PerenElmes (Pengaduk DODOL) [PDF]

Citation preview

LAPORAN PERENCANAAN ELEMEN MESIN RANCANG BANGUN MESIN PENGADUK DODOL



Nama : Wahyu Tanoto Nim : 14050754033



UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN PRODI S1 TEKNIK MESIN MANUFAKTUR 2017



KATA PENGANTAR



Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia-Nya, sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Adapun judul dalam penelitian ini adalah “PENGADUK UNTUK PEMBUATAN DODOL” Penulis mengucapkan terima kasih atas kepada dosen penilai laporan tugas perencanaan elemen mesin yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan pada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas ini dengan baik, serta temanteman S1 teknik mesin di Universitas Negeri Surabaya terutama Jurusan Teknik Mesin Saya yang telah penulis selama penelitian dan menyelesaikan tugas ini. Terima kasih adik - adik saya segala doa dan perhatiannya. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian skripsi ini dan semoga skripsi ini bermanfaat.



Surabaya, 21 November 2017



Penulis



BAB I Pendahuluan



A. LATAR BELAKANG Pecinta jajanan jenang ataupun dodol pasti tidak asing dengan makanan madumongso. Jajanan tradisional ini merupakan hidangan wajib pada saat Hari Raya Idul Fitri yang kita rayakan setahun sekali. Kini, seiring dengan kemajuan zaman, memakan madumongso tidak hanya menunggu pada saat momentum Hari Raya Idul Fitri saja. Tingginya permintaan, telah membuat sejumlah industri rumah tangga di Kota Madiun, Jawa Timur, memproduksi jajanan berbahan baku utama dari ketan hitam ini untuk dijadikan sebagai usaha. Seperti yang dilakukan oleh industri rumah tangga pembuatan madumongso "Wahyu Tumurun" di Jalan Timbangan 19, Kelurahan Banjarejo, Kecamatan Taman, Kota Madiun. Madumongso dibuat dari ketan hitam. Ketan hitam itu sebelumnya diolah dahulu menjadi tape melalui proses fermentasi. Setelah itu, tape ketan hitam yang telah jadi kemudian diolah lagi dengan menambahkan gula Jawa dan santan di olah dengan mengaduduk campuran bahan tadi sehingga menjadi seperti dodol atau jenang. Kemudian dikemas dalam plastik berukuran 5-10 cm dan dihias dengan kertas warna-warni untuk menarik perhatian. Rasanya yang asam bercampur manis dan gurih, membuat madumongso dicintai dan diburu para pecinta kuliner jajanan khas terlebih penikmat dodol ataupun jenang. " Problem muncul saat pemasakan dodol pada saat pengadukannyan hingga dingin menggunakan tenaga manusia dan dilalukan hingga berjam jam sehingga produksi dodol tidak terlalu banyak karena terpengaruh dari proses pengadukan dodol agar menjadi dodol yang bagus dan mempunyai cita rasa khas. Dari sini ide dan gagasan muncul untuk memodifikasi wajan yang di tambah pengaduk otomatis sehingga dapat digunakakan untuk mengaduk adonan doodl yang akan didingin kan dan menggunakan mekanisme semi otomatis . Dengan terciptanyan alat ini diharapkan produksi dodol meninghkat dan produsen pembuat dodol / madu mongso ini diharapkan dapat memenuhi target pasar yang diharapkan . Jumlah Usaha Kecil dan Menengah (UKM) di Jawa Timur saat ini mencapai lebih dari 7 juta. UKM-UKM tersebut tersebar di berbagai wilayah di Jawa Timur, dan kondisinya masih sangat membutuhkan adanya pembinaan yang intensif untuk meningkatkan produktivitasnya (Sutiono, 2002). Karakter UKM pada umumnya



adalah memiliki manajemen informal yang dikelola oleh keluarga, menggunakan teknologi sederhana, bersifat mengikut atau “follower”, tidak memiliki rencana jangka panjang, dan permodalan yang terbatas. Berkaitan dengan produktivitas usaha, I Nyoman Sutantra (2001), mengatakan bahwa suatu usaha baru bisa dikatakan produktif jika usaha tersebut dapat dilaksanakan secara efisien dan efektif, atau dapat menggunakan sumber daya yang seminimal mungkin dengan hasil yang seakurat mungkin. Jadi kalau ingin meningkatkan produktivitas suatu usaha dapat dilakukan dengan meningkatkan efisiensi dan efektivitas usaha tersebut. Menurut Haryono dkk. (1999), ada beberapa cara yang dapat ditempuh oleh pengusaha untuk meningkatkan efisiensi dan efektivitas usahanya, antara lain: 1) Dengan meningkatkan skill atau keterampilan karyawannya, dan 2) Dengan memutakhirkan peralatan produksinya. Cara yang disebut terakhir ini jarang ditempuh oleh pengusaha kecil. Hal ini disamping disebabkan karena keterbatasan modal, juga karena keterbatasan pengetahuannya yang pada umumnya belum bisa mengakses informasi-informasi terkini khususnya yang berhubungan dengan perkembangan peralatan produksi yang semakin canggih. Lain halnya dengan cara yang biasa ditempuh oleh pengusaha-pengusaha yang sudah besar (profesional), mereka rata-rata lebih suka memilih cara untuk memutakhirkan peralatan produksinya guna meningkatkan efisiensi dan efektifitas usahanya (John E.Biegel, 1998). Terlepas dari golongan pengusaha besar atau pengusaha kecil, maka sebelum menentukan langkah/cara yang akan ditempuh untuk meningkatkan efisiensi, pengusaha harus benar-benar mempertimbangkan dahulu cara yang akan ditempuh itu agar tidak justru malah merugi. UKM dalam Program Ini ini adalah pengusaha kecil yang memiliki problem seperti di atas, yakni ingin meningkatkan efisiensi dan efektivitas guna meningkatkan produktivitas usahanya. Pimpinan UKM juga menyadari bahwa hal ini dapat dilakukan dengan memutakhirkan peralatannya. Tetapi karena secara finansial belum mampu, serta pengetahuannya dalam bidang perkembangan peralatan produksi juga lemah, dan tidak punya inovasi untuk mengembangkan peralatannya, maka perlu dicari solusi yang tepat untuk memecahkannya.



Fuad (2001), menyatakan bahwa pada umumnya masalah produksi yang dihadapi oleh usaha kecil dan menengah (UKM) Indonesia tidak cocok bila dipecahkan melalui penerapan/penggunaan mesin-mesin yang berteknologi mutakhir/canggih, tetapi justru banyak yang lebih cocok dipecahkan melalui penerapan teknologi tepat guna (TTG). Sebab biaya investasi untuk penerapan TTG relatif murah, dan penguasaan teknologi tidak memerlukan ilmu pengetahuan yang terlalu tinggi. B. Perumusan Masalah Dengan latar belakang yang telah disebutkan di atas, rumusan masalahnya antara lain : 1. Bagaimana merancang dan membuat desain merancang alat mesin mengaduk dodol . 2. Komponen apa saja yang ada di dalam mesin pengaduk dodol . 3. Bagaimana menentukan efektifitas kerja dan kualitas mesin pengaduk dodol sehingga menghasilkan dodol yang lesat dan hegenis



C. TUJUAN Tujuan dalam hal ini meningkatkan 1. Meningkatkan kualitas produksi dan kehegenisan produk olahan sehingga mempercepat proses produksi 2. Meningkatkan produktifitas makan karena pembuatan lebih cepat dan tidak membutuhkan tenaga yang extra buat mengaduk. D. Batasan Masalah Mengingat akan luasnya permasalahan, maka perlu adanya pembatasan masalah guna memudahkan dalam pemahaman dan pembahasan yang lebih terarah. Adapun pembatasan masalah tersebut meliputi : a. Analisa perencanaan mesin mengaduk dodol untuk pengusaha menenggah keatas b. Perencanaan daya mesin dan waktu pembuatan dodol c. Membuat waktu produksi lebih efisien



E. LUARAN YANG DIHARAPKAN Luaran yang diharapkan pada kegiatan ini terwujudnya makan yang hegenis dan penyajiaannya lebih cepat dan dalam siap dalam produksi massal sehingga memenuhi pasar .



BAB II Tinjauan Pustaka



Dodol Dodol merupakan salah satu jenis produk olahan hasil pertanian yang bersifat semi basah, berwarna putih sampai coklat, dibuat dari campuran tepung ketan, gula, dan santan dengan atau tanpa bahan pengawet. Pengolahan dodol sudah cukup lama dikenal masyarakat, prosesnya sederhana, murah dan banyak menyerap tenaga kerja. Dodol merupakan sebuah makanan berbahan padat dengan penambahan gula pekat. Penambahan gula, Pengentalan dilakukan pada kadar gula lebih dari 65% untuk kwalitas yang kita kehendaki. Dodol merupkan suatu jenis makanan olahan pertaniaan yang berwarna putih semi coklat, dibuat dari campuran tepung ketan , gula dan santan dengan atau tanpa bahan pengawet. Pengolahan dodol sudah cukup lama di kenal masyarakat, prosesnya sederhana murah dan banyak menyerap tenaga kerja . Proses pembuatan dodol di indonesia beraneka ragam , setiap daerah mempunyai ciri khas tersendiri dan berbeda dengan daerah lainnya. Dodol buah terbuat dari buah matang yang di hancurkan, kemudian di masak dengan penambahan gula dan bahan makanan lain atau tanpa penambahan bahan makanan lainnya. Sesuai dengan definisi tersebut maka dalam pembuatan dodol buah buahhan di perbolehkan penambahan bahan lainnaya, seperti tepung ketan, tepung tapioka, tepung hun kue , bahan pewarna maupun bahan pengawet. bahan bahan yang ditambahkan harus sesuai dan tidak boleh lebih dari aturan yang berlaku. Dalam pengolahan dodol selain bahan utama dapat ditambahkan berbagai bahan-bahan lain untuk memperoleh rasa dan aroma yang diinginkan. Jenis buahbuahan yang dapat digunakan dalam pembuatan dodol antara lain nangka, durian, sirsak, wuluh, nenas, dan sebagainya. Buah-buahan yang mempunyai aroma (flavour) dan rasa yang kuat serta murah, baik dibuat produk olahan dodol. Buahbuahan yang masih mempunyai nilai ekonomi rendah sebaiknya di buat bentuk olahan dodol, sehingga nilai ekonomi produk dapat meningkat. Misalnya buah yang masam , yang kuat aromanya , ataupun buah yang mudah sekali cepat matang dan mudah rusak , seperti buah nangka amat baik di buat dodol .



Prospek pemesarannya cukup cerah karena produk olahan dodol ini banyak diminati masyarakat dari berbagai kalangan, terbukti dengan terdapatnya dodol dari daerah lain dan tetap berkembangnya produki produk dari dodol di setiap daerah.



Didalam pengolahan dodol keamanan pangan harus selalu diperhatikan. Syarat dan mutu dodol dapat dilihat pada Tabel 1 dibawah ini Tabel 1. Syarat mutu berbagai jenis dodol



Komposisi Dodol Dodol sebagai makanan khas biasanya terbuat dari tepung beras ketan dicampur gula merah aren dan santan kelapa. Ketiga bahan baku tersebut kemudian diproses diatas tungku perapian sampai mencapai tingkat kematangan tertentu. Ketiga komposisi yaitu : a. Tepung Beras Ketan Beras ketan (Oryza sativa qlutinous) mengandung karbohidrat yang cukup tinggi, yaitu sekitar 80%. Selain karbohidrat, kandungan dalam beras ketan adalah lemak sekitar 4%, protein 6%, dan air 10%. Karbohidrat di dalam tepung beras terdapat dua senyawa,yaitu amilosa dan amilopektin dengan kadar masing-masing sebesar 1% dan 99%. Di dalam proses pembuatan dodol selain tepung beras ketan dalam adonan tepung beras ketan ditambahkan tepung terigu dengan maksud agar sifat gel dari dodol dapat bertahan cukup lama. b. Gula Merah Aren Gula merah aren dibuat dari nira yang dihasilkan dari pohon aren. Nira itu dihasilkan dari penyadapan tongkol (tandan) bunga jantan. Jika yang disadap tongkol bunga betina maka diperoleh nira yang tidak memuaskan baik jumlah maupun kualitasnya. Dalam beberapa hal, gula merah dari nira aren memang lebih unggul dari pada gula merah dari nira kelapa. Dari segi aroma dan rasa, gula aren jauh lebih tajam dan manis. Oleh karena itu, industri pangan yang menggunakan gula merah seperti perusahaan jenang dodol di Garut misalnya, lebih suka menggunakan gula aren. Pada umumnya harga gula aren dipasaran lebih mahal daripada gula kelapa. Harga gula aren pada umumnya sama atau hampir sama dengan gula pasir. Berdasarkan pengalaman dilapangan, 10 liter nira segar dapat menghasilkan gula merah sekitar 1.5 kg c. Santan Kelapa Santan adalah cairan yang diperoleh dengan melakukan pemerasan terhadap daging buah kelapa parutan. Santan merupakan bahan makanan yang dipergunakan untuk mengolah berbagai masakan yang mengandung daging, ikan, ayam, dan untuk pembuatan berbagai kue, es krim, gula-gula, dodol dan lainnya Santan kelapa dalam pembuatan dodol berfungsi untuk memperoleh kekenyalan tertentu, rasa maupun aroma. Komposisi santan kelapa pada umumnya terdiri dari air sekitar 52%, protein 4%, lemak 27%, dan karbohidrat/gula 15%. Tinggi



rendahnya komposisi tersebut sangat dipengaruhi oleh varietas kelapa, cara pemasarannya dan volume air yang ditambahkan Pembuatan Dodol Dalam tahap pembuatannya, bahan-bahan tersebut dicampur bersama dalam kuali yang besar dan dimasak dengan api sedang. Dodol yang dimasak tidak boleh dibiarkan tanpa pengawasan, karena jika dibiarkan begitu saja, maka dodol tersebut akan hangus pada bagian bawahnya dan akan membentuk kerak. Oleh sebab itu, dalam proses pembuatannya campuran dodol harus diaduk terus menerus untuk mendapatkan hasil yang baik. Waktu pemasakan dodol kurang lebih membutuhkan waktu kurang Lebih 3 atau 4 jam dan jika kurang dari itu, dodol yang dimasak akan kurang enak untuk dimakan. Setelah 2 jam ,pada umumnya campuran dodol tersebut akan berubah warnanya menjadi cokelat pekat. Pada saat itu juga campuran dodol tersebut akan mendidih dan mengeluarkan gelembung-gelembung udara. Untuk selanjutnya, dodol harus diaduk agar gelembung-gelembung udara yang terbentuk tidak meluap keluar dari kuali sampai saat dodol tersebut matang dan siap untuk diangkat. Yang terakhir, dodol tersebut harus didinginkan dalam periuk yang besar, dodol harus berwarna coklat tua, berkilat dan pekat. Setelah itu, dodol tersebut bisa dipotong dan dimakan. Biasanya dodol dihidangkan kepada para tamu di hari-hari tertentu seperti hari-hari perayaan besar Elemen Mesin Motor Listrik Mesin–mesin yang dinamakan motor listrik dirncang untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanis, untuk menggerakkan berbagai peralatan, mesin–mesin dalam industri, pengangkutan dan lain-lain. Pada dasarnya motor listrik digunakan untuk menggerakkan elemen mesin, seperti pulley, poros, dan sudu lempar (Pratomo, 1983). Menurut Sumanto (1993), sebagai alat penggerak, motor listrik lebih unggul dibandingkan alat-alat penggerak jenis lain karena motor listrik dapat dikonstruksikan sesuai dengan kebutuhan dan karakteristik penggerakan, antara lain : 1. Bisa dibuat dalam berbagai ukuran tenaga. 2. Mempunyai batas-batas kecepatan (speed range) yang luas. 3. Pelayangan operasi mudah dan pemeliharaanya sederhana. 4. Bisa dikendalikan secara manual atau otomatis. Menurut Sumanto (1993), ditinjau dari jumlah fase tegangan yang digunakan, dapat dikenal 2 jenis motor, yaitu : 1. Motor satu fase



Disebut motor satu fase karena untuk menghasilkan tenaga mekanik, pada motor tersebut dimasukkan tegangan satu fase. Didalam praktek yang sering digunakan adalah motor satu fase dengan lilitan dua fase. Dikatakan demikian karena didalam motor satu fase lilitan statornya terdiri dari dua jenis lilitan, yaitu lilitan pokok dan lilitan Bantu. Kedua jenis lilitan tersebut dimuat sedemikian rupa sehingga walaupun arus yang mengalir adalah arus/tegangan 1 fase tetapi akan mengakibatkan arus yang mengalir pada lilitan mempunyai perbedaan fase. 2. Motor 3 fase Disebut motor 3 fase karena untuk menghasilkan tenaga mekanik tegangan yang dimasukkan pada rotor tersebut adalah tegangan 3 fase. Reducer Reducer digunakan untuk menurunkan putaran. Dalam hal ini perbandingan reducer putarannya dapat cukup tinggi I=



n1 𝑛2



dimana : i : Perbandingan reduksi n1 : Input putaran (rpm) n2 : Output putaran (rpm)



Poros Poros pada umumnya berfungsi untuk memindahkan daya dan putaran. Bentuk dari poros adlah silinder baik pejal maupun berongga. Namun ukuran diemeternya tidak selalu sama. Biasanya dalam permesinan, poros dibuat bertangga/step agar bantalan, roda gigi maupun pulley mempunyai dudukan dan penahan agar dapat diperoleh ketelitian mekanisme. (Stolk dan Kross, 1993) Menurut pembebanannya, poros dibedakan atas tiga jenis, yaitu :



a. Poros Transmisi Poros ini berfungsi untuk mentransmisikan daya dan putaran. Hal ini menyebabkan poros mendapatkan momen bending/beban lentur dan momen torsion/beban puntir. Data yang ditranmisikan kepada poros melalui kopling, roda gigi, pulley maupun dengan sprocket. b. Spindel Spindle berfungsi sebagai poros transmisi. Namun, beban yang diterima poros ini hanya beban puntir. Contoh dari poros ini adalah spindle pada mesin perkakas, dimana ukurannya relative pendek. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil, bentuk serta ukurannya harus teliti. c. Gandar Poros ini berfungsi menyangga suatu mekanisme. Beban yang diterima poros ini adalah beban lentur, tidak terjadi putaran pada poros (Sularso dan Suga, 2004). Poros digunakan pada setiap mesin dan peralatan mesin, poros dibebani dengan beban yang berubah yaitu komninasi dari lenturan dan puntiran disertai dengan berbagai tingkatan konsentrasi tegangan. Pemindahan tenaga dan pergerakan mesin dapat dibagi dua : 1. Pergerakan Langsung Dalam hal ini poros motor bergerak (motor listrik, mesin uap dan motor bakar) Dihubungkan langsung dengan poros perkakas atau mesin yang hendak digerakkan dengan kopling-kopling. 2. Pergerakan Tidak Langsung 2. Pergerakan Tidak Langsung Dalam hal ini poros motor penggerak tidak langsung berhubungan dengan perkakas atau mesin yang digerakkan, melainkan dengan menggunakan pulley dalam mentransmisikan tenaga.



Pulley Pulley sabuk dibuat dari dari besi cor atau dari baja. Pulley kayu tidak banyak lagi dijumpai. Untuk konstruksi ringan diterapkan pulley dari paduan alumunium. Pulley sabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk yang tinggi (diatas 35 m/det). Untuk menghitung kecepatan atau ukuran roda transmisi, putara transmisi penggerak dikalikan diameternya adalah sama dengan putaran roda transmisi yang digerakkan dikalikan dengan diameternya. SD (penggerak) = SD (yang digerakkan) …………………… (2) Dimana S adalah kecepatan putar pulley (rpm) dan D adalah diameter pulley (mm) Menurut Daryanto (1986), ada beberapa jenis tipe pulley yang digunakan sebagai sabuk penggerak, yaitu: 1. Pulley datar Pulley ini kebanyakan dibuat dari besi tuang dan juga dari baja dalam bentuk yang bervariasi. 2. Pulley mahkota Pulley ini lebih efektif dari pulley datar karena sabuknya sedikit menyudut sehingga untuk slip relative sukar, dan derajat ketirusannya bermacam-macam menurut kegunaanya. 3. Pulley tipe lain Pulley ini harus mempunyai kisar celah yang sama dengan kisar urat pada sabuk penggeraknya. Pemasangan pulley dapat dilakukan dengan cara: 1. Horizontal Pemasangan pulley dapat dilakukan dengan cara mendatar dimana pasangan pulley terletak pada sumbu mendatar. 2. Vertikal Pemasangan pulley dilakukan secara tegak dimana letak pasangan pulley adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran pada bagian sabuk yang kendur sehingga akan menimbulkan getaran pada mekanisme serta penurunan umur sabuk.



Sabuk V Penggerak berbentuk sabuk bekerja atas dasar gesekan tenaga yang disalurkan dari mesin penggerak dengan cara persinggingan sabuk yang menghubungkan antar pulley penggerak dengan pulley yang akan digerakkan. Sebaliknya sabuk mempunyai sifat lekat tetapi tidak lengket pada pulley dan salah satu pulley itu harus dapat diatur Syarat yang harus dipenuhi untuk bahan sabuk adalah kekuatan dan kelembutan yang berguna untuk bertahan terhadap kelengkungan yang berulang kali disekeliling pulley. Selanjutnya yang penting ialah koefisien gesek antara sabuk dan pulley, massa setiap satuan panjang dan ketahanan terhadap pengaruh luar seperti uap lembab, kalor, debu, dan sebagainya Bantalan Bantalan adalah tempat poros bertumpu. Bantalan ini dapat dipasang didalam mesin, dimana poros bertumpu pada bagian yang terpisah. Bantalan dipasang pada bagian mesin yang dinamakan blok bantalan. Dalam bantalan biasanya terjadi gaya reaksi. Apabila gaya reaksi ini jauh lebih banyak mengarah tegak pada garis sumbu poros, bantalan dinamakan bantalan radial, kalau gaya reaksi itu jauh lebih banyak mengarah sepanjang garis sumbu, namanya adalah bantalan aksial (Daryanto, 1993). Bantalan adalah elemen mesin yang mempunyai poros berbeban sehingga gerakan bolak-balik dapat berlangsung dengan halus, aman dan tahan lama. Bantalan harus kokoh untuk memungkinkan poros dan elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat bekerja semestinya. Jadi, bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan pondasi pada gedung (Stolk dan Kross,1986) Bantalan dalam peralatan usaha tani diperlukan untuk menahan berbagai suku pemindah daya tetap ditempatnya. Bantalan yang tepat untuk digunakan ditentukan oleh besarnya keausan, kecepatan putar poros, beban yang harus didukung, dan besarnya daya dorong akhir.



Menurut Daryanto (1993) pada prinsipnya berbagai macam bantalan dapat digolongkan menjadi: 1. Bantalan luncur 2. Bantalan gelinding (bantalan pelana dan rol) 3. Bantalan dengan beban radial 4. Bantalan dengan beban aksial 5. Bantalan dengan beban campuran (radial-aksial) Mesin pengaduk dodol Mesin ini berfungsi untuk mengaduk dodol disertai dengan pemanasan untuk proses pemasakannya. Mesin ini mempunyai tipe XT 4-h, dengan dimensi (PxLxT) 900x500x1250 mm, terbuat dari bahan rangka plat baja. Penggerak Elektro Motor yang digunakan mempunyai tenaga 1/2 Hp, dengan konsumsi listrik 220 V, dengan jenis motor satu fase. Menggunakan pemanas berupa LPG atau kompor minyak dengan kemampuan mengolah 5 kg/batch. (Gama Mesin Mandiri, 2007) Permasalah dari teknologi pengolahan dodol adalah sistem distribusi panas selama pengadukan. Melalui pengembangan alat pengaduk dodol sistim double jacket sistem memanfaatkan fluida berupa oli dan pengaduk kombinasi atau combination paddle, telah banyak memberikan dampak positif terhadap kegiatan produksi dodol buah. Tinjauan aspek ekonomis adalah biaya operasional cukup rendah, sedangkan tinjauan produk adalah kualitas dodol yang seragam dan kompak. Spesifikasi mesin pengaduk dodol/selai (Double Jacket) adalah. Bahan frame pipa besi kotak 2x4 cm. Tabung / silinder terbuat dari stainless steel 304 dengan dimensi (pxlxt) cm : 70 x 60 x 85 cm (menyesuaikan). Daya listrik. maksimal : 500 W / 220 AV. Kapasitas pengolahan 20 kg / proses. Bahan bakar panas yang digunakan adalah burner LPG Transmisi rpm : Gear box, pulley, V belt, 20-40 rpm



BAB III Perumusan Rumus Perancangan



1.Perhitungan kapasitas penggaduk dodol di rencanakan Cp =150 kg/ jam Volume 1 pengaduk dodol dengan asumsi berat W= 100 gram bisa di hitung sbagai berikut V 1 adukaan = V pengaduk dodol – V poros pengaduk = ( π . t pengaduk dodol . t ) . ( π . t poros pengaduk ² . t ) = ( 3,14 . ( 90 mm )² . 150 mm ) – ( 3,14 . ( 60 mm )². 150 mm ) = 3.815,1 . 10³ mm³- 1.695,6 . 10³ mm³ = 2.119,5 .10³ mm³ Dari kapasitas mesin yang di rencanakan sebelomnya , yaitu dengan 150 kg/jam , dapat dihitung : Cp



V 1 jam = W pengaduk x V 𝑔𝑢𝑙𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 =



150𝑘𝑔/𝑗𝑎𝑚 100 𝑔𝑟𝑎𝑚



𝑥 21.195 . 10³ 𝑚𝑚³



= 31.792,5 . 10³/jam Jumlah adukan dalam 1 jam dapat di hitung : ∑ putaran dodol/jam =



=



𝑉1 𝑗𝑎𝑚 𝑉1 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 31,792,5 𝑥 1000 𝑚𝑚³/𝑗𝑎𝑚 2.119,5 𝑥 1000 𝑚𝑚³/𝑗𝑎𝑚



= 15 putaran dodol



Kecepatan putar yang di butuhkan : 150 kg/jam = 2,5 kg/menit Berat 1 putaran = 1000 gram = 1 kg Rpm



𝐶𝑝



= 𝑊 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛



=



2,5 𝑘𝑔/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 1 𝑘𝑔



= 2500 rpm



2.Perhitungan Daya Motor Putaran yang diharapkan pada pengaduk adalah 2500 rpm, maka gaya yang terjadi adalah : F = M . ω² . R Dimana :



M = massa poros Ω = kecepatan sudut ( rad/s ) R = jari- jari poros



Dengan rumus diatas, maka gaya yang diperlukan dapat di hitung : F = p . V . ω² . R F = 7850 kg/m³ . π . ( 0,0125 m )² . 0,6 m . (



250 .2𝜋 60



) rad/s . 0,0125 m



F = 19,8 N Dari gaya yang terjadi pada poros, maka momen torsi yang terjadi pada poros dapat di hitung dengan persamaan ; Mt = F . R Mt = 19,8 N . 0,0125 m Mt = 0,2475 Nm Perhitungan daya motor yang di butuhkan lengan pegaduk berdasarkan momem torsi yang terjadi adalah : Ps =



𝑀𝑡 . 𝑛 9550



Dimana :



Ps = daya yang di butuhkan ( kW ) Mt = momen torsi yang terjadi ( Nm ) n = putaran yang di transmisikan



Ps =



0,2475 .250 9550



Ps = 0,0064 kW



Efisiensi mekanik ( ῃmek ) : ῃmek



= ( ῃ v-belt x ῃ bearing = 0,98 x 0,995 = 0,9751 » ῃmek = 0,98



Daya motor yang diperlukan : 𝑃𝑠



Pmotor = ῃ 𝑚𝑒𝑘𝑎𝑛𝑖𝑘 =



0,0064 𝐾𝑤 0,98



= 0,006 𝑘𝑊 ≈ 0,0078 𝐻𝑃 ( supaya aman )



Diambil diatasnya , yaitu 0,25 HP )



Menurut daftar yang tersedia, maka di ambil daya motor sebesar 0,25 HP : dengan putaran motor 1.320 rpm. Sesuai



Jadi, dari perhitungan di atas, digunakan motor dengan spesifikasi : Daya



= 0,25 HP = 0,238 kW



3 .Sistem Tranmisi a. Perencanaan Diameter pully Dalam perencanaan diameter pulley, ada acuan spesifikasi data perencanaan sebagai berikut : Bahan belt



: Solid woven cotton



Putaran pulley 1 ( penggerak )



: n1 = 792 rpm



Putaran pulley 2 ( poros pengaduk ) : n1 = 250 rpm Diameter pully 1



: D1 = 60 mm = 2,3 in



Perhitungan Diameter pulley 𝑛1



𝐷2



= ( 1 + 𝛿 )𝑥 𝐷1 𝑛2



Dimana : 𝛿 = koefisien rangkak ( creep ) belt : 0,01-0,02 ≈dipilih 0,02 D2



𝑛1



=



=



= ( 1 + 𝛿 )𝑥 D1



𝑛2 792



250



( 1 + 0,02 ) 𝑥 60 𝑚𝑚



= 193,88 mm ≈7,6 in Jadi dari perhitungan di atas dapat di ketahui : Diameter pulley 1 : D1 = 60 mm ≈2,3 in Diameter pulley 2 : D2 = 194 mm ≈7,6 in Overload factor : ( 𝛽 )= 150% = 1,5 Material pulley Steel Carbon dengan massa jenis (ρ) = 7,83.10³kg/m³ t pulley = 25mm Mencari kecepatan keliling pulley : 𝜋 𝑥 𝐷1 𝑛1



Vp



= 60 𝑥 1.000



Vp



=



3,14 𝑥 60 𝑥 792 60 𝑥 1.000



Vp



= 2,48688 m/s



Menghitung gaya keliling rata-rata pulley : F rate = F rate =



102 𝑥 𝑃 𝑉𝑝 102 𝑥 0,18 𝑘𝑊 2,48688 𝑚/𝑠



F rate = 7,38 7,38 kg x



0,735 𝑘𝑊 1 𝐻𝑝



=5,4243 N



Karena adanya overload atau tarikan awal yang besar , maka diperkirakan bahwa ada kemungkinan gaya akan bervariasi dan mencapai harga maksimum. Tarikan awal biasanya di buat sebesar mungkin dengan tambahan 50% maka : Fmax = 150% x F rate = 1,5 x 5,4243 N = 8,136 N Atau 1,5 x 7,38 kg = 11,07 kg Menghitung berat pulley yang di gerakkan : V



= 𝜋 . 𝑟 2. 𝑡 = 3,14 x 0,097² x 0,020 = 0,00059 = 0,59 . 10´³ m³



Maka gaya berat pulley yaitu : Wp



=ρ.V.g = 7830 kg/m³ . 0,59 x 10´³m³ . 9,81 m/s² = 69,131 N ≈ 70,52 kg



b.Penentuan jenis V-belt Elemen mesin biasanya digunakan untuk memindahkan gaya serta putaran adalah V-belt. Beberapa pertimbangan daya dan putaran yang digunakan relatif kecil sehingga V-belt cukup mampu untuk memindahkan gaya. Dari segi ketersediaan di pasaran , Vbeltcukup bayak tersedia dan murah , serta menguntungkan dan untuk segikenyamanan penggunaan, v-belt tidak menghasilkan bunyi yang bising. Sistem transmisi yang dipilih menggunakan v-belt dengan angka keamanan N=1 ( getaran rendah, beban statistik, nonkontinyu )



Perhitungan pengujian spesifikasi v-belt adalah sebagai berikut n1 = 792 rpm n2 = 250 rpm D1= 2,3 in D2= 7,6 in



Penampang v-belt dipilih berdasarkan tegangan yang timbul dan tegangan akibat beban mula ( K ) yaitu : K = 2𝜑 x 𝜎˳ Keterangan : 𝜑 = faktor tarikan, untuk v-belt = 0,7 𝜎˳ = tegangan mula-mula untuk v-belt = 12 kg/cm² Maka K = 2(0,7) x 12 kg/cm² = 16,8 kg/cm² Dari tegangan yang timbul karena beban tersebut, maka dapat dicariluasan penampang Vbelt : zxA=



𝐹𝑚𝑎𝑥 𝐾



11,07 𝑘𝑔



= 16,8 𝑘𝑔/𝑐𝑚² = 0,658 𝑐𝑚²



Menghirung kecepatan v-belt : 𝜋.𝐷1 .𝑛1



Vb



=



Vb



=



Vb



= 12,434 ft/s



12 3,14 .60 𝑚𝑚 .792 𝑟𝑝𝑚 12



Menghitung jarak sumbu poros motor penggerak dengan poros yang di gerakkan : D2