RANCANG BANGUN MESIN PELET PAKAN IKAN DENGAN MEKANISME “SCREW PRESS” DARI BAHAN BAKU YANG TELAH DIPROSES FERMENTASI Aria Triwissaka.1), Ir. Nur Husodo, MSc.2), Ir. Budi Luwar S., MT.3) Jurusan D-3 Teknik Mesin FTI-ITS Kampus ITS keputih Sukolilo 60111 E-mail :
[email protected] 1)
Mahasiswa Jurusan D-3 Teknik Mesin FTI-ITS Pengajar Jurusan D-3 Teknik Mesin FTI-ITS dan 3) Pengajar Jurusan D-3 Teknik Mesin FTI-ITS 2)
Abstrak Limbah Organik pasar seperti sayuran, ikan, kulit kerang berpotensi sebagai bahan pakan ikan. bahan tersebut masih mempunyai nilai nutrisi yang cukup. Salah satu alternatif proses pengolahan limbah organik yaitu dilakukan proses fementasi untuk meningkatakan nilai cerna bahan pangan, dan menurunkan kandungan antigizi. Setelah proses fermentasi, proses pencetakan bahan agar menjadikan bahan jadi atau siap pakai. Dalam perencanaan terlebih dahulu dipelajari mekanisme mesin pembuat pelet. Dalam perencanaan digunakan mesin screw pres dari bahan limbah organik. Maka dibuatlah ”Rancang bangun Mesin Pembuat Pelet Ikan Dengan Mekanisme Screw Pres. Setelah pembuatan alat perluh dilakukan pengujian untuk mengetahui gaya total screw memindahkan material ke dalam bentuk pelet yang diinginkaan. sehingga gaya dan daya beserta komponen elemen mesin dapat diperhitungkan. Dari hasil percobaan tersebut, didapatkan geometri pelet sebesar 4 mm dari lingkaran luar, dengan gaya torsi memutar screw pres sebesar 5608,32 kgf/mm dan kapasitas yang diuji sebesar 1,3 kg/jam Kata Kunci :
Limbah organic, Rancang Bangun, Proses Fermentasi, Screws Pres, Perhitungan
1.1 Latar Belakang Limbah organik pasar seperti sayuran, ikan, kulit kerang berpotensi sebagai bahan pakan ikan. Untuk menjadikan pakan ikan bahan-bahan tersebut dilakukan proses fermentasi. Proses fementasi untuk meningkatakan nilai cerna bahan pangan, dan menurunkan kandungan antigizi. Setelah proses fermentasi dilakuakan, proses pencetakan bahan agar menjadikan bahan jadi atau siap pakai. Oleh karena itu perlu direncanakan “Rancang Bangun Mesin Pembuat Pelet Pakan Ikan Dengan Mekanisme Screw Pres” Screw pres ini bekerja dengan prinsip memindahkan bahan dan menekan bahan ke cetakan. Hasil
bahan akan keluar dari cetakan (Dies), sehingga bentuk pelet ikan disesuaikan dengan geometri cetakan. Setelah bahan keluar dari cetakan, bahan akan mengalami proses pemotongan dilakukan oleh pisau yang berputar bersamaan dengan screw pres tersebut. Limbah organik pasar merupakan sisasisa yang tidak terjual. Hasil bagian dari sayuran ataupun buahan yang tidak dimanfaatkan untuk konsumsi manusia, menurut drh. Neng Risris Sudolar (2009). Untuk pengolahan bahan diperlukan proses fermentasi. Dalam proses fermentasi digunakan mikroba untuk menghasilkan enzim. Enzim
dapat menstimulirkan flavor yang spesifik, meningkatkan nilai cerna bahan pangan, dan menghasilkan produk atau bahan lain yang tidak dikehendaki, serta menghasilkan produk atau senyawa turunan yang bermanfaat bagi kehidupan manusia, menurut Neech,et.al (1985). Setelah proses fermentasi, bahan dilakukan teknik ekstrusi dengan menggunakan ulir (screw) merupakan teknik yang paling sering digunakan secara luas. Tujuannya ialah untuk merubah polimer bahan menta dalam bentuk tepung melalui serangkian kombinasi proses seperti pencampuran, penggilingan, pembentukan dan pencetakan menjadi bahan jadi atau setengah jadi. Bentuk ukuran jenis tergantung spesifikasi mesin yang digunakan, menurut Nowjee (2004). Dari fungsi Dies atau Cetakan dalam pembuatan produksi pasta telah meningkatkan keragaman penggunaanya dalam mengasilkan produk dengan berbagai macam bentuk, menurut Holmes (2007). Dalam tinjauan pustaka ini terdapat, pembuatan pelet yang telah dilakukan oleh Denos Gwijangge [2001], merencanakan rancang bangun pembuatan pelet pada mekanisme roll penekan dengan mengunakan piringan pencetak pelet pada kapasitas 81,08 kg/jam dan motor listrik yang direncanakan. Bahan baku pembuatan pelet dari bahan tepung ikan, dedak, tepung gaplek dan sebagainya. Mesin ini memerluhkan modifikasi piringan pencetakan agar digunakan untuk membuat pelet pakan ternak lainnya. Pada pengamatan lain Syam Abdirrizal [2010], merencanakan peralatan proses produksi pelet ikan. Bahan baku pelet ikan dari bahan tepung daging, tepung kedelai, tepung jagung, dedak halus dan sebagainya. Mesin ini mengunakan mekanisme screw conveyor pada daya motor listrik sebesar 0,25 Hp. Mesin tersebut terdapat kelemahan berupa terbatasnya kapasitas produksi. Mesin pembuatan pelet ikan dapat dilakukan dengan “Rancang Bangun Mesin Pembuatan Pelet Pakan Ikan dengan Mekanisme Screw Pres” dimana screw pres mempunyai variable jarak pitch untuk memindahkan dan menekan material . Material mesin screw pres yang digunakan dari bahan-
bahan limbah organic yang sudah diproses fermentasi terdiri dari tepung ikan, tepung kulit kerang, tepung daun kangkung, tepung roti dan bahan tambahannya untuk memenuhi nilai nutirisi pelet yang diharapkan. Pada proses pencetakan dari geometri pelet disesuaikan pada bentuk cetakan. kemudian bahan yang keluar dari cetakan dapat dipotong oleh pisau yang berputar bersamaan dengan screw pers tersebut. 2.1
Proses gaya kontak terjadi Dari dasar teori sebagai acuan pengamatan proses terjadinya gaya terhadap putaran screw pres untuk mengalirkan bahan baku pelet.
Gamabar 2.17 Gambar Mekanisme Screw (Kataria Mahendra B, National Conference on Recent Trends in Engineering & Technology – A Thensis, 2011) Dari gambar mekanisme laju aliran screw, poros screw mendapat gaya kontak saat mengalirkan bahan baku pada volume yang dialirkan. Sehingga terjadi distribusi gaya yang timbul pada permukaan pitch screw. Misalkan suatu ulir tunggal tidak diputar atau digerakkan persis satu putaran (gambar 3.0). Maka satu sisi dari ulir tersebut akan membentuk hipotenusa dari suatu segitiga sikusiku yang alasnya merupakan keliling dari lingkaran diameter rata-rata ulir dan tingginya sama dengan jarak majunya. Untuk menaikkan beban suatu gaya P bekerja kearah kanan dan untuk menurunkan beban ke arah kiri.
TAPERED SCREW PRESS, A Thensis-1991)
Gambar 2.18 Diagram gaya (a) menaikkan beban dan (b) menurunkan beban (Sumber: Gandhi Harahap, 1984:373) Dimana : F = Gaya kontak atau gaya aksial P = Gaya arah tangensial N = gaya normal μN = Gaya yang timbul akibat gesekan 2.2
Gaya momen yang terjadi Pada perencanaan mesin screw pres mencari besar gaya momen untuk mengeluarkan material. gaya momen putar screw dapat diketahui dari hasil analisa percobaan yang terlampir pada tabel H. Sehingga mesin screw dapat diperkirakan mampuh mengeluarkan material dari dies atau cetakan yang sesuai geometri yang diinginkan. Untuk mencari besar gaya yang terjadi ketika screw pres menekan material. Sekema Gaya
Gambar 2.19 Gaya screw (Zhijun Zhong ,THEORETICAL AN EXPERIMENTAL ANALYSIS OF THE COMPACTION PROCESS IN A
Gaya dengan kecepatan mengalirkan material pada screw conveyor tidak terjadi slip sedangkan pada screw pres gaya dengan kecepatan menekan material terjadi slip. Pada screw pres gaya menekan yang terjadi slip diakibatkan faktor material memiliki density atau kerapatan material yang mereduksi gaya. Persamaan gaya-gaya yang timbul akibat gaya normal (Fn) dan gaya gesek (f’), dari gaya normal dan gaya gesek mengakibatkan terjadi gaya lain. Gaya ini merupakan gaya yang terjadi pada permukaan screw mempunyai gaya sebagai berikut : Gaya yang timbul akibat Gaya normal (Fn) • Gaya arah aksial = Fn. Cos α • Gaya arah tangensial = Fn. Sin α Gaya yang timbul akibat gesekan / koefisien gesek (f’) • Gaya arah aksial = Fn. f’. Sin α • Gaya arah tangensial = Fn. f’. cos α 3.1
Metodologi Flowchart ( Diagram Alir ) Dalam bagian Flowchart digunakan sebagai gambaran langkah-langkah pengerjaan tugas akhir ini :
Gambar 3.1 Perencanaan
Flow
Chart
Metodologi
3.2. Diagram Alir Perencanaan Mesin Pembuat Pelet ikan Dalam pelaksanaan pembuatan Tugas Akhir ini melalui beberapa prosedur sebagai berikut : 1. Observasi Lapangan. Peninjauan lapangan dilakukan meliputi observasi mesin-mesin pembuat pelet yang sudah pernah ada mulai mekanisme secara manual sampai dengan mengunakan motor. Observasi ini meliputi mekanisme, penggunaan mesin, bahan baku dan material yang digunakan. Tujuan dari observasi agar dapat mengetahui secara nyata sistem kerjanya dan informasi yang berguna untuk pembuatan tugas akhir ini. 2. Study literatur. Dalam perencanaan alat ini mencari studi literatur yang mempelajari proses pembuatan pelet melaui buku-buku berbagai sumber antara lain, buku / text book, diktat yang mengacu pada
referensi, publikasi-publikasi ilmiah, tugas akhir yang berkaitan dan media internet. Proses perencanaan mengunakan data-data untuk mengetahui prinsip mekanisme alat dengan permasalahan perencanaan. 3. Perumusan masalah Setelah mengkaji data-data dan informasi studi literatur terhadap observasi lapangan. Dalam hal ini ditemukan permasalahan mengenai mesin pembuat pelet dengan mekanisme yang terdahulu. 4. Perancangan alat Setelah dilakukan perumusan masalah maka dilakukan perancangan alat pembuat pelet. Rancangan alat menggunakan mekanisme alat pencetak pelet dalam bentuk pasta dan bahan baku tepung dari limbah organik diproses menjadi bentuk pelet ikan. Dalam perencanaan ukuran screw pres dibuat dengan jarak pitch yang berbeda dan diameter sama.
Gambar 3.2 Gambar Sket rancangan 5. Desain alat Membuat desain yang diperlukan dalam proses pembuatan. Perancangan gambar berdasarkan data yang diperoleh setelah melakukan observasi dan studi literatur. Desain alat yang dibuat meliputi kerangka, mesin extruder dan sitem penggerak. Dari desain tersebut akan mengetahui bentuk gambar komponen.
Gambar 3.3 Disain alat Keterangan :
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
Screw Pres Belt-V Gearbox Pulley penggerak Motor bensin penggerak Kerangka mesin atau Frame Pisau potong Penadah atau corong Cetakan atau Dies Pin atau flange dengan sistem baut Hopper dengan drumnya
Dari gambar tiga dimensi ini dapat diketahui komponen-komponen utama dalam pembuatan mesin. Sedangkan gambar dua dimensi terdapat dilampiran. 6. Pemilhan elemen mesin Pemilihan elmen mesin ditentukan dari material dan bahan yang dibutuhkan dalam perencanaan alat. Dimana urutan pembuatan alat sebagai berikut ini yang direncanakan : • Perencanaan membuat bahan pertama yaitu Pembutan pada screw pres yang dibentuk lebih kecil pada diameter ukuran pipa atau drum. screw pres dari bahan besi poros dengan nilai kekuatan ST49 dan besi Pelat yang dilakukan dengan penyatuan pada bagian paddle atau sirip screw yang tersusun terpisah melingkari poros. Sehingga bentuk screw pres mempunyai variable ukuran pitch dengan fungsi menglairkan material didalam drum atau pipa. • Pembuatan drum atau pipa yang dibentuk untuk tempat aliran material mengalir. Bentuk pipa disesuaikan screw pres agar dapat mengalirkan bahan yang sesuai tinjuan pustaka dan pada komponen yang lain disesuaikan pada bentuk pipa yang digunakan. • Pembuatan cetakan (dies) yang diperkirakan untuk membuat bentuk pelet yang dinginkan dan melihat komposisi yang digunakan. Bila komposisi memiliki koefisen gesek terlalu tinggi pada lubang cetakan perluh dibuat counter shiking. Ukuran derejat sudut counter shiking pada lubang agar mengurangi gaya gesek material untuk mengalir. • Pembuatan Pin atau flange dengan sistem baut dengan melubangi plate dengan mesin bubut agar dapat mengunci derjat kebebasan pipa yang sejajar terpasang dengan cetakan (dies). • Pembuatan pisau potong pada besi poros yang dibuat menjadi poros berlubang. Dilakukan pembuatan mata pisau dengan plate yang digerinda dalam bentuk tirus atau chamfer .
Kemudian dilakukan penyatuan poros berlubang dengan pisau potong. • Pembuatan kerangka mesin atau Frame yang mengunakan jenis besi profil “L” 50x50x5 mm, qualitas SNI. Menggunakan mesin las SMAW untuk menyatukan semua bagian-bagian kerangka mesin yang menjadi kesatuan sebagai penyangga mesin. • Dilakukan pemasangan komponen 1 mesin extruder pelet. • Dilakukan pemasangan posisi gearbox dan motor bensin terhadap posisi 1 komponen mesin extruder. • Pembuatan lubang pulley beserta pemasangannya dari mesin extruder ke gearbox dan motor bensin. • Pemasangan belt-V disesuaikan jarak pulley dan jenis pulley. • Pengecatan seluruh komponen dengan cat besi yang disemprotkan. Untuk gambar seluruh komponen dilampirkan dalam bentuk gambar 2D. 7. Persetujuan rancangan Persetujuan diperlukan dalam perencanaan agar terwujud kebutuhan dalam perencanaan yang dinginkan. 8. Perhitungan perencanaan Dari dasar teori dan studi literatur diaplikasikan pada perhitungan sesuai material dan bahan untuk membuat peralatan yang diinginkan. Pada tahap ini dilakukan pemilihan dan perhitungan elemen mesin yang akan digunakan. elemen mesin tersebut pulley, v-belt, pasak, bantalan (bearing), poros, serta motor sebagai penggerak. Pemilihan motor didasarkan pada perhitungan daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan screw pres. 9. Pembuatan alat Dari hasil perhitungan perencanaan dan observasi lapangan, mesin screw pres dapat diketahui dari spesifikasi bahan maupun dimensi komponen yang akan diperlukan untuk pembuatan alat. Dari komponen-komponen yang diperoleh, proses perakitan dilakukan secara urutan pemilihan elemen mesin untuk membuat alat yang sesuai dengan desain yang telah dibuat. Hasil pembuatan alat dapat diketahui dengan cara pengujian mesin screw pres sebagai berikut :
Gambar 3.4 Mesin Pelet Ikan 10. Cara pengujian mesin Proses pengujian mesin pembuat pelet adalah dilihat dari cara kerja mesin berikut : 1. Dari rumusan kapasitas yang telah dihitung akan disesuaikan terhadap kapasitas mesin yang digunakan. 2. Dari daya yang digunakan untuk motor mentransfer putaran terdiri dari pulley, belt-V dan poros. 5. Hasil dari bentuk pelet disesuaikan dengan geometri cetakan. Setelah bahan keluar dari cetakan (Dies), bahan keluar dari cetakan akan mengalami proses pemotongan dilakukan oleh pisau potong. 11. Analisa perhitungan Analisa perhitungan dari dasar teori sebagai acuan menentukan perhitungan. Pada proses perhitungan yang dilakukan peninjauan mesin screw pres sebagai berikut : a. Persaman gaya Gaya-gaya yang dianalisa pada gaya bebas atau free-body diagram yang terjadi pada permukaan screw. Pada screw pres terdapat gaya untuk mengalirkan material yang didalam drum. • Gaya aksial • Gaya tangensial • Gaya normal Pada proses penentuan gaya dapat dilakukan pengujian secara nyata dengan mesin screw pres agar lebih komunikatif terhadap perhitungan. b. Torsi Dari persamaan gaya mengakibatakan perhitungan torsi yang dihasilkan. Torsi yang dihasilkan dari • Torsi yang terjadi akibat gaya • Torsi akibat bentuk screw • Torsi akibat beban mengalirkan material c. Daya yang digunakan
Dalam pengunaan daya untuk memutar poros screw pres mengalirkan material. Daya yang dibutuhkan terhadapat momen torsi dirubah menjadi daya total mesin screw pres. sehingga daya yang digunakan dimana daya: Ntotal = N1 + N2 + Nx Setelah mendapat hasil perhitungan, hasil percobaan mesin seperti kapasitas, daya dan waktu. Dimana hasil tersebut sebuah laporan pengujian yang perluh diketahui. 12. Pembuatan buku laporan Dalam pembutan laporan ini, tahap pemgambilan data merupakan ujung dari pembuatan mesin screw pres. Data-data diambil untuk dapat disimpulkan dari hasil pengujian yang telah dilakukan. 4. Perhitungan dan Pembahasan Bab ini membahas tentang perhitungan dalam rancang bangun mesin screw pres. Rancang bangun mesin screw pres diperhitungan gaya dan daya yang ditransmisikan ke komponenkomponen elemen mesin seperti pulley, belt, poros, bantalan serta motor yang digunakan untuk mencetak bahan baku pelet ikan. Untuk dapat mengetahui perhitungan mesin screw pres dilakukan pembahasan sebagai berikut. 4.1 Massa jenis (γ) Menganalisa massa jenis bahan baku pelet yang telah ada dipasaran. Menganalisa diperluhkan sebagai gambaran sampel yang mempunyai kesamaan dalam proses pembuatan pelet. Pengamatan ini dilakukan pada salah satu tempat di tambak wedi untuk memperoleh percobaan sebagai berikut pada 1 sampel wadah aqua gelas diisi penuh dengan tepung bahan baku pelet. ρ = m/v = (200 gram)/(240 ml) = (0,0002 ton)/(0,00024 mᶟ) ρ = 0,84 ton/m3 ρ atau γ = 0,84 ton/m3 4.2 Perhitungan Kebutuhan Pemotongan Untuk menentukan kecepatan pemotongan ditinjau dari laju material pada screw press (V) dapat diketahui dari ukuran pitch yang direncanakan :
Gambar 4.1 Screw pres Dimana : Diameter mayor screw pres (D) = 93 mm Panjang screw pres (L) = 250 mm Pith screw pers (S) = 80 mm, 60 mm, 40 mm dan 27 mm Diameter poros atau diameter minor screw (d) = 50 mm Diameter drum Dd = 100 mm Sudut kemiringan screw α = 100 Ukuran geometri pelet diharapkan dengan diameter 4mm sedangkan panjang pelet tidak melebihi 18 mm. Proses perencanaan diameter pelet terhadap lubang cetakan pelet yang terlampir pada gambar komponen dies, sedangkan panjang pelet dirancang pada laju aliran yang dipindahkan pitch screw pres tiap detiknya. Pada proses memotong pelet seperti berikut ini.
Gambar 4.2 Proses Pemotongan pelet Ditentukan kecepatan material yang dialirkan dari jarak pitch screw yang paling ujung. Diketahui putaran screw sebesar 40 rpm. V = Sn/60 (m/s) = (0.027 .40)/60 V = 0,018 (m/s) Sehingga disesuaikan kebutuhan pisau terhadap kecepatan sudut screw. ω = (2.π.n)/60 = (2.3,14.40)/60 ω = 4,1867 rad/second Pada kecepatan screw berputar bersamaan dengan pisau menghasilkan 4,2 rad/s atau 240,660 setiap detik, maka diperluhkan 2 mata pisau untuk menghasilkan kecepatan sudut pemotongan sebesar 481,320 setiap detik. 4.3 Gaya Momen yang Ditentukan Pada perencanaan mesin screw pres mencari besar gaya momen torsi untuk mengeluarkan material. gaya momen torsi dapat diketahui dari hasil analisa percobaan dengan memutar screw sebesar 5608,32 kgf.mm, seperti gambar berikut ini.
Gambar 4.3 Gaya Momen Screw yang Dibutuhkan 4.3.1 Gaya Screw Mengalirkan Material Screw pres berputar menghasilkan gaya kontak pada permukaan screw untuk mengalirkan material. gaya yang terjadi seperti berikut.
Gambar 4.4 Gaya Screw Mengalirkan Material Gaya yang timbul ke arah tangensial (Ft) Gaya arah tangensial = Fn. Sin α Gaya arah tangensial = Fn. f’. cos α Kesamaan gaya tangensial searah dengan gaya memutar screw untuk mengalirkan material. Jadi gaya torsi yang terjadi : T = Ft. R T = Fn. (Sin α + f’. cos α). R Dimana harga koefisien gesek untuk material sejenis barley (semacam gandum, beras), yang mempunyai kelembaban dan terjadi pada massa jenis 840 kg/m3. Maka material mempunyai harga koefisien gesek sebesar 0,4314 dari lampiran tabel B3. Maka perhitungan Torsi yang dibutuhkan poros screw didapat dari gaya yang terjadi pada arah tangensial, seperti berikut : T = Ft. D/2 = Fn. (Sin α + f’. cos α). D/2 5608,32 kgf.mm = Fn. (Sin 100 + 0,4314. cos 100). 93mm/2 Fn = ( 5608,32 kgf.mm)/((Sin 10∘ + 0,4314.cos 10∘). 93mm/2) Fn =(5608,32 kgf.mm)/(27,83 mm) Fn = 201,526 kgf Dimana dari persamaan rumus gaya tangensial. Ft = Fn. (Sin α + f’. cos α) =201,526 kgf.(Sin 100 + 0,4314. cos 100) Ft = 120,61 kgf Untuk mencari gaya aksial yang terjadi pada permukaan screw mendorong material
keluar dari dies. Dari persamaan gaya sebagai berikut. Gaya aksial yang timbul Gaya arah aksial terhadap material = Fn. f’. Sin α Gaya arah aksial terhadap gaya normal = Fn. Cos α Dari persamaan gaya aksial yang terjadi dengan gaya sepanjang pesawat. Fn. Cos α - Fn. f’. Sin α = Fa ..(N) Fn. (Cos α – f’. Sin α) = Fa Fa = Fn. (Cos α – f’. Sin α) = 201,526 kgf. (Cos 100 – 0,4314. Sin 100) = 201,526 kgf. 0,91 Fa= 183,3 kgf Fa = 183,3 kgf .9,81 m/s2 Fa = 1798,17 N Untuk mencari nilai tekanan yang terjadi pada material terhadap gaya aksial (Fa), maka perluh perhitungan sebagai berikut. Secara area yang terkena tekanan pada permukaan screw terdiri dari D mayor atau diameter screw dan d minor diameter poros, maka mencari luas penampang. Atotal = AD - Ad = ¼ .π. D2 – ¼. π. D2 = ¼ .π. (93 mm)2 - ¼ .π. (50 mm)2 = ¼ .π.(0,093 m)2 – ¼ .π. (0,05 m)2 = 0,006789 m2 – 0,00196 m2 Atotal = 0,004829 m2 Gaya tekan yang terjadi terhadap luasan penampang. P = Fa/( A) = (1798,17 N)/( 0,004829 m²) P = 372369,64 N/m2 P = 372369,64 pa Daya pada Momen Torsi Screw Pres Daya yang dibutuhkan untuk memutar momen torsi screw pres pada putaran screw sebesar 40 rpm : N = (T. n)/974.000 (KW) N = ( 5608,32 kgf.mm . 40 rpm)/974.000 = 224332,8/974.000 N = 0,23 KW Perhitungan Daya Moment Inersia Momen inersia adalah ukuran resistansi / kelembaman sebuah benda terhadap perubahan dalam gerak rotasi. Momen inersia tergantung dari bentuk benda dan sumbuh ritasi. Jadi momen inersia tergantung dari massa benda dan jarak massa benda ke sumbu putar momen inersia screw.
T2 terjadi pada tiap putaran perdetik sebesar 2332,882 kg.mm, maka untuk dirubah menjadi daya (Kw), maka seperti rumus 2.5 N = (T. n)/974 = (0,002332925 kg.m 40 rpm)/974 N = 0,0000958 KW
Gambar 4.5 Momen Inersia pada Screw Momen inersia silinder pejal terjadi diakibatkan benda kerja berotasi searah dengan sumbuh poros. Ip = 1/2 . m. r2 (Kg.mm2) Pada berat silinder pejal 10,75 kg, jadi Ip = ½ . 10,75 kg. (25 mm)2 Ip = 3359,375 kg.mm2 Bila silinder berbentuk screw, maka momen inersia terjadi : Is = Ip. (0,40 + 0,60 (d∘)/(d₁)) (Kg.mm2) Pada diameter screw (d0) sedangkan diameter poros (d1), maka Is = Ip. (0,40 + 0,60 (d∘)/(d₁)) = 3359,375 (0,40 + 0,60.93/50) Is = 5092,8125 kg.mm2 Pada perputaran screw dapat mencari kecepatan sudut (ω) dapat dicari menggunakan rumus dibawa ini : ω = (2.π.n)/60 (rad/second) Kecepatan screw berputar pada sumbuhnya, maka ω = (2.π.n)/60 = (2.3,14.40)/60 ω = 4,1867 rad/second Sedangkan untuk mencari percepatan (α) dapat diperoleh dari : Pada persamaan di atas, yang dimaksud dengan Δt adalah waktu yg diperlukan oleh mesin dari keadaan berhenti sampai keadaan kecepatan konstan. Dalam mesin ini Δt tersebut diasumsikan sebesar 1 detik. α = (Δ ω)/(Δt ) α = (4,1867 - 0)/(1 s ) α = 4,1867 rad/s2 4.3.4
Perhitungan Daya Momen inersia Gaya torsi yang terjadi pada momon inersia saat percepatan sudut menjadi seperti ini : T2 = Is x α (Kg.mm) T2 = Is x α = 5092,8125 Kg.mm2x 4,4 937 rad/s2 = 22885,57153 Kg.mm2/ s2 = (0,022886 Kg.m² /s² )/(9,81 m/s²) T2 = 0,002332925 kg.m
4.4 Daya Mesin Screw Pres Dari daya Mesin Screw Pres yang dibutuhkan untuk mencetak pelet, maka dijumlah daya yang terjadi : Ntotal = Nscrew pres + Nmomen inersia = 0,23 kw + 0,000095 kw Ntotal = 0,230095 kw Jadi daya operasional pada mesin screw pres sebesar 0,25 kilo watt saat digunakan pada 2 jam 5.1 Kesimpulan 1) Daya, gaya, kapasitas mesin tidak konstan diakibatkan adanya tahan atau cetakan yang dapat menghambat bila material mengalami perubahan density atau kerapatan massa jenis dalam waktu sekitar 4 jam, dan mesin mengalami kondisi yang tidak prima untuk menghasilkan pelet. 2) Pada system transmisi didapatkan : Panjang belt pada pasangan pulley 1 dan 2 adalah 1250 mm. Umur belt 1 sebesar 1995,91 jam kerja. Panjang belt pada pasangan pulley 3 dan 4 adalah 900 mm. Umur belt 1 sebesar 42 jam kerja Jenis belt yang digunakan yaitu tipe B. Bahan poros ST49 dan berdiameter 25 mm. Bahan pasak ST37 dan lebar pasak 6,35 mm, pada poros pengaduk panjang pasak ditinjau dari tegangan geser dan kompresi 0,05 mm. sedangkan pada poros pengayak panjang pasak ditinjau dari tegangan geser dan kompresi 0,13 mm. Bantalan yang digunakan jenis gelinding (ball bearing-single row- deep groove) dengan data : D = 35 mm B = 17 mm C0 = 3150 lb C = 4450 lb Maka umur bantalan diketahui sebesar 268416,42 jam kerja
3) Pada pengunaan mesin screw pres diharapkan tiap 4 jam sekali mesin perluh dilakukan proses breakdown agar mendapatkan kapasitas 1,34 kg/jam. 4) Proses pembuatan pelet, bahan baku harus memenuhi kriteria butiran halus atau sebesar 16 mesh 5) Pada proses pencetakan pelet diharapkan bahan baku mempunyai kadar air sebesar 20 %. 5.2. Saran 1) Gunakan mesin dengan efisiensi pemuatan sekitar 30 % dari drum agar mesin dapat digunaan lebih dari 4 jam. 2) Pada pembuatan pelet perluh ditinjau dari komposisi harus disesuaikan kondisi kadar air dan ukuran butiran. 3) Ukuran pulley D4 dan D3 diupayakan lebih besar ukuran diameternya agar umur v-belt lebih lama. DAFTAR PUSTAKA 1.
2.
3.
5.
6.
7.
8. 9.
Neng Risris Sudolar, 2009. Pemanfaatan limbah pasar sebagai pakan ruminansia sapid an kambing Di DKI Jakarta. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Jakarta. Sym abidirizal. 2010. Perencanaan Proses Produksi pelet Ikan Dengan Kapasitas 2 ton/jam: Institut Teknologi Speuluh Nopember. “kandungan-nutrisi-bahan-bakunabatipakan-ikan” http://www.smallcrab.com, Diakses22 September 2013. Anonim2, 2011, “Membuat mesin pembuatpakanikan”, http://randifarm.blogspot.com, Diakses 2 Desember 2013. Pelin Sari, PRELIMINARY DESIGN AND CONSTRUCTION OF A PROTOTYPE CANOLA SEED OIL EXTRACTION MACHINE– A Thensis, 2006. Keungulan screw pres pada variable pitch,www.fkcscrewpress.com, Diakses12 januari 2014. Spivakousky and V.Dyachkov, Conveyor and Releated Equipment. Deutschman, Aaron D, Walter J Michels, Charles E Wilson. 1975. Machine Design Theory and Practice. New York : Macmillian Publishing Co, Inc.
10.
Sularso, Suga, Kiyokatsu. 1991. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin 10th edition. Jakarta : PT. Pradnya Paramita.
