RANCANG BANGUN MESIN PEMBERSIH LENDIR BIJI KAKAO KAPASITAS 80 KG/JAM
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesikan Program Pendidikan Diploma III
Oleh : 1. 2. 3. 4. 5.
IMMANUEL H. SARAGIH JEFRIYANTO SIMBOLON MASDIAN SINAGA PARNEL HUTASOIT SUTAN MERLIN SIAHAAN
NIM : 1005012151 NIM : 1005012158 NIM : 1005012173 NIM : 1005012182 NIM : 1005012196
PROGRAN STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2013
RANCANG BANGUN MESIN PEMBERSIH LENDIR
BIJI KAKAO KAPASITAS 80 KG/JAM
INTISARI Mesin pembersih lendir biji kakao ini dirancang untuk mempermudah dalam pemisahan lendir dengan biji kakao dan untuk mempercepat proses pengeringan tanpa menggunakan cara tradisional. Biji kakao digunakan sebagai bahan dalam pembuatan kue, es krim, makanan ringan, susu, dan lain-lain. Selain itu biji coklat juga mengandung sejumlah antioksidan yang baik yang dapat melawan radikal bebas berbahaya dan memperlambat proses penuaan sel. Sehingga banyak disukai oleh konsumen. Prinsip kerja mesin pembersih lendir biji kakao dengan sistem barel ini yaitu biji coklat basah yang telah dikeluarkan dari buahnya dimasukkan ke dalam melalui hopper kemudian akan diputar oleh screw yang dilengkapi dengan sekat karet searah jarum jam dan akan bergesekan dengan saringan yang berputar berlawanan arah jarum jam sehingga lendir biji kakao akan jatuh kebawah (corong pengeluaran lendir) dan biji akan dibawa screw ke corong pengeluaran biji. Pada mesin pemisah lendir biji kakao ini terdapat 4 plat yang di ujung plat dipasang sekat karet yang berfungsi sebagai screw dan melekat pada poros yang berdiameter 20 mm. Pillow bearing berfungsi sebagai bantalan/tempat dudukan poros. Putaran pada mesin dialirkan ke puli poros screw menggunakan sabuk “V” untuk memutar screw dan dialirkan juga ke gear box reducer melalui gigi payung dan dari reducer putaran dialirkan lagi melalui puli reducer ke puli tabung saringan dengan menggunakan sabuk “V” untuk memutar tabung saringan dengan memperlambat putaran.
Kata kunci : Biji kakao, Screw, Saringan, Motor Bensin
AN ENGINEERING DESIGN OF MACHINE CLEANSING FOR SEED MUCOUS OF COCOA CAPACITY 80 KG/HOUR
ABSTRACT This cleaning machine is provided to clean up the seed mucus of cocoa in its engineering is to simplify in separating mucous seed of cocoa and speed its drying up process and keep away conventional method. The cocoa is raw material in producing cake, ice cream, snack food, milk, and so forth. Beside it, the cocoa seed also contain variously antioxidant worthy on human againt dangerous free radical and eradicating cell-cell aging process, that there are thousand consumer like them. In principal, in function this cleaning machine with well know barrel system namely the seed of cocoa in wet condition that have been released out the should be entered into hopper, there it shall be turned by screw that has been equipped with the filter in rotated contra clockwise resulting in seed mucous may drop down (through funnel) and then those seed shall be brought by screw into funnel for putting out the seed. On this simple machinery there are found four plates where on the end of plat has been set up a rubber cover functioned as screw and sticking on its axis with twenty milimeter diameter. A pillow bearing function where the axis put on bear. The rotation of machine shall be flowed into a puller screw axis using a “V” belt in order to move the screw and then flowing it also into gear box reducer through an umbrella gear and from reducer the rotation shall be flowed further through a reducer puller into tube puller of filter there by using “V” belt function to rotate filter tube after slowing the rotation.
Keyboards : seed cocoa, screw, filter, gasoline motor.
KATA PENGANTAR Puji dan syukur Penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat Rahmat dan karunia‐Nya yang telah memberikan kekuatan, kesehatan, dan waktu kepada Penulis sehingga Laporan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik dan tepat pada waktunya. Laporan Tugas Akhir ini berjudul “RANCANG BANGUN MESIN PEMBERSIH LENDIR BIJI KAKAO KAPASITAS 80KG/JAM” ini disusun untuk menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III, Spesialisasi Perwatan dan Perbaikan Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan. Sesuai dengan judulnya, maka Penulis akan membahas mengenai prinsip kerja mesin, komponen utama yang digunakan, proses pembuatan, gambar mesin, pemeliharaan dan perawatan mesin, dan analisa biaya pembuatan Mesin Pembersih Lendir Biji Kakao Kapasitas 80 Kg/Jam. Dalam penulisan Laporan Tugas Akhir ini, Penulis telah banyak menerima bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun secara tidak langsung, pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak M. Syahruddin, S.T, M.T, selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Bapak Ir. Gidion Sembiring, M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan. 3. Bapak Drs. Infarizal, M.T, selaku Kepala Program Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan. 4. Bapak Armansyah, S.T, M.T. selaku Dosen Pembimbing Penulis yang telah banyak membantu dalam menyusun Laporan Tugar Akhir ini. 5. Bapak/Ibu Dosen Politeknik Negeri Medan. 6. Kedua orang tua penulis yang selalu memberikan dukungan dan bantuan baik secara moril maupun materi kepada penulis sejak awal kuliah sampai dalam hal penulisan tugas akhir. 7. Kakak dan adik penulis yang telah memberikan semangat buat penulis. 8. Rekan‐rekan mahasiswa/i Jurusan Teknik Mesin semester VI. 9. Seluruh rekan‐rekan penulis yang selalu bersama‐sama saat senang maupun duka Kelas ME‐6H.
10. Adik‐adik Jurusan Teknik Mesin semester II dan IV. Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih belum sempurna. Untuk itu Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari para Pembaca. Semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca, khususnya bagi Penulis sendiri.
Medan, 13 Agustus 2013
Penulis,
1. IMMANUEL H. SARAGIH
(1005012151) (
)
2. JEFRIYANTO SIMBOLON
(1005012158) (
)
3. MASDIAN SINAGA
(1005012173) (
)
4. PARNEL HUTASOIT
(1005012182) (
)
5. SUTAN MERLIN SIAHAAN
(1005012196) (
)
DAFTAR ISI Halaman LEMBAR SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ………………………………….... ii LEMBAR PERSETUJUAN ……………………………………………………. iii LEMBAR PENGESAHAN …………………………………………………….. iv INTI SARI ……………………………………………………………………….. v ABSTRAK ……………………………………………………………………….. vi KATA PENGANTAR …………………………………………………………... vii DAFTAR ISI ……………………………………………………………………... ix DAFTAR TABEL ……………………………………………………………….. xii DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………… ....xiii DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………………. xv
BAB I
PENDAHULUAN ……………………………………………………... 1
A. Latar Belakang …………………………………………………………….. 1 B. Perumusan Masalah ……………………………………………………….. 2 C. Tujuan ……………………………………………………………………... 3 D. Manfaat …………………………………………………………………..... 3 E. Teknik Pengumpulan Data ………………………………………………... 3 BAB II LANDASAN TEORI ………………………………………………….. 5 A. Pengertian Umum …………………………………………………………. 5 B. Potensi Komoditi Kakao ………………………………………………….. 8 C. Prinsip Kerja Mesin ……………………………………………………….. 9 D. Komponen Utama Mesin ………………………………………………….. 10 1. Motor Bensin …………………………………………………………… 11 2. Kerangka Mesin ………………………………………………………... 12 3. Sabuk dan Puli ………………………………………………………….. 13 4. Roda Gigi Payung ……………………………………………………... 18 5. Gear Box Reducer ……………………………………………………… 21
6. Poros ……………………………………………………………………. 21 7. Penyaring .................................................................................................. 24 8. Hopper ………………………………………………………………….. 24 9. Pasak ……………………………………………………………………. 24 10. Baut dan Mur ………………………………………………………… 25 11. Bantalan ……………………………………………………………….. 26 BAB III PEMBAHASAN ……………………………………………………….. 30 A. Perhitungan Volume Tabung …………………………………………….... 30 B. Daya Motor ………………………………………………………………... 31 1. Poros Screw …………………………………………………………….. 31 2. Plat Screw ………………………………………………………………. 32 3. Gaya Gesek …………………………………………………………….. 34 C. Sabuk ……………………………………………………………………… 35 1. Kecepatan Linear Sabuk ………………………………………………... 36 2. Panjang Keliling Sabuk ………………………………………………… 36 3. Sudut Kontak Sabuk …………………………………………………… 37 4. Luas Penampang Sabuk ………………………………………………… 37 5. Tegangan Maksimum Pada Sabuk ……………………………………... 38 6. Kapasitas Daya Transmisi Dari Satu Sabuk ……………………………. 39 D. Poros ………………………………………………………………………. 39 E. Puli ................................................................................................................ 44 F. Roda Gigi Payung ........................................................................................ 45 G. Bantalan …………………………………………………………………… 48
BAB IV ANALISA BIAYA …………………………………………………….. 51 A. Biaya Material …………………………………………………………….. 51 B. Biaya Pembuatan ………………………………………………………….. 52 C. Biaya Listrik yang Dipakai Selama Pembuatan Mesin …………………… 53 D. Biaya Pembuatan Mesin …………………………………………………... 53 E. Harga Jual Mesin Pembersih Lendir Biji Kakao ………………………….. 53
F. Break Event Point (Analisa Titik Impas) …………………………………. 54 BAB V SISTEM PERAWATAN DAN PERBAIKAN ……………………… 56 A. Pengertian dan Tujan Utama Perawatan ………………………………….. 56 1. Preventive Maintenance ………………………………………………... 56 2. Corrective Maintenance ………………………………………………... 57 B. Perbaikan (Reparasi) ……………………………………………………… 57 C. Perawatan Bagian-Bagian Utama Mesin ………………………………….. 58 1. Motor Bensin ………………………………………………………….... 58 2. Gear Box Reducer …………………………………………………….... 59 3. Poros ……………………………………………………………………. 59 4. Puli dan Sabuk …………………………………………………………. 60 5. Bantalan (Bearing) ……………………………………………………... 61 D. Cara Meminimunkan Kebisingan Mesin ………………………………….. 61 BAB VI PENUTUP ……………………………………………………………… 62 A. Simpulan …………………………………………………………………... 62 B. Saran ………………………………………………………………………. 62 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Persebaran tanaman kakao di Sumatera Utara tahun 2009 ……………... 8 Tabel 2. Biaya Material …………………………………………………………... 51 Tabel 3. Biaya Pemakaian Listrik ………………………………………………... 52 Tabel 4. Jadwal Pemeliharaan Motor Bensin ……………………………………. 59
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Buah Kakao ............................................................................................ 5 Gambar 2. Prinsip Kerja Mesin ………………………………………………….... 9 Gambar 3. Mesin Pembersih Lendir Biji Kakao ...................................................... 10 Gambar 4. Motor Bensin .......................................................................................... 11 Gambar 5. Sabuk “V” .............................................................................................. 13 Gambar 6. Kontruksi Sabuk “V” ............................................................................. 14 Gambar 7. Ukuran Panjang Sabuk “V” .................................................................... 14 Gambar 8. Puli ……………………………………………………………………...17 Gambar 9. Nama Bagian-Bagian Roda Gigi Kerucut ……………………………...18 Gambar 10. Roda Gigi Kerucut Istimewa ………………………………………… 19 Gambar 11. Faktor Dinamis Roda gigi Kerucut ……………………………………20 Gambar 12. Gear Box Reducer ……………………………………………………..21 Gambar 13. Poros ………………………………………………………………….. 23 Gambar 14. Penyaring ……………………………………………………………..24 Gambar 15. Hopper ………………………………………………………………... 24 Gambar 16. Jenis-Jenis Pasak ………………………………………………………25 Gambar 17. Baut dan Mur ………………………………………………………….26 Gambar 18. Bantalan Luncur ……………………………………………………….27 Gambar 19. Bantalan Gelinding ……………………………………………………27 Gambar 20. Sabuk V ………………………………………………………………. 35 Gambar 21. Luas Penampang Sabuk Tipe A ……………………………………… 37
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Ukuran Penampang Sabuk ‘V’ dan Diagram Pemilihan Sabuk ‘V’
Lampiran 2
Ukuran Puli ‘V’
Lampiran 3
Panjang Sabuk ‘V’ Standart
Lampiran 4
Faktor Koreksi Daya Yang Akan Ditransmisikan
Lampiran 5
Macam-macam Roda Gigi
Lampiran 6
Tegangan Lentur Yang Diizinkan Pada Bahan Roda Gigi
Lampiran 7
Faktor Tegangan Kontak Pada Bahan Roda Gigi
Lampiran 8
- Tegangan Lentur dan Tegangan Kontak yang Diizinkan (Roda Gigi Kerucut - Faktor Dinamis Roda Gigi Kerucut - Faktor Beban Lebih
Lampiran 9
- Roda Gigi Kerucut Lurus dengan Sudut Tekanan 200 dan Sudut Poros 900 - Faktor Pembagian Beban Km, Cm - Faktor Elastisitas Cp
Lampiran 10 Macam-macam Bantalan Gelinding Lampiran 11 Perhitungan Beban Ekivalen Lampiran 12 Tarif Tenaga Listrik Untuk Kebutuhan Industri
