengan diameter besar, dan setengah dari
hargaharga tersebut untuk poros dengan putaran tinggi.
7/29/2019 Isi Tugas akhir
34/55
34
Perlu diperhatikan bahwa lebar pasak sebaiknya antara 25 35 [%] dari
diameter poros, dan panjang pasak jangan terlalu panjang dibandingkan
dengan diameter poros (antara 0,75 sampai 1,5 )sd .
7/29/2019 Isi Tugas akhir
35/55
35
Bab III
PERANCANGAN
A. Data Awal PerancanganMesin Pengaduk dan Pemasak Selai Nanas Kapasitas 10 kg/proses adalah
mesin yang berfungsi untuk mengolah racikan parutan nanas menjadi selai nanas
dengan bahan dasar olahannya adalah nanas. Beban nanas yang akan diolah
adalah 10 kg/proses.
B. Perancangan1. Motor Listrik
Motor listrik merupakan sumber tenaga penggerak awal dari rancang
bangun mesin pengaduk dan pemasak selai ini. Pada dasarnya pemakaian
motor ini digunakan untuk memutar poros pengaduk.
a. Daya MotorPd = P FcDimana :
Pd = daya motor
P = daya normal ( kw )
Fc = factor koreksi = 1,0 ( daya normal )
Pd = P Fc
Pd = 0,49 1,0
Pd = 0,49 ( KW )= 500 (Watt) ; 0,5 Hp dengan putaran 1400 rpm
2. Sistem TransmisiPada rancangan ini sabuk dan pulley digunakan untuk
mentransmisikan daya dan putaran dari motor penggerak yang diteruskan
ke reducerdan poros rotor yang akan berputar mengaduk selai.
7/29/2019 Isi Tugas akhir
36/55
36
a. PulleyDengan mengabaikan slip pada sabuk maka jumlah putaran
masing-masingpulley adalah sebagai berikut;
Gambar 3.1. Sistem Transmisi
Pulley yang digunakan adalah pulley alur V sesuai dengan tipe
sabuk yang digunakan.Pulley digunakan untuk mentransmisikan daya
dan motor ke poros dan untuk mentransmisikan daya langsung ke
porosporos reduksi. Sehingga pada motor di dapatpulley penggerak
yang berdiameter berbeda denganpulley yang digerakkan.
1) PulleypenggerakPulley penggerak yang di pasang pada poros motor listrik.
Direncanakanpulley penggerak berdiameter 3
Besarnya momen inersia rencana, T pada pulley penggerak
adalah:
T = 9,74 . 105
Dimana :
T : momen inersia [ Nmm ]
n1: putaran driver [ rpm ]
T = 9,74 . 105
= 695,871[ Nmm ]
7/29/2019 Isi Tugas akhir
37/55
37
2) Pulleyyang digerakan ( Driven)Direncanakan putaran pulley yang dibutuhkan pada pulley
yang digerakan untuk memutar reducer adalah sama dengan
putaran motor listrik 1400 [rpm] maka dengan demikian pulley
yang digerakkan secara otomatis harus menggunakan diameter
yang sama yakni 3, maka untuk diameterpulley yang digerakkan
dapat digunakan persatuan berikut:
a) Reducer
Akan tetapi putaran pulley 1400 rpm masih terlalu cepat
untuk poros pengaduk ,maka perlu menggunakan reducer
untuk mereduksinya putaran, perbandingan reducer yang
digunakan ialah 60 : 1
S =
=
=
S = 23,33 [rpm]
Maka putaran poros pengaduk setelah direduksi dengan
perbandingan putaran 60 : 1 ialah 23,3 rpm
b. SabukPada rancangan ini digunakan sabuk tipe V. Alasan penggunaan
sabuk ini adalah karena daya rencana sebesar 0,5 HP dengan putaran
1400 [ rpm] maka sabuk yang cocok dipakai adalah tipe A.
Sesuai dengan panjang yang didapat pada perancangan sabuk,
maka sabuk yang paling mendekati adalah sabuk bernomor 57 dengan
panjang (L) = 1448 [mm]
1) Lebar sabuk = 20
0
7/29/2019 Isi Tugas akhir
38/55
38
Tg =
= 9. Tg
= 3,275 [ mm ]
= 12,52x
= 12,5( 2. 3,75 )
= 5,95 [ mm ]
2) Panjang keliling sabukL = 2.C +
( Dp + dp ) +
( Dpdp )2
= 2 (2800)
+
( 76,276,2 )2
= 558,51
= 559 [ mm ]
3) Besar sudut kontak = 18001
= 1800 ( )
= 1800 ( )
= 179,90
Sudut kontak [ rad ]
= 179,90 x
rad = 3,05 [ rad ]
4) Kecepatan linear sabuk V, [ m/s ]V=
=
7/29/2019 Isi Tugas akhir
39/55
39
= 5,58 [ m/s ]
5) Besarnya daya yang ditransmisikanPada sisi kencang sabuk T1 dan sisi kendor sabuk T2 dapat
dihitung menggunakan persamaan berikut :
=
Dimana :
T1 : gaya tarik sisi kencang
T2 : gaya tarik sisi kendor
: 271,82
= 271,82 0,3 ... 2,81
T1 = 2,32 T2
6) Gaya tarik pada sisi kencang untuk sabuk V tipe-vP= ( T1T2 ) V
0,5 ( KW ) = ( 2,32 T2T2 ) V
= ( 2,32 T2T2 ) 4,75 m/s
0,5 ( KW ) = 11,02 m/s.T2
T2 =
T2 =
= 44,64 [ N ]
T1= 2,32 . T2
= 2,32 . 44,64
= 103,57 m/s
7/29/2019 Isi Tugas akhir
40/55
40
Untuk menentukan jumlah tegangan sabuk maka kita
menggunakan perhitungan sebagai berikut :
=
=
( )
= 3,11 [ N/ mm2 ]
Dari tegangan sabuk di atas maka didapat a= 2,81
[N/mm2], sedangkan tegangan maksimum yang diijinkan sebesar
ijin = 2,8 [ N/mm2 ], maka sabuk tersebut dikatakan aman.
Berdasarkan Tabel 2.2 Daftar Nilai Kerapatan gr/cm3 Selai
Nenas, Massa jenis yang diperoleh adalah 1,3329 ( gr/cm3 ) dengan
komposisi A1 dan lama penyimpanan B1.
c. PorosPoros merupakan salah satu bagian terpenting dari setiap
mesin.Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama
putaran. Peranan utama dalam transmisi seperti itu dilakukan oleh
poros.
Untuk merencanakan poros, hal-hal yang perlu diperhatikan adalah :
1) Kekuatan poros, karena poros mengalami beban puntir atau lentur
maupun gabungan beban putir atau lentur
2)
Kekakuan poros, meskipun sebuah poros mempunyai kekuatanyang cukup tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar
akan menyebabkan ketidakteletian atau getaran dan suara
3) Putaran kritis, jika putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu
harga putaran tertentu dapat terjadi getaran. Hal ini dapat
menyebabkan kerusakan pada poros, maka dengan itu poros harus
direncanakan sedemikian rupa hingga putraran kerjanya lebih
rendah dari putaran kritisnya.
7/29/2019 Isi Tugas akhir
41/55
41
4) Bahan poros, pada umumnya untuk kontruksi mesin, bahan baja
karbon dan untuk putaran tinggi dan beban berat bahan baja
paduan.
Melihat beban yang akan diterima dalam teori maka kami
menggunakan baja SUS 304.
Bahan poros SUS 304, dimana bahan ini memiliki = 588
[N/mm2]. Sulasro dan Suga, Kiyokatsa, Dasar
Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (Jakarta: Erlangga,
1991), hal.164. )
a) Torsi yang Dialami PorosBesarnya torsi rencana, t ( kg/mm ) yang dialami poros
yaitu :
T = 9,74 105
Dimana :T = torsi
n1 = putaran motor ( rpm )
T = 9,74 105
T = 9,74 105
T = 346,42 ( kg/mm )
b) Massa poros=
.d
2.l.
=. 3,14 (30mm)
2 . 780mm . 7,8.10 -3 kg/cm3
= 13,6 kg
W = m . g
= 13,6 . 9.81
= 133,41 N
7/29/2019 Isi Tugas akhir
42/55
42
c) Tegangan Geser Ijin Porosa =
t = tegangan geser ijin poros 362,6 [N/mm2]
Sf1 = factor keamanan bahan = 6,0
Sf2 = factor kekasaran permukaan = 2
a = = 30,21 [N/mm
2]
d) Diameter Porosds = (
kt.cb. T )
1/3
Dimana :kt = 2
cb = 2
Jadi :
ds = ( kt.cb.T )
1/3
ds = (
2.2.346,42 )1/3
ds = 26,4 (mm)
ds = 27 ( mm )
Poros yang dirancang pada mesin ini adalah 30 ( mm )
Diameter poros direncanakan 30 [mm]. Poros terbuat dari
stainless steelMassa jenis SUS 304 adalah 7,85 . 10-3 [kg/m3].
Poros yang dirancang dapat dilihat pada gambar sket dibawah
ini:
Gambar 3.2. Poros
Maka Bahan SUS 304 yang digunakan sebagai poros
keseluruhan adalah 30 x 780 mm. Bahan Stainless Stell
ukuran 30 x 780 mm.
7/29/2019 Isi Tugas akhir
43/55
43
d. PengadukPengaduk berfungsi untuk mengaduk / memutar bahan selai
selama proses pemasakan agar tidak terjadi kegosongan dan juga selai
masak secara merata.
Pengaduk dirancang berbentuk persegi panjang dengan sedikit
radius pada salah satu ujungnya mengikuti pola bentuk daripada
dandang pemasak, jumlah pengaduk yang direncanakan adalah
sebanyak 2 buah
Material pengaduk terbuat daristainless steel.
Gambar 3.3. Pengaduk
1) Gaya total yang dialami pengadukFt = Gaya total
Mp = Massa Pengaduk [ 2(700 gr)]
Fg = Berat yang diberikan
Jadi Ft = Mp [N] + Fg [N]
= 13,73+ 98,1
= 111,84 N
Maka gaya yang dialami masing-masing pengaduk adalah 55,9 N
2) Torsi akibat PengadukTp = Sp . Ft . r
Dimana :
7/29/2019 Isi Tugas akhir
44/55
44
Tp = Torsi akibat Pengaduk [Nmm]
Sp = Jumlah Pengaduk
Ft = Gaya total yang dialami pengaduk
r = jari-jari pengaduk
Maka,
Tp = Sp . Ft . r
= 2 . 111,84 . 130
= 29078,4 [Nmm]
3. Kerangka MesinKerangka merupakan bagian utama dari mesin yang berfungsi untuk
menumpu atau mendukung komponenkomponen mesin yang lain. dalam
hal ini bentuk, ukuran dan kekuatan dari rangka harus diperhatikan karena
disamping berfungsi sebagai penumpu, rangka yang sesuai kebutuhan
mesin akan menambah nilai jual dari mesin tersebut.
Gambar 3.4. Rangka Bagian Atas
750
24
160 50 110 50 150 50 11035
7/29/2019 Isi Tugas akhir
45/55
45
Gambar 3.5. Rangka Bagian Bawah
180
800
1030
500
240
35 50
310 308
10
35
630
7/29/2019 Isi Tugas akhir
46/55
46
4. Konstruksi Mesin
Gambar 3.6. Gambar Mesin Pengaduk dan Pemasak Selai
Keterangan :
1.Motor Listrik 8. Dudukan Kompor
2.Sabuk 9. Kompor
3.Reducer 10. Pulley
4.Rangka bagian atas 11. Kopling
5.Poros Pengaduk
6.Rangka Bagian Bawah
7.Dandang Stainless
5. Gambar Kerja RancanganDari proses perancangan yang dibahas sebelumnya maka dapat dibuat
gambar kerja rancangannya. Gambar kerja rancangan tersebut nantinya
akan berguna untuk proses pembuatan mesin yang dirancang bangun,
sehingga memudahkan kita dalam proses pengerjaan atau pembuatan
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
7/29/2019 Isi Tugas akhir
47/55
47
mesin sesuai dengan bentuk dan ukuran yang telah tertera pada gambar
kerja rancangan.
Pada gambar kerja rancangan gambar yang akan ditampilkan yaitu
gambar bagian-bagian alat dan gambar assembling mesin dengan
menggunakan proyeksi Eropa, menggunakan kertas A3 dan A4, dan skala
gambar yang digunakan (1;10).
Penggambaran gambar kerja rancangan dibuat dengan menggunakan
AutoCad. Untuk mendalami lebih jauh dan lebih jelas hasil perancangan
ini, dapat dilihat atau diperhatikan pada gambar kerja rancangan yang telah
terlampir.
C. Prosedur Pengoperasian Mesin
Setelah mesin selesai dibuat dan siap untuk dioperasikan, selanjutnya proses
pengolahan dapat dilakukan sebagai berikut :
Pertama, siapkan bahan-bahan yang akan diolah. Selanjutnya nyalakan
kompor LPG dan atur besar kecilnya api yang akan digunakan untuk memasak
selai. Nyalakan mesin dengan menekan tombol swich ON pada saklar yang telahtersedia kemudian masukkan nenas beserta bahan lainnya secara bertahap dan
perlahan maka secara otomatis mesin akan mengaduk dan memulai proses
pengolahan, hal ini akan berlangsung hingga selai tersebut masak sesuai dengan
yang diinginkan.
Lakukan pengawasan sesekali terhadap besar kecilnya api kompor guna
mencegah terjadinya kegosongan pada selai yang sedang diolah hingga selai dapat
diproduksi dengan sempurna.
7/29/2019 Isi Tugas akhir
48/55
48
Bab IV
ANALISA BIAYA PEMBUATAN MESIN
Tujuan dari pembahasan ini adalah untuk mengetahui seberapa jauh
penggunaan MESIN PENGADUK DAN PEMASAK SELAI NANAS
KAPASITAS 10 KG/PROSES , ini ditinjau dari segi ekonomisnya. Oleh karena
itu perlu diperhitungkan seberapa besar biaya yang dibutuhkan untuk membuat
satu mesin, sehingga dapat diketahui apakah mesin ini ekonomis dalam segi harga
baik untuk pengguna mesin ini maupun untuk perancang lain yang ingin
merancang alat yang sama.
Dalam pembuatan mesin ini, perancang membutuhkan bahan yang tidak
sedikit seperti : pofil U, profil L, pelat baja dan material lainnya yang dibentuk
sesuai dengan kebutuhan agar biaya yang dihabiskan untuk membuat tidak terlalu
mahal.
Adapun bahan yang dibutuhkan untuk perancangan mesin ini adalah sebagai
berikut:
A. Biaya MaterialTabel 4.1. Biaya Material yang Dibeli
No. Nama bagian Bahan Ukuran JumlahHarga
(Rp)
Jumlah
(Rp)
1 Motor Lisrtik Standart 0,5 Hp 1 unit 700.000 700.000
2 Pulley Cast Iron 3 2 pcs 45.000 90.000
3 V belt Standart A 50 1 unit 42.000 42.000
4 Reducer Standart 1:60 1 unit 470.000 470.000
5Poros
Pengaduk
Pipa
Stainless
1000mm
x 26- 40.000 40.000
6Panci
Masakan
Stainless
Steel30 mm 1 unit 95.000 95.000
7 Hidraulik Standart 10 kg 1 unit 25.000 25.000
7/29/2019 Isi Tugas akhir
49/55
49
Jack
8Rangka
KonstruksiST 37
UNP
5mm2 batang 250.000 500.000
9 Saklar Standart - 1 pcs 34.000 34.000
10 Kabel Standart 4m - 35.000 35.000
11 Baut A307 M 12 12 pcs 1.000 12.000
12 Kompor LPG Standart - 1 unit 100.000 100.000
13Regulator
LPGStandart - 1 unit 50.000 50.000
14 Cat dan Kuas - - 1 kg 35.000 35.000
Jumlah 2.228.000
B. Biaya Listrik yang Dipakai Selama Pembuatan MesinDaya peralatan, lama pemakaian, dan daya pemakaian listrik diketahui dari
masing-masing peralatan yang digunakan tertera pada table di baawah ini :
Table 4.2. Biaya Listrik Selama Pembuatan Mesin
No. Jenis Mesin DayaLama
Pemakaian
Daya
Terpakai
1 Mesin Bubut 2,4 Kw 1,5 jam 3,6 kWh
2 Mesin Las 7,5 Kw 45 jam 337,5 kWh
3Mesin Gerinda
Tangan0,375 Kw 8 jam 3 kWh
4 Mesin Bor 1,1 Kw 2 Jam 2,2 kWh
5 Jumlah 11,375 Kw 56,5 jam 346,3 kWh
Biaya listrik yang dipakai adalah total dari pemakaian dikalikan dengan
biaya daya perusahaan/kWh sebesar Rp 900/kWh. Maka biaya listrik yang dipakai
dalam pembuatan mesin adalah sebagai berikut :
Biaya total = Total daya terpakai Biaya daya perusahaan/kWh
7/29/2019 Isi Tugas akhir
50/55
50
= 346,3 kWh Rp 900/ kWh
= Rp 311.670
C. UpahTenaga KerjaUpah tenaga kerja didapat dari upah minimum perhari dikalikan denagan
jumlah hari pembuatan, sedangkan biaya listrik di dapat dari biaya peralatan yang
dikaliakn dengan lama pemakaian alat.
Upah per hari didapat dari upah minimum regional Sumatera Utara tahun
2013 sebesar Rp 1.600.000,- per bulan dengan jumlah kerja maksimum 8 jam per
hari. Jumlah jam kerja pembuatan mesin mesin ini dari awal sampai selesai
memerlukan waktu 7 hari.
Upah tenaga kerja/hari = Upah per bulan / jumlah hari kerja
= Rp 1.600.000 / 26 hari kerja
= Rp 61.538,-
Tenaga kerja yang dipakai sebanyak 5 orang maka jumlah total upah tenaga
kerja menjadi:
Upah total tenaga kerja = Upah tenaga kerja 5 orang
= Rp 61.538 5 orang 7 hari
= Rp 2.153.830,-
D. Biaya Total Pembuatan MesinBiaya total pembuatan mesin yang dimaksud adalah biaya material
ditambah upah tenaga kerja untuk membuat mesin pengolah plastik dan ditambah
dengan listrik yang dipakai selama proses pembuatan mesin ini.
Dari perhitungan biaya material, upah pembuatan dan biaya listrik dapat di
tentukan biaya keseluruhan dari mesin tersebut :
Biaya Total = Biaya Material + Biaya Listrik + Upah Pembuatan
= Rp 2.228.000 + Rp 311.670 + Rp 2.153.830
7/29/2019 Isi Tugas akhir
51/55
51
= Rp 4.693.500,-
E. Harga Penjualan Mesin= Harga Produksi + Untung
= Rp 4.693.500 + 20%
= Rp 4.693.500 + 938.700
= Rp 5.632.200,-
Untuk menjul mesin ke pasaran maka akan dikenai tambahan biaya Pajak
Pendapatan Negara (PPN) dengan PPN 10 %
Maka :
= Harga Jual Mesin + 10 % PPN
= Rp 5.632.200,- + Rp 563.220
= Rp. 6.195.420,-
Harga jual Mesin Pengaduk Dan Pemasak Selai adalah Rp. 6.195.420,-
7/29/2019 Isi Tugas akhir
52/55
52
Bab V
OPERASI DAN PERAWATAN
A. Pengertian dan Tujuan PerawatanUntuk mencapai jumlah produksi yang maksimum maka perlu sekali kesiapan
mesin yang digunakan seoptimal mungkin, agar mesin siap dan tidak mengalami
gangguan pada saat produksi berlangsung.
Maka diperlukan suatu cara yang disebut pemeliharaan (perawatan). Suatu
mesin pasti mengalami kerusakan pada jangka waktu tertentu tetapi usianya dapat
diperpanjang dengan melakukan perawatan.
Perawatan ini diartikan sebagai suatu kegiatan yang bertujuan untuk
memelihara dan menjaga setiap komponen-komponen mesin agar dapat tahan
lama dan dapat mencapai hasil produksi yang maksimum.
Tujuan utama dari system perawatan adalah :
1. Agar mesin yang digunakan dalam keadaan siap pakai secara optimal
untuk menjamin kelancaran proses kerja mesin.
2. Untuk memperpanjang usia pakai mesin.
3. Untuk menjamin keselamatan operator dalam mengoperasikan mesin.
4. Untuk mengetahui kerusakan mesin sedini mungkin sehingga dapat
mencegah kerusakan fatal.
Adapun perawatan yang dilakukan pada mesin pengaduk dan pemasak selai
berikut ini adalah :
a. Perawatan secara rutinPerawatan ini dilakukan terus menerus, misalnya setiap selesai
menggunakan mesin. Pada mesin ini kegiatan perawatan rutin ialah
pembersihan pada bagian dandang pemasak dan poros pengaduk.
7/29/2019 Isi Tugas akhir
53/55
53
b. Perawatan secara periodikPerawatan secara periodik adalah kegiatan yang dilakukan dalam
jangka waktu tertentu, misalnya sebulan sekali. Pada mesin ini
kegiatan perawatan periodik adalah pemeriksaan tegangan sabuk,
pelumas reducer, sehingga mesin dapat bekerja seoptimal mungkin.
B. Pemeliharaan Bagian-Bagian Utama Mesin1. Dandang pemasak
Perawatan pada dandang penmasak harus benar-benar diperhatikan.
Apabila perawatan pada peralatan ini tidak dilakukan maka akan
menyebabkan ketidakhigenisan selai yang akan di masak selanjutnya oleh
karena sisa selai yang tidak dibersihkan dalam waktu yang lama akan
terkontaminasi bakteri dan membusuk, apabila bercampur dengan bahan
selai selanjutnya maka selai yang dimasak akan ikut terkontaminasi bakteri
pula. Perawatan pada bagian ini meliputi pembersihan dan pencucian
dandang pemasak dengan air bersih seperti kegiatan mencuci piring
biasanya.
2. Poros pengadukSama halnya dengan dandang pemasak poros pengaduk juga harus
benar-benar dijaga kebersihannya. Karena apabila kedua komponen ini
tidak bersih akan menjadi tempat bertumbuhnya bakteri.perawatan yang
dilakukan juga meliputi pencucian seperti layaknya pencucian piring
biasanya.
3. ReducerHal terpenting dalam perawatan reducer ialah pelumasan, dimana
tujuannya adalah agar gesekan anatar roda gigi di dalam reducer dapat
dikurangidan agar keausan dapat dicgah. Pelumasan yang dilakukan pada
7/29/2019 Isi Tugas akhir
54/55
54
reducer ini ialah penambahan oli pelumas dengan memasukkan oli
pelumas ke dalam lubang masuk oli yang telah tersedia.
7/29/2019 Isi Tugas akhir
55/55
Bab VI
PENUTUP
A.Kesimpulan1. Pentingnya melakukan perhitungan-perhitungan dengan sangat teliti ketika
merancang.
2. Kerangka konstruksi tidak dihitung/dianalisis.
3. Mesin ini mampu memproduksi 10 kg selai per proses dengan putaran
poros yaitu 23,3 rpm.
4. Perawatan mesin ini mudah.
5. Estimasi harga jual mesin ini adalah Rp. 6.195.420,-
B.SaranSaran yang dapat penulis berikan setelah menyelesaikan laporan tugas akhir ini
adalah:
1. Utamakan menjaga kebersihan poros pengaduk dan dandang pemasak
setiap selesai dioperasikan.2. Lakukan perawatan secara teratur terhadap mesin.
3. Gantilah komponen-komponen yang telah rusak, untuk mencegah
kerusakan yang lebih parah pada mesin.
Top Related