RANCANG BANGUN MESIN PEMERAS KELAPA PARUT JADI SANTAN KAPASITAS 35 KG/JAM
LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III SPESIALISASI PRODUKSI DAN PERAWATAN PROGRAM STUDI TEKNIK MEKANIK
Oleh :
oleh:
Daniel Martinus Simamora
NIM : 1205011017
Hazfi Ariqi
NIM : 1205012161
Mulyadi Nababan
NIM : 1205012196
Rahmat Dani
NIM : 1205011077
Trisno Pasaribu
NIM : 1205011103
JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2015
KATA PENGANTAR
Segala puji, syukur dan hormat penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang hanya karena kasih karunia dan penyertaan-Nya dalam kehidupan penulis, maka penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini dengan hasil yang maksimal dan sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan. Adapun Laporan Tugas Akhir yang berjudul “Rancang Bangun Mesin Pemeras Kelapa Parut Jadi Santan Kapasitas 35 Kg / Jam” disusun sebagai syarat untuk dapat menyelesaikan Pendidikan Diploma III, Jurusan Teknik Mesin, program studi Teknik Mekanik, Politeknik Negeri Medan. Berdasarkan judul tugas akhir, maka yang menjadi topik pembahasan dalam laporan tugas akhir ini adalah mengenai prinsip kerja mesin, komponenkomponen utama yang digunakan pada mesin, proses pembuatan mesin, gambar rangkaian serta susunan dan detailnya dari Rancang Bangun Mesin Pemeras Kelapa Parut Jadi Santan. Penulis sangat banyak mendapatkan masukan, bimbingan, pelajaran dan nasehat dari awal penulisan sampai akhir selesainya penyusunan laporan tugas akhir ini. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. M. Syahruddin, S.T., M.T. selaku Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Idham Kamil, S.T.,M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 3. Joni Indra S.T.,M.T. selaku Kepala Program Studi Teknik Mekanik Politeknik Negeri Medan; 4. Sunaryanto S.T. selaku Dosen Pembimbing penulis; 5. Bapak/Ibu Dosen Pengajar Politeknik Negeri Medan; 6. Orang tua yang selama ini dengan setia memberikan dukungan moril dan materil hingga penulis dapat menyelesaikan perkuliahan di Politeknik Negeri Medan, beserta Keluarga, Teman-teman, dan Sanak Saudara vi
penulis yang senantiasa memberikan semangat dan motivasi yang sangat membantu penulis; 7. Rekan satu Tim Tugas Akhir saya : 1. Hazfi Ariqi; 2. Mulyadi Nababan; 3. Rahmat Dani; 4. Trisno Pasaribu. 8. Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya juga penulis sampaikan kepada segenap rekan Mahasiswa/I semester VI Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan 2015 yang menjadi teman seperjuangan serta selalu memberikan perhatian yang besar selama proses pengerjaan laporan hingga selesainya. Walau bagaimanapun, laporan ini belum dapat dikatakan sempurna. Penulis sangat mengharapkan dan menghargai setiap masukan, kritik dan saran yang bertujuan untuk perbaikan laporan tugas akhir ini dan juga sebagai tambahan pengetahuan bagi penulis yang tentunya sangat bermanfaat pada masa yang akan datang. Kiranya laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua, khususnya bagi Adik-adik kami yang ingin meneliti dan mengangkat judul yang sama sehingga laporan ini dapat menjadi referensi dan akhirnya dapat membuat sebuah rancang bangun yang lebih baik. Medan, 08 Agustus 2015 Hormat Penulis, 1. Daniel Martinus Simamora
NIM : 1205011017
2. Hazfi Ariqi
NIM : 1205012161
3. Mulyadi Nababan
NIM : 1205012196
4. Rahmat Dani
NIM : 1205011077
5. Trisno Pasaribu
NIM : 1205011103
1. 2. 3. 4. 5.
vii
INTI SARI Sebagai salah satu alternatif untuk meningkatkan produktivitas dan efisiensi dalam menghasilkan sari kelapa yang murni, maka diciptakanlah mesin pemeras daging kelapa parut dengan motor bensin dengan harapan dapat membantu para wiraswasta/industri rumah tangga dalam menghasilkan santan yang berkualitas, dimana selama ini proses pemerasan santan banyak dilakukan dengan menggunakan tangan yang akan membutuhkan waktu yang cukup lama dan santan yang dihasilkan sedikit serta membutuhkan tenaga yang besar dalam pemerasan dibandingkan dengan mesin pemeras daging kelapa parut dengan motor bensin.
Mesin pemeras kelapa parut dengan motor bensin ini merupakan suatu alat yang dirancang untuk mempercepat dan mempermudah pengguna dalam mempercepat dan mempermudah pengguna dalam proses pengambilan sari kelapa secara efisien. Selain daripada itu mesin pemeras daging kelapa parut dengan motor bensin ini dapat menghasilkan sari kelapa yang lebih bersih.
Dari hasil perhitungan berdasarkan kapasitas kelapa parut yang ditentukan yaitu 35 [Kg/jam] dengan menghasilkan sari kelapa (santan) sebesar 19 [Kg/jam] dan ampas kelapa sebesar 16 [Kg/jam] maka putaran conveyor adalah sebesar 15 [rpm]. Daya total yang dibutuhkan oleh mesin pemeras daging kelapa parut dengan motor bensin ini adalah 0,5 [Hp].
Kata kunci : Sari kelapa, Mesin Pemeras, Motor bensin, Efisien, Conveyor.
viii
ABSTRACT
As an alternative to improve productivity and efficiency in generating pure coconut juice, the grated coconut meat squeezer machine with gasoline motor was invented in hopes of helping the entrepreneur/domestic industry in producing high quality coconut milk. It was invented because coconut milk extortion during this process done by hands requires considerable time and generates little coconut milk and requires a large force in extortion compared with grated coconut meat squeezer machine with gasoline.
Grated coconut meat squeezer machine with gasoline is a tool designed to speed up and simplify the user in the process of making coconut juice efficiently. In addition, this grated coconut meat squeezer machine with gasoline can produce cleaner coconut juice.
From the calculation result based on the specified capacity grated coconut meat which is 35 [Kg/h] to produce coconut juice (milk) at 19 [Kg/h] and the coconut pulp at 16 [Kg/h] then the conveyor rotation is equal to 15 [ rpm]. The total power required by the squeezer grated coconut meat machine with gasoline is 0.5 [Hp].
Keywords: coconut juice, squeezer machine, gasoline motor, Efficient, Conveyor.
ix
DAFTAR ISI SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ……………………………………………... ii LEMBAR PERSETUJUAN …………………………………………………. iii LEMBAR PENGESAHAN ………………………………………………….. iv PERNYATAAN KEASLIAN ISI TUGAS AKHIR (TA) .............................. v KATA PENGANTAR ………………….………………………………….…. vi INTISARI ……………………………………...……………………….......... viii ABSTRACT …………………………………...…………………………....... ix DAFTAR ISI ………………………….…..………………………………….. x DAFTAR GAMBAR ……………….…………………………….....……..... xiii DAFTAR TABEL ………………………………..………………………….. xv DAFTAR LAMPIRAN ………………………..…………………………..… xvi
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ………………………………………………………...… 1 B. Batas Masalah …………………………………………………………… 2 C. Tujuan Pembahasan ……………………………………………………... 2 D. Manfaat ………..…………………………………………………….….. 3 E. Teknik Pengumpulan Data ………………………………………………. 3 F. Sistematika Pembahasan ……………………………………………….... 3
BAB II TEORI DASAR A. Pengenalan tentang kelapa ……..…………………………………….… 7 1. Buah ………………………………………………………………….. 9
x
a. Kulit Luar ……………..………………………………………….. 9 b. Sabut Kelapa …………….……………………………………….. 9 c. Tempurung ………………………………….…………………... 10 d. Kulit Daging Buah …………………………………………….... 10 e. Daging Buah ………………..…………………………………... 10 f. Air Kelapa ……………………………………………………..... 10 2. Daun ………………………………………………………....…….. 10 3. Bunga Kelapa …………………………………………………….... 11
B. Tinjauan Terhadap Komponen-komponen Utama .………………......... 12 1. Screw Press ………………………………………………….....……..12 2. Motor Penggerak ……………………………………………....……. 14 3. Poros ………………………………………………………....…….... 16 4. Puli ………………………………………………………….....…….. 18 5. Gearbox ………………….…………………………………....…….. 19 6. Sabuk ………………………………….……………………....…….. 20 7. Bantalan ………………………………….………………....……….. 22
BAB III PERHITUNGAN ELEMEN UTAMA MESIN A. Gambar Mesin dan Nama-nama Komponen …………..………….….... 25 B. Prinsip Kerja Mesin Pemeras Kelapa Parut ………………..……...….. 26 C. Perhitungan Komponen Utama Pada Mesin …..……………..…….….. 27 1. Screw Press ……………………………...……………………..….. 27 2. Daya Motor Penggerak …………………….………………..…….. 31 3. Poros ………………………………….…………………...…...….. 40 4. Puli …………………………………………………………......….. 42 5. Sabuk …………………………………………………………..….. 43 6. Bantalan ……………………………………………………..…….. 48
xi
BAB IV. ANALISA BIAYA MESIN 1. Biaya Pembuatan Mesin .................................................................... 53 2. Upah Pengerjaan Mesin ……………………………………..…….. 54 3. Biaya Pemakaian Listrik ……………………………………..…….. 55 4. Biaya Total ……………………………………..……....................... 55 BAB V. PROSES PEMBUATAN 1. Kerangka mesin ……………………………..……............................. 56 2. Corong ……………………………..……........................................... 56 3. Pengunci screw press ……………………………..……..................... 59
BAB VI PERAWATAN DAN PERBAIKAN A. Pengertian dan Tujuan Utama Perawatan ……………………………… 60 B. Perawatan Bagian-bagian Utama Mesin ……..………………………… 60 1.
Motor Bensin ……………...…….....……………..…….................. 60
2.
Sabuk dan Puli …………………………………………………….. 63
3.
Gearbox / Reducer ……………………………………………….... 63
4.
Saringan …………………………………………………….……... 64
5.
Screw Conveyor …………………………………………………... 64
6.
Perawatan Bagian-bagian Lain. …………………………………… 65
BAB VII PENUTUP A. Simpulan …………………………………………………………......... 66 B. Saran …………………………………………………………............... 66 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
1. Pohon kelapa ...…………………………………………………………... 7 2. Bagian – bagian buah kelapa ……………………………………………. 9 3. Daun kelapa …………………………………………………………….. 11 4. Bunga kelapa .....………………………………………………………... 11 5. Screw press .......................……………………………………………… 12 6. Motor Bensin ……...........………………………………………………. 15 7. Poros Screw Press ..……………………………………………………... 17 8. Puli .....................................……………………………………………... 18 9. Gearbox/Reducer ..................................................................................... 19 10. Sabuk V tipe A .......................................................................................... 20 11. Bantalan ……………………………………………………………….... 22 12. Macam-Macam Bantalan Gelinding ………………………………….… 23 13. Mesin Pemeras Kelapa Parut ..…………………………...…………...… 25 14. Ukuran Screw Press …………………………………………………….. 27 15. Poros Screw Press ……………………………...……………………….. 33 16. Pegas ......................................................................................................... 37 17. Diagram pemilihan sabuk-V ..................................................................... 43 18. Penampang Sabuk V tipe A ...................................................................... 43 19. Gaya Geser Pada Sabuk………………………...…..…………………… 45 xiii
20. Kerangka Mesin …………………………………..…………….………. 56 21. Corong Pemasukan Bahan ……………….…………………..............…. 57 22. Corong Keluaran Ampas Kelapa …………………………….……..…… 58 23. Corong Keluaran Santan ......................................……….……….…....… 58 24. Pengunci Screw Press ................................................................….……... 59
xiv
DAFTAR TABEL
1. Faktor-faktor koreksi daya yang ditransmisikan (fc) ……....……..………. 15 2. Percobaan Pengukuran Berat Kelapa parut ................................................. 30 3. Percobaan Kapasitas Aktual.……………………………....……………… 51 4. Bahan Baku Mesin ..…………………………………….…...…………… 53
xv
DAFTAR LAMPIRAN
1. Harga Modulus Geser (G) 2. Ukuran Penampang Sabuk V 3. Nomor Bantalan 4. Faktor v,x dan y dan Xo dan Yo pada bantalan 5. Koefisien Gesek (µ) Kelapa dengan Baja 6. Massa Jenis Bahan
xvi
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Kelapa sering dijuluki “pohon surga“ karena seluruh bagian tanaman tersebut memiliki manfaaat bagi kehidupan manusia. Habitat paling dominan adalah kawasan pantai hingga ketinggian 600 m dari permukaan laut. Oleh karenanya, kelapa banyak tumbuh sepanjang daerah pesisir dan daerah tropis. Penggunaan santan kelapa selain digunakan sebagai pengolah bahan makanan sehari-hari juga digunakan sebagai bahan baku industri non pangan, sehingga peluang usaha pada bidang ini sangat menjanjikan. Pemerasan kelapa secara manual dengan menggunakan tangan dengan alat bantu misalnya kain di anggap kurang efesien apabila jumlah kelapa parut yang akan di peras banyak sehingga waktu yang dibutuhkan lama. oleh karena itu perlu perbaikan pemerasan secara mekanis, agar kapasitas santan kental persatuan waktu dapat ditingkatkan dan pada akhirnya berdampak pada pemanfaatan bahan baku (buah kelapa) yang ada menjadi optimal sehingga diharapkan dapat mendorong perkembangan industri dalam bentuk komoditi lain, seperti industri santan awet (santan instan), dan untuk meningkatkan peranan buah kelapa sebagai sumber pendapatan. Mekanisasi proses pemerasan tersebut perlu dilakukan karena proses pemerasan kelapa parut yang dilakukan dengan cara tradisional selain pemborosan waktu dan tenaga, juga ditinjau dari segi kebersihan tidak memenuhi standar kesehatan. Untuk memperbaiki proses pemerasan agar lebih efisien, yang dapat meningkatkan kapasitas dan memenuhi standar kesehatan, maka mesin pemeras kelapa parut dibuat dengan sistim ulir tekan (screw press) dan tenaga penggerak motor bensin.
1
B. Batasan Masalah Karena luasnya permasalahan yang ada dalam suatu rancangan, sementara penulis terikat keterbatasan waktu, kemampuan dan pengalaman dalam merancang bangun sebuah mesin, maka penulis perlu membatasi masalah-masalah yang akan dibahas. Dalam perancangan ini ruang lingkup yang akan dibahas meliputi: 1. Prinsip kerja mesin pemeras kelapa parut jadi santan 2. Proses pembuatan mesin pemeras kelapa parut jadi santan 3. Gambar assembling dan detail mesin pemeras kelapa parut jadi santan 4. Analisa biaya pembuatan mesin pemeras kelapa parut jadi santan 5. Perawatan dan perbaikan rutin yang dilakukan pada mesin pemeras kelapa parut jadi santan
C. Tujuan Pembahasan Adapun tujuan rancang bangun mesin pemeras kelapa parut jadi santan terbagi menjadi dua bagian yaitu: 1. Tujuan secara teknis Tujuan secara teknis rancang bangun mesin pemeras kelapa parut jadi santan adalah: a.
Mengetahui prinsip kerja mesin pemeras kelapa parut jadi santan
b.
Mengetahui proses pembuatan mesin pemeras kelapa parut jadi santan
c.
Mengetahui gambar mesin beserta bagian-bagian mesin pemeras kelapa parut jadi santan
d.
Mengetahui analisa biaya mesin pemeras kelapa parut jadi santan
e.
Mengetahui cara perawatan dan perbaikan mesin pemeras kelapa parut jadi santan.
2. Tujuan secara akademis a.
Sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan mata kuliah Tugas Akhir pada semester VI dan juga sebagai syarat untuk menyelesaikan program pendidikan Diploma III di Politeknik Negeri Medan.
2
D. Manfaat Penulisan laporan tugas akhir ini diharapkan memiliki manfaat besar bagi: 1. Penulis
sendiri,
dimana
untuk
menambah
pengetahuan
dan
mengembangkan ilmu yang didapat secara teori dan secara praktek sekaligus menambah pengalaman dalam merancang dan membuat mesin pemeras kelapa parut jadi santan; 2. Mahasiswa yang akan membahas hal yang sama, untuk dijadikan bahan masukan sebagai bahan pertimbangan; 3. Politeknik Negeri Medan sebagai lembaga pendidik formal yang dapat membantu memperkenalkan kepada masyarakat.
E. Teknik Pengumpulan Data Metode pengumpulan data yang dilakukan penulis dalam menyusun tugas akhir adalah sebagai berikut: 1. Melakukan studi ke perpustakaan (literatur) dan mempelajari buku-buku yang berkaitan dengan mesin yang dirancang; 2. Melakukan diskusi dengan dosen pembimbing; 3. Melalui jaringan internet penulis mendapatkan informasi yang membahas tentang bawang; 4. Melakukan diskusi dengan rekan satu tim maupun teman-teman diluar tim yang bersedia membantu; 5. Konsultasi dengan orang yang berkecimpung dan ahli dalam kontruksi mesin serta paham dalam bidang kontruksi mesin pemeras santan.
F. Sistematika Pembahasan Bab I Pendahuluan A. Latar Belakang Menjelaskan tentang maksud dan tujuan pemilihan judul dan perbandingan pemerasan kelapa parut secara manual maupun dengan menggunakan mesin.
3
B. Batas Masalah Membahas tentang batasan-batasan dalam penyusunan laporan Tugas Akhir. C. Tujuan Pembahasan Tujuan rancang bangun mesin pemeras kelapa parut. D. Manfaat Manfaat dalam penyusunan laporan Tugas Akhir. E. Teknik Pengumpulan Data Metode yang dipakai dalam menyusun Laporan Tugas Akhir. F. Sistematika Pembahasan Bagian-bagian yang dibahas dalam laporan Tugas Akhir.
Bab II Teori Dasar A. Pengenalan tentang kelapa Menjelaskan tentang pengertian, bagian dan manfaat kelapa. B. Tinjauan Terhadap Komponen-komponen Utama Menjelaskan tentang apa saja komponen yang terdapat pada mesin dan menjelaskan fungsi komponen utama tersebut.
Bab III Perhitungan Elemen Utama Mesin A. Gambar Mesin dan Nama –Nama Komponen Mencantumkan gambar mesin pemeras kelapa serta menjelaskan komponen-komponen
yang
berada
di
dalamnya
dengan
sistem
penomoran. B. Prinsip Kerja Mesin Kelapa Parut Menjelaskan cara kerja dari mesin pemeras kelapa parut. C. Perhitungan Komponen Utama Pada Mesin. Menghitung dan memahami komponen yang terdapat dalam mesin pemeras kelapa parut.
4
Bab IV. Analisa Biaya: A. Biaya Pembelian Material Menghitung biaya yang habis di keluarkan dalam membeli perlengkapan material untuk mesin pemeras kelapa parut B. Upah Pengerjaan Mesin Menghitung upah pengerjaan mesin kepada pekerja berdasarkan
jam
kerja dan jumlah pengerjaannya C. Biaya Pemakaian Listik Menghitung biaya pemakaian listrik tempat selama pembuatan mesin. D. Biaya Total Biaya yang habis di keluarkan dalam pembuatan mesin pemeras
kelapa
parut.
Bab V. Proses Pembuatan A. Kerangka Mesin Proses pembuatan kerangka dari mesin pemeras kelapa parut. B. Corong Proses pembuatan corong mesin pemeras kelapa parut yang terdiri dari corong pemasukan kelapa parut, corong keluaran ampas, dan corong keluaran santan. C
Pengunci Screw Press Proses pembuatan pengunci screw dari mesin pemeras kelapa parut.
Bab VI Perawatan Dan Perbaikan A. Pengertian dan Tujuan Perawatan Membahas tentang tujuan dari perawatan mesin B. Perawatan Bagian – Bagian Utama Mesin Membahas perawatan dari bagian - bagian utama komponen mesin yang perlu melakukan perawatan secara rutin.
5
BAB VII PENUTUP A. Simpulan Simpulan yang didapat dari perancangan mesin pemeras kelapa parut. B. Saran Saran yang di berikan agar mesin tersebut beroperasi dengan baik.
6
