ANALISA BENTUK DAN DIMENSI PISAU POTONG STIK SUKUN PADA MESIN PEMOTONG STIK SUKUN Pujono1, Ipung Kurniawan2 1 )Dosen 2
Program Studi Teknik Mesin, Politeknik Cilacap )Dosen Program Studi Teknik Mesin, Politeknik Cilacap ABSTRACT
Breadfruit is most consumed food by Indonesian people. Moreover, there are many ways to vary it into different food. One of them is by making breadfruit stick. A breadfruit stick machine is needed to make breadfruit stick. The machine uses crank launcher system with electrical motor the pulley and belt transmission system using 373 watt power and 1400 rpm. Further research and testing of the machine design are needed to produce the same size of the breadfruit stick. The result of the study is to figure out the perfect shape and dimension of the breadfruit stick cutter to produce the 8x8 mm dimension of the breadfruit stick. The method used in this study is by creating breadfruit stick cutter and doing cut testing using 3 cutters with the different shapes and dimensions. The result of the study shows that the slanted paralellogram cutter produces breadtfruit stick with the 8x8 mm diameter. Keywords: breadtfruit stick cutter, cutter, 8x8mm breadfruit stick
I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Indonesia kaya akan wisata kulinernya, salah satunya adalah makanan ringannya. Dari berbagai makanan ringan seperti keripik singkong, emping melinjo, kerupuk tenggiri, dan lainnya, ada salah satu makanan ringan yang digemari dan banyak di jumpai di masyarakat yang terbuat dari olahan sukun yaitu stik sukun. Makanan ringan ini banyak diproduksi oleh industri rumah tangga, salah satunya di Kabupaten Cilacap. Industri rumah tangga di Kabupaten Cilacap sebagian besar proses produksinya masih menggunakan cara tradisional, salah satunya pada proses pembuatan stik sukun tersebut, masing-masing industi kecil masih menggunakan cara tradisional pada proses pemotongannya. Proses pemotongan sukun tersebut masih secara manual yang dikerjakan oleh tenaga manusia, yaitu dengan menggunakan pisau dapur atau pun pisau khusus yang diharapkan akan menghasilkan produk yang lebih baik. Dari proses pemotongan yang masih tradisional tersebut hasil yang dicapai kurang memenuhi harapan seperti bentuk, ketebalan produk yang tidak seragam, lama waktu pembuatan, serta keselamatan pekerja. Pada proses pemotongan selain harus menggunakan pisau yang tajam, peralatan lain yang dijumpai, yaitu dengan peralatan serut seperti yang terlihat pada Gambar 1.1. Proses pemotongan dengan alat serut dibawah ini.
Gambar 1.1. Proses pemotongan dengan alat serut Cara ini sepenuhnya menggunakan tangan dan tenaga orang yang melakukan penyayatan. Ketebalan sayatan dapat diatur dengan penyetelan posisi mata pisau pada permukaan lubang yang ada pada papan peluncur irisan. Penggunaan alat ini perlu hati- hati, terlebih pada saat sukun yang hendak diiris semakin habis, karena dapat
Jurnal INFOTEKMESIN Volume 7 Edisi Januari 2014
46
melukai tangan ketika mengumpankan sukun. Dari berbagai hal tersebut merupakan suatu halangan dan batasan dalam peningkatan mutu dan jumlah produk. Setelah melihat perkembangan pengolahan sukun yang disebutkan di atas, agar kapasitas dan kualitas pemotongan sukun tersebut meningkat dengan hasil produksinya meningkat, serta biaya produksi pembuatan stick sukun rendah, maka digunakan teknologi dalam industri rumah tangga tersebut. Salah satunya adalah dengan merancang suatu alat atau mesin yaitu mesin pembuat stik sukun dengan mekanisme engkol peluncur.
1.2. Perumusan Masalah Berdasarkan uraian latar belakang di atas peneliti dapat merumuskan masalah sebagai berikut : 1. Bagaimana membuat suatu alat atau mesin yang mempermudah dalam proses pembuatan stik sukun. 2. Bagaimana bentuk dan dimensi pisau potongnya agar dapat memotong sukun menjadi berbentuk stik. 1.3. Manfaat Penelitian Manfaat penelitian yang dapat diperoleh diantaranya adalah sebagai berikut : 1. Meningkatnya kuantitas dan kualitas produksi stik sukun 2. Memberikan kemudahan bagi penggunanya dalam melakukan proses produksi stik sukun 1.4. Tujuan Penelitian Penelitian bentuk dan dimensi pisau potong ini mempunyai tujuan diantaranya : 1. Menentukan bentuk dan dimensi pisau potong untuk mesin potong stik sukun agar didapatkan potongan sukun berbentuk stik dengan ukuran 8x8 mm. 2. Menghasilkan sebuah mesin potong stik sukun. 1.5. Batasan Masalah Batasan masalah penelitian ini adalah : 1. Membahas tentang perancangan mesin pembuat stik sukun dengan mekanisme engkol peluncur. 2. Menganalisa hasil potongan stik sukun yang dihubungkan dengan bentuk dan dimensi pisau potongnya.
II. TINJAUAN PUSTAKA Gasni, D (2007) dalam penelitiannya melakukan analisa tentang gaya dan putaran, serta membandingkan hasil pemotongan dengan cara manual dan dengan menggunakan mesin pemotong dengan mekanisme engkol peluncur. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui berapa putaran dan kecepatan batang slider yang optimium dari poros engkol untuk pemotongan ubi talas yang baik seperti terlihat pada Gambar 2.1. Di bawah ini.
Jurnal INFOTEKMESIN Volume 7 Edisi Januari 2014
47
Gambar 2.1 Skema mesin pemotong umbi talas sistem mekanisme engkol peluncur Putro, S (2006) penelitian dilakukan dengan membuat alat perajang mekanik yang menggunakan prinsip kerja mekanisme engkol peluncur, circle cutter diputar oleh sebuah motor listrik yang dapat diatur putarannya dengan mengganti pulley transmisi. Sedangkan putaran engkol yang merupakan gerak feeding diputar oleh sebuah motor listrik yang berbeda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa grafik hubungan antara cutting speed dan kuantitas sayatan menunjukkan bahwa peningkatan cutting speed menghasilkan peningkatan kuantitas sayatan. Penelitian ini bertujuan mencari cutting speed dan feeding speed yang optimum pada pemotongan tempe menjadi kripik tempe dengan ketebalan tertentu seperti yang terlihat pada Gambar 2.2. Di bawah ini.
Gambar 2.2. Perajang mekanik kripik tempe untuk penentuan pasangan kecepatan potong dan kecepatan pemakanan Mekanisme Engkol Peluncur , mekanisme merupakan bagian dari rancangan suatu mesin yang berkaitan dengan kinematika batang, cam gear dan gear train sedemikian menghasilkan suatu keluaran gerak yang diinginkan. Dengan demikian studi tentang mekanisme menjadi hal yang sangat penting tidak hanya untuk menghasilkan kerja mesin yang efektif dan konstruksi yang baik, tetapi juga mudah pengendaliannya. Mekanisme dari suatu mesin sebenarnya hanya terdiri dari tiga macam gerakan yaitu gerak translasi, rotasi dan gabungan dari dua macam gerakan tersebut. Biasanya daya masukan yang diterima mesin berupa torsi dan putaran yang kontinyu sementara
Jurnal INFOTEKMESIN Volume 7 Edisi Januari 2014
48
gerak keluaran yang diinginkan dapat bervariasi tergantung proses yang diinginkan. Beberapa mesin menginginkan keluaran gerak rotasi atau translasi yang tidak kontinyu atau kontinyu akan tetapi tidak pada tingkat kecepatan Penelitian tentang pisau potong bawang merah dengan jumlah pengirisan bawang merah sebanyak 1 kg dengan 3 perbedaan sudut yang masing-masing sebesar 300, 400, dan 500. Dari hasil pengirisan didapat pada proses pengirisan dengan sudut 300 membutuhkan waktu pengirisan selama 1.67 menit, pada proses pengirisan dengan sudut 400 membutuhkan waktu pengirisan selama 1 menit dan pada proses pengirisan dengan sudut 500 membutuhkan waktu pengirisan selama 0.89 menit. Besarnya sudut pisau berpengaruh terhadap ketebalan irisan dan berbanding terbalik terhadap waktu yang diperlukan dalam proses pengirisan. Semakin besar sudut pisau maka semakin tebal hasil irisan dan semakin singkat waktu yang dibutuhkan, sedangkan semakin kecil sudut pisau maka semakin tipis hasil irisan dan semakin lama waktu diperlukan dalam proses pengirisan.Maka dari data di atas dapat diperoleh hasil bahwa pada mesin pengiris bawang merah di atas memiliki sudut optimum sebesar 400 dengan waktu pengirisan selama 1 menit untuk 1 kg bahan. Sehingga jika melakukan pengirisan selama 1 jam dapat melakukan pengirisan bawang merah sebanyak 60 kg ( Tantan, dkk, 2010 ). Gambar alat pengiris bawang merah ditunjukkan pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Alat Pengiris Bawang Merah( Tantan, dkk, 2010 ) Untuk menghasilkan potongan kentang berbentuk french fries digunakan alat atau mesin pemotong kentang dengan menggunakan motor listrik 0,5 HP dan kecepatan putaran 1400 rpm. Sedangkan pisau potong yang digunakan mempunyai bentuk persegi dengan ukuran 7 x 7 mm, dari bahan stainless steel dan ditempatkan pada rumah pisau yang berdiameter 8 cm (Eko K, 2008). Mesin potong kentang ini mempunyai ukuran panjang 750 mm, lebar 400 mm, dan tinggi 600 mm. Gambar mesin potong kentang berbentuk french fries dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Mesin Potong Kentang dengan Bentuk French Fries. III. METODE PENELITIAN 3.1 Alat dan Material Penelitian Alat dan material peneltian yang digunakan adalah sebagai berikut : 1. Buah sukun utuh yang sudah dikupas kulitnya
Jurnal INFOTEKMESIN Volume 7 Edisi Januari 2014
49
2. 3.
Satu unit mesin pemotong stik sukun dengan mekanisme engkol peluncur yang digerakan oleh motor listrik dengan daya 373 watt dan putaran mesin 1400 rpm menggunakan sistem transmisi puli dan sabuk. Pisau potong stik sukun dengan spesifikasi seperti ditunjukkan pada Tabel 3.1 sebagai berikut : Tabel 3.1 Spesifikasi Pisau Potong
No
Material Pisau
Dimensi Pisau P x L x T (mm)
Bentuk Pisau
1.
ST 37
Segitiga, sudut kemiringan
30 x 30 x 1 mm
2.
ST 37
Jajaran Genjang, sudut kemiringan
30 x 15 x 0,5 mm
3.
ST 37
Kotak persegi, sudut kemiringan
30 x 30 x 2 mm
3.2 Proses Penelitian Pisau dengan 3 variasi bentuk dan dimensi akan dipasang pada dudukan pisau di mesin potong stik sukun, dengan arah pemotongan sesuai sumbu horisontal. Skema gerakan pemotongan stik sukun ditunjukkan pada Gambar 3.1 Arah Gerak Potong Stik Sukun.
Buah Sukun
Gerak Potong
Mekanisme Engkol Peluncur
Gerak Potong
Gambar 3.1. Arah Gerak Potong Stik Sukun. 3.3 Hasil Ukuran Stik Sukun Ukuran stik sukun hasil pemotongan menggunakan pisau potong pada mesin potong stik sukun adalah 8 x 8 mm. 3.4. Proses Produksi Mesin Potong Stik Sukun Proses pembuatan mesin potong stik sukun dilakukan di laboratorium Program Studi Teknik Mesin, Politeknik Cilacap. Proses pembuatan yang dilakukan meliputi proses pemotongan material, proses pengeboran, proses bubut, proses milling, proses plat, proses pengelasan, proses pengecatan dan perakitan total. 3.5 Menghitung Efisiensi Pemotongan Menurut Wiraatmadja (2005), efisiensi pemotongan diperoleh dengan membagi kapasitas efektif alat dengan kapasitas teoritis yang diperoleh dari alat atau dapat dituliskan sebagai berikut : =
Dengan : η Output Input
%.......................................................................
(1)
= Efisiensi Pemotongan (%) = Kapasitas Efektif Alat (Kg/jam) = Kapasitas Teoritis (Kg/jam)
Jurnal INFOTEKMESIN Volume 7 Edisi Januari 2014
50
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Mesin potong stik sukun Mesin potong stik sukun dibuat dengan mekanisme engkol peluncur, berdaya 0,522 watt dan kecepatan putaran 1400 rpm. Rancangan awal mesin potong stik sukun ditunjukkan pada Gambar 4.1
Gambar 4.1 Rancangan Mesin Potong Stik Sukun
Gambar 4.2 Dimensi Mesin Stik Sukun Proses pembuatan mesin potong stik sukun : a) Proses pemotongan menggunakan mesin gerinda potong pada material mesin pembuat stik sukun dengan mekanisme engkol peluncur menghasilkan waktu keseluruhanya adalah 489,4 menit b) Proses pengeboran menggunakan mesin bor vertical KTK pada material mesin pembuat stik sukun dengan mekanisme engkol peluncur menghasilkan parameter putaran mesin (n) = 2335 rpm, kecepatan makan (Vf )
Jurnal INFOTEKMESIN Volume 7 Edisi Januari 2014
51
= 546 mm/menit, dan waktu pengeboran (tc ) = 0,76 detik yang diambil dari salah satu proses pengeboran serta waktu kesuluruhan proses pengeboran semua material mesin adalah 8,67 menit. c) Proses pembubutan menggunakan mesin bubut konvensional PINACHO pada material mesin pembuat stik sukun dengan mekanisme angkol peluncur menghasilkan parameter putaran mesin (n) = 360 rpm, kecepatan makan (Vf ) = 180 mm/menit, dan waktu pengeboran (tc ) = 2.23 menit yang diambil dari salah satu proses pembubutan, serta waktu kesuluruhan proses pembubutan adalah 36,4 menit. d) Proses pengefraisan menggunakan mesin frais vertical XYZ 2000 pada material mesin pembuat stik sukun dengan mekanisme engkol peluncur menghasilkan parameter putaran mesin (n) = 600 rpm, kecepatan makan (Vf ) = 480 mm/menit, dan waktu pengeboran (tc ) = 0,97 menit yang diambil dari salah satu proses pengfraisan, serta waktu keseluruhan proses pengefraisan material mesin adalah 2,09 menit. e) Proses pengelasan menggunakan mesin Las SMAW HOBART pada material mesin pembuat stik sukun dengan mekanisme engkol peluncur menghasilkan pararameter jumlah elaktroda yang di gunakan 60 batang electroda dan waktu keseluruhanya adalah 300 menit. f) Waktu total keseluruhan proses pemesinan dan pengelasan adalah 13 jam 9 menit. Berikut adalah foto mesin pemotong stik sukun
Gambar 4.4 Mesin Potong Stik Sukun_2
Gambar 4.5 Mesin Potong Stik Sukun_3 Spesifikasi Mesin Pemotong Stik Sukun Tabel 4.1 Spesifikasi Mesin Potong Stik Sukun No
Spesifikasi Fisik
Keterangan
1
Nama alat
Mesin Pembuat Stik Sukun dengan Mekanisme Engkol Peluncur
2
Fungsi
Memotong sukun menjadi bentuk stik
3
Dimensi
Panjang 1315mm, lebar 934mm, tinggi 1375mm
4
Material bahan
Besi siku, plat bar, plat alumunium
Jurnal INFOTEKMESIN Volume 7 Edisi Januari 2014
52
5
Penggerak
Motor listrik 1 Phase, 0.5Hp, 1400 Rpm
6
Sistem transmisi
Sabuk V type A ukuran 41” dan 53” Puli diameter 2” (2 buah) dan 10” (2buah)
Material pisau yang digunakan sesuai metolodogi adalah ST37, namun dengan merujuk referensi yang ada, maka material pisau diganti menggunakan S45C seperti ditunjukkan pada Tabel 4.2 Tabel 4.2 Tabel Material dan Dimensi Pisau Potong Dimensi Pisau Material Pisau Bentuk Pisau P x L x T (mm)
No 1.
S 45 C
Segitiga
30 x 30 x 1 mm
2.
S 45 C
Jajaran Genjang
30 x 15 x 0,5 mm
3.
S 45 C
Kotak persegi
30 x 30 x 2 mm
4.2 Proses Penelitian 1. Pisau ditempatkan pada pegangannya.
Susunan Pisau Vertikal di Belakang
Susunan pisau vertikal depan
Gambar 4.7 Dudukan Pisau Potong
Gambar 4.8 Mekanisme Engkol Peluncur Segaris 2.
Hasil Pemotongan Stik Sukun Penggunaan 3 jenis pisau potong stik sukun dengan berbeda-beda bentuk ternyata dihasilkan ukuran potongan stik sukun. Sebelum sukun dimasukan kedalam mesin potong, sukun harus dibelah dulu.
Jurnal INFOTEKMESIN Volume 7 Edisi Januari 2014
53
Gambar 4.9 Sukun Di Belah Hasil pemotongan stik sukun dapat dilihat pada Tabel 4.3. Tabel 4.3 Hasil Potong Stik Sukun No
1.
Material Pisau
S 45 C
Bentuk Pisau
Dimensi Pisau P x L x T (mm)
Segitiga. Sudut kemiringan
30 x 30 x 1 mm
Percobaan Pemotongan
Ukuran Stik Sukun (mm)
1.
8 x 10
2.
9 x8
3.
8,5 x 9
1.
2.
S 45 C
Jajaran Genjang, sudut kemiringan
30 x 15 x 0,5 mm
2. 3. 1.
3.
S 45 C
Kotak persegi, sudut kemiringan
30 x 30 x 2 mm
2. 3.
8x8 8,5 x 8 8 x 7,5 6x7 7x7 8x6
Dari hasil uji pemotongan tersebut didapatkan bahwa pisau potong dengan bentuk jajaran genjang mampu menghasilkan potongan stik sukun rata-rata berdimensi 8x8mm. Sudut kemiringan pisau dan bentuk pisau sangat mempengaruhi hasil potongan. Analisa sudut potong pisau
Gambar 4.10. Sudut Mata Pisau, Sudut Geser dan Sudut Pemotongan
Jurnal INFOTEKMESIN Volume 7 Edisi Januari 2014
54
4.3 Menghitung Efisiensi Pemotongan Efisiensi pemotongan diperoleh dengan membagi kapasitas efektif alat dengan kapasitas teoritis yang diperoleh dari alat atau dapat dituliskan sebagai berikut : =
%.
Output = Kapasitas Efektif Alat (Kg/jam) Input = Kapasitas Teoritis (Kg/jam) Dari mesin pemotong stik sukun yang telah dibuat, diketahui bahwa kapasitas teoritisnya adalah 300 kg/jam, sedangkan kapasitas efektif alat adalah 250 kg/jam. Sehingga nilai efisiensi mesin pemotong stik sukun adalah 83 %. V. KESIMPULAN Dari penelitian tentang pisau pada mesin potong stik sukun dapat disimpulkan 1. Mesin potong stik sukun dengan mekanisme engkol peluncur cukup efektif untuk menghasilkan potongan stik sukun yaitu 83%. 2. Material pisau potong merupakan materil yang harus memiliki nilai kekerasan yang cukup tinggi seperti S45C. 3. Ketebalan pisau potong, Sudut pisau potong dan penempatan pisau potong sangat berpengaruh terhadap keseragaman hasil pemotongan dan ketajaman pisau potong. VI. DAFTAR PUSTAKA Kuswoyo Eko, 2008, Rancang Bangun Alat Pemotong Kentang Bentuk French Fries, Departemen Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian, Univeristas Sumatera Utara, Medan. Sularso dan K. Suga, 2004, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Pradnya Paramitha, Jakarta. Wiraatmadja. S., 2005,Alsintan Pemotong dan Pengiris, Penebar Swadaya, Jakarta Tantan W., Taufik. Y., Garnida. Y., 2010, Rancang Bangun Alat Pengiris Bawang Merah Dengan Pengiris Vertikal (Shallot Slicer).
Jurnal INFOTEKMESIN Volume 7 Edisi Januari 2014
55
