MENIT

RANCANG BANGUN MESIN PENGUPAS KULIT DAN PEMOTONG DAGING BUAH NANAS SEMI OTOMATIS DENGAN PENGGERAK PNEUMATIK KAPASITAS 12 BUAH/MENIT LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III

SPESIALISASI PERAWATAN DAN PERBAIKAN PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

oleh : 1. ANDRIANSYAH SITOMPUL

NIM : 1305011012

2. JANET S. TELAUMBANUA

NIM : 1305011055

3. MUHAMMAD RIFKI

NIM : 1305011075

4. MUHAMMAD ZAKI

NIM : 1305011079

5. REVAN ARIEF SUARDI

NIM : 1305011091

JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2016

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat serta bimbingan-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini tepat pada waktunya. Laporan tugas akhir ini berjudul “Rancang Bangun Mesin Pengupas Kulit dan Pemotong Daging Buah Nanas Semi Otomatis dengan Penggerak Pneumatik Kapasitas 12 Buah/Menit” diajukan untuk menyelesaikan Mata Kuliah Tugas Akhir semester VI Program Pendidikan Diploma 3 Jurusan Teknik Mesin, Program Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan. Sesuai dengan judulnya maka penulis akan membahas mengenai prinsip kerja, komponen pneumatik beserta perhitungannya, gambar susunan dan detailnya serta proses pembuatan, prosedur pengoperasian dan perawatannya. Dalam penulisan laporan tugas akhir ini, penulis telah banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak baik secara langsung ataupun tidak langsung serta bantuan material, kritik maupun saran, yang semuanya sangat membantu penulis dalam menyelesaikan laporan ini. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih sebesar– besarnya kepada : 1. Bapak M. Syahruddin, selaku Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Idham Kamil, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin; 3. Bapak Joni Indra, selaku Kepala Program Studi Teknik Mesin; 4. Bapak Infarizal, selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan saran serta masukan dalam menyelesaika laporan ini; 5. Seluruh Bapak/Ibu Dosen Jurusan Teknik Mesin yang telah membimbing dan membina penulis; 6. Kepada seluruh staf/pegawai Jurusan Teknik Mesin; 7. Teristimewa kepada orang tua penulis yang telah mencurahkan kasih sayangnya dan memberikan dukungan baik moril maupun materi serta untuk semua keluarga penulis yang telah memberikan dukungan kepada penulis;

8. Seluruh teman-teman Program Studi Teknik Mesin stambuk 2013 yang telah senantiasa mendukung dan memberi semangat kepada penulis sehingga laporan tugas akhir ini dapat selesai dengan baik. Walaupun penulis sudah berupaya semaksimal mungkin, namun penulis menyadari bahwa laporan ini masih belum sempurna, oleh sebab itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun agar laporan tugas akhir ini dapat menjadi lebih baik. Akhir kata, penulis berharap semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak sebagai bahan masukan dan pertimbangan.

Medan, 3 Agustus 2016 Hormat Penulis, 1. Andriansyah Sitompul

NIM : 1305011012

2. Janet S. Telaumbanua

NIM : 1305011055

3. Muhammad Rifki

NIM : 1305011075

4. Muhammad Zaki

NIM : 1305011079

5. Revan Arief Suardi

NIM : 1305011091

1. 2. 3. 4. 5.

ABSTRACT CONSTRUCTIVE DESIGN OF PINEAPPLE PEELER AND MEAT CUTTERS MACHINE SEMI AUTOMATIC USING PNEUMATIC SYSTEM 12 FRUIT/MINUTE CAPACITY Pineapple is one of a kind pieces that are prevalent in society. The fruit is almost like in every community. Pineapple skin during the stripping process is only through manual tools such as kitchen knives, and the stripping process will take quite a long time. Pineapple peeler and meat cutter machine is designed aiming to facilitate the process of stripping the skin and meat cutting pineapple with automated, large capacity and can save time and effort. Basically, the working principle of this machine uses air from the compressor as a driving force 6 bar air pressure will flow through the hose to the pneumatic valve (5/2 single solenoid valve) and with 24VDC power supply will control the valve to be able to continue the air to the actuator. The movement of the pneumatic cylinder will push the pineapple to the cutting blades. The final result of the pineapple-shaped donut with a diameter of 100 mm with a thickness of 25 mm. Operation and maintenance must be taken to ensure that the machine can operate optimally, durable and in accordance with its function. Safety should also be taken to avoid accidents that are not expected. Keywords : Pineapple, Pneumatic, Blades, Solenoid Valve

DAFTAR ISI

SPESIFIKASI TUGAS AKHIR .................................................................... ii LEMBAR PERSETUJUAN ........................................................................... iii LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ iv INTISARI ........................................................................................................ v ABSTRACT..................................................................................................... vi PERNYATAAN KEASLIAN TA .................................................................. vii KATA PENGANTAR .................................................................................... xii DAFTAR ISI ................................................................................................... xiv DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xvii DAFTAR TABEL ........................................................................................... xix DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xx BAB 1 PENDAHULUAN ............................................................................... 1 1.1. Latar Belakang ................................................................................. 1 1.2. Perumusan Masalah ......................................................................... 2 1.3. Tujuan............................................................................................... 3 1.4. Manfaat ............................................................................................. 3 1.5. Teknik Pengumpulan Data ............................................................... 4 BAB 2 LANDASAN TEORI .......................................................................... 5 2.1. Sejarah Singkat Buah Nanas ............................................................ 5 2.2. Jenis dan Manfaat Buah Nanas ........................................................ 6 2.3. Sistem Elektro-pneumatik ................................................................ 7 2.4. Komponen Utama Elektro Pneumatik.............................................. 9 2.5. Aplikasi Penggunaan Pneumatik ...................................................... 14 2.6. Keuntungan & Kerugian Penggunaan Udara Kempa ...................... 15 2.7. Peralatan Pneumatik yang digunakan pada Rancangan ................... 17 2.7.1. Sumber Energi (Kompresor) .................................................. 17 2.7.2. Unit Pelayanan Udara (Air Service Unit) ............................. 18

2.7.3. Sinyal Input (Push Button) ................................................... 19 2.7.4. Katup Pemroses (5/2 Solenoid Valve Single 24 VDC) ........ 20 2.7.5. Limit Switch .......................................................................... 21 2.7.6. Katup Pengontrol/Pengatur Aliran ....................................... 22 2.7.7. Relay ..................................................................................... 23 2.7.8. Unit Penggerak (Aktuator) .................................................. 23 2.7.9. Konduktor dan Konektor ...................................................... 29 BAB 3 METODE RANCANG BANGUN..................................................... 31 3.1. Tempat dan Waktu ........................................................................... 31 3.2. Komponen, Peralatan dan Metode .................................................. 31 3.2.1. Komponen ............................................................................. 31 3.2.2. Peralatan ................................................................................ 32 3.2.3. Metode.................................................................................. 33 3.3. Pelaksanaan Tugas Akhir ............................................................... 35 3.4. Jadwal Kegiatan Rancang Bangun ................................................. 37 BAB 4 PEMBAHASAN .................................................................................. 38 4.1. Perancangan Mesin ......................................................................... 38 4.1.1. Perancangan Rangkaian Elektro-Pneumatik ......................... 38 4.1.2. Perhitungan Komponen Utama ............................................. 39 4.1.3. Perancangan Gambar dan Komponen Utama Mesin ............ 48 4.1.4. Prinsip Kerja Mesin............................................................... 53 4.2. Proses Pembuatan Mesin ................................................................. 54 4.2.1. Pembuatan Kerangka Mesin................................................. 54 4.2.2. Pembuatan Tuas dan Pisau Pemotong Mahkota Nanas ....... 55 4.2.3. Pembuatan Ragum Penjepis Nanas ...................................... 55 4.2.4. Pembuatan Pisau Tirus Pengupas Kulit Nanas .................... 56 4.2.5. Pembuatan Box Nanas ......................................................... 56 4.2.6. Pembuatan Pisau Pengiris Daging Buah Nanas ................... 57 4.2.7. Pembuatan Pisau Pipa Pemotong Tungkul Nanas................ 57 4.2.8. Pembuatan Pendorong pada Silinder A ................................ 58

4.2.9. Pembuatan Pendorong pada Silinder C ................................ 58 4.2.10. Pembuatan Lemari Penampung Hasil Pemotongan ........... 59 4.3. Pengujian Mesin ............................................................................. 59 4.3.1. Kapasitas Alat ...................................................................... 60 4.3.2. Kualitas Hasil Pengupasan dan Pemotongan ....................... 61 4.4. Teknik Perawatan dan Perbaikan ................................................... 62 4.5. Perhitungan Taksasi Biaya Pembuatan Mesin ............................... 64 4.5.1. Biaya Material ...................................................................... 64 4.5.2. Biaya Pembuatan .................................................................. 66 BAB 5 PENUTUP ........................................................................................... 69 5.1. Kesimpulan...................................................................................... 69 5.2. Saran ................................................................................................ 71 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi (Iptek) di zaman modern ini, maka manusia berusaha untuk menciptakan atau membuat suatu peralatan yang lebih efisien dan praktis yang dapat membantu bahkan menggantikan tenaga manusia dengan alat bantu yaitu berupa mesin. Di samping untuk memenuhi kebutuhan manusia, munculnya penemuan baru dilatar belakangi oleh penggunaan tenaga manusia yang terbatas, yang masih dilakukan dengan cara tradisional akan dialihkan ke teknologi tepat guna, yang tujuannya agar mendapatkan suatu efisiensi serta efektifitas yang lebih baik dari sebelumnya. Nanas merupakan tanaman buah berupa semak yang memiliki nama ilmiah Ananas Comusus. Nanas berasal dari Brazil (Amerika Selatan). Tanaman ini kini dipelihara di daerah tropik dan sub tropik, sebagai orang indonesia tentu tidak asing lagi dengan buah nanas. Buah nanas biasanya dikonsumsi pada siang hari karena rasa buah nanas yang segar dan manis. Selain dikonsumsi untuk makanan pelengkap atau cuci mulut, buah nanas juga dijadikan suatu prospek usaha yang menjanjikan. Pada beberapa usaha kecil menengah (UKM) menjadikan buah nanas sebagai bisnisnya, seperti usaha selai nanas, keripik nanas, nanas kalengan maupun berbagai olahan nanas lainnya. Selama ini pengupasan buah nanas diketahui hanya melalui alat manual berupa pisau dapur. Bila kita lihat proses pengupasan kulit nanas akan banyak memakan waktu, mengingat nanas termasuk buah yang cukup sulit dalam pengupasannya. Namun, belakangan ini telah mulai dikembangkan berupa alat pengupas nanas secara manual dengan menggunakan operator manusia. Alat tersebut juga masih memiliki banyak kekurangan yaitu diantaranya memerlukan tenaga manusia dalam pengupasannya dan kapasitas yang dihasilkan masih sangat kecil. Oleh karena itu melalui rancang bangun mesin pengupas kulit dan pemotong daging buah nanas semi otomatis dengan penggerak pneumatik ini,

1

penulis berusaha untuk mempermudah pekerjaan dalam pengupasan kulit nanas dengan cara merancang mesin pengupas buah nanas yang memiliki kapasitas lebih besar dan tanpa menggunakan tenaga manusia agar efektif dan efisien dalam pengupasan kulit maupun pemotongan daging buah nanas tersebut. Diharapkan dengan adanya rancang bangun mesin tersebut, dapat membantu pelaku-pelaku usaha (UKM) nanas dalam hal meningkatkan efisiensi produksi pengolahan nanas. Bertitik tolak uraian di atas maka penulis tertarik untuk mencoba membuat mesin pengupas kulit nanas dan pemotong daging buah nanas dengan judul Rancang Bangun Mesin Pengupas dan Pemotong Daging Buah Nanas Semi Otomatis dengan Penggerak Pneumatik Kapasitas 12 Buah/Menit.

1.2. Perumusan Masalah Pengupas nanas dan pemotongan dengan cara manual atau secara tradisional, belum mampu memberikan hasil produk yang baik serta waktu melakukan pengerjaannya relatif lama. Untuk mendapatkan suatu pengupas dan pemotongan dengan ukuran dan bentuk yang relatif sama serta waktu relatif

yang

lebih cepat diantaranya ditentukan oleh kemampuan mesin untuk

melakukan pengupas nanas dan pemotongan dengan baik. Disamping itu perencanaan yang baik seperti ketepatan pemilihan ukuran, material atau bahan yang digunakan, konstruksi mesin yang lebih baik serta proses pembuatan mesin sesuai dengan prosedur kemudian dilakukan pula uji coba mesin hingga memperoleh hasil sesuai dengan tujuan yang diinginkan, juga dipikirkan bagaimana untuk kelangsungan mesin jangka panjang dengan menerapkan teknik pemeliharaan, perawatan dan perbaikan. Untuk menjawab permasalahan diatas, dalam pembahasan ini dilakukan suatu rancang bangun mesin pengupas kulit dan pemotong daging buah nanas semi otomatis dengan penggerak pneumatik kapasitas 12 buah/menit. Rumusan masalah ini juga merupakan batasan masalah agar ruang lingkup rancang bangun tidak meluas karena adanya keterbatasan waktu.

2

1.3. Tujuan 1.3.1. Tujuan Umum Adapun tujuan umum dari pembahasan ini, yang merupakan kegiatan tugas akhir ini adalah melakukan Rancang Bangun Mesin Pengupas Kulit dan Pemotong Daging Buah Nanas Semi Otomatis Dengan Penggerak Pneumatik Kapasitas 12 Buah/Menit. 1.3.2. Tujuan Khusus Adapun tujuan khusus dari perencanaan ini adalah: 1. Perancangan mesin 2. Pembuatan mesin 3. Uji coba mesin 4. Teknik perawatan dan perbaikan mesin. 5. Anggaran biaya pembuatan mesin.

1.4. Manfaat Laporan tugas akhir ini diharapkan bermanfaat bagi : 1. Penulis

sendiri,

dimana

dalam

tugas

akhir

ini

penulis

dapat

mengaplikasikan ilmu rancang bangun yang telah didapat selama ini ke dalam bentuk pengoperasian mesin; 2. Politeknik Negeri Medan, khususnya jurusan Teknik Mesin untuk dapat menambah mutu proses pembelajaran dalam mata kuliah electro pneumatic (mekatronika) dan untuk melengkapi sarana praktikum sistem pneumatik; 3. Mahasiswa yang akan membahas permasalahan yang sama untuk dijadikan bahan masukan atau sebagai pembanding (studi kasus) sesuai apa yang dibahas; 4. Masyarakat/perusahaaan yang bergerak dibidang industri, khususnya industri pengolahan buah nanas agar dapat digunakan sebagai teknologi tepat guna;

3

5. Pembaca, khususnya yang ingin mengetahui tentang sistem kerja dari Mesin Pengupas Kulit dan Pemotong Daging Buah Nanas Semi Otomatis dengan Penggerak Pneumatik.

1.5. Teknik Pengumpulan Data Adapun teknik pengumpulan data yang dilakukan penulis dalam penyusunan laporan tugas akhir ini adalah : 1. Melakukan bimbingan dengan dosen pembimbing dan berdiskusi dengan pihak-pihak yang mengerti dalam proses perancangan mesin tersebut. 2. Studi literature dengan mencari buku-buku yang ada dalam perpustakan Politeknik Negeri Medan maupun sumber lain dari luar yang berkaitan dengan perancangan mesin tersebut. 3. Melakukan

studi

lapangan

dengan

mengamati

pengupasan

dan

pemotongan buah nanas. 4. Melakukan diskusi dengan tim tugas akhir. 5. Pengambilan data dari internet.

4