RANCANG BANGUN MESIN PENGERING PAKAIAN KAPASITAS 30 POTONG LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III SPESIALISASI PRODUKSI / MAINTENANCE PROGRAM STUDI TEKNIK MEKANIK
Oleh :
oleh: 1. INDRA OS GETRO MANURUNG
NIM: 1205011042
2. JUPENSON PURBA
NIM: 1205011051
3. JHON FRENDI BUKIT
NIM: 1205011048
4. OSCAR APRILANDO SINAGA
NIM: 1205011072
5. ROFLIN B M SIHOMBING
NIM: 1205011085
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 Pengering Pakaian [Kapasitas 30 potong]” disusun sebagai syarat untuk dapat menyelesaikan Pendidikan Diploma 3, 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 Pengering Pakaian Kapasitas 30 potong. 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. Jhoni 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. Indra Os Getro Manurung; 2. Jupenson Purba; 3. Jhon Frendi Bukit; 4. Oscar A Sinaga; 5. Roflin B M Sihombing; 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, 14 Juli 2015 Hormat Penulis, 1. Indra Os Getro Manurung
NIM : 1205011042
2. Jupenson Purba
NIM : 1205011051
3. Jhon Frendi Bukit
NIM : 1205011048
4. Oscar A Sinaga
NIM : 1205011072
5. Roflin B M Sihombing
NIM : 1205011085
1. 2. 3. 4. 5.
vii
INTISARI
Proses pengeringan pakaian adalah mengurangi kadar air yang ada pada pakaian. Pada proses pengeringan pakaian, biasanya menggunakan energi panas yang bersumber dari panas matahari. Proses pengeringan dengan cara ini terdapat kendala yaitu cuaca yang tidak tentu ditambah lagi kondisi tempat tinggal yang sempit, sehingga proses pengeringan pakaian tidak efektif. Untuk mengatasi masalah tersebut maka penulis membuat mesin pengering pakaian kapasitas 30 potong dengan sirkulasi udara panas yang berasal dari elemen pemanas dan kipas udara. Penulis berharap dapat membantu masalah pengeringan pakaian. Mesin pengering pakaian kapasitas 30 potong memiliki banyak keunggulan diberbagai aspek diantaranya menggunakan thermostat yang berfungsi sebagai pengatur suhu pengeringan didalam ruang pengering, sehingga panas didalam ruang pengeringan dapat diatur sesuai keinginan. Mesin pengering pakaian kapasitas 30 potong beroperasi mengeringkan pakaian setelah melalui tahap spinning terlebih dahulu pada mesin cuci, hal ini dilakukan agar kadar air pada pakaian berkurang sehingga proses pengeringannya dapat dilakukan secara cepat dan efektif. Dengan demikian lamanya proses pengeringan pakaian tergantung pada kadar air pada pakaian tersebut. Mesin pengering ini memiliki dimensi panjang 1000 [mm], lebar 1500 [mm], dan tinggi 1500 [mm] dengan daya pemanas sebesar 990 watt untuk heater pertama dan 1300 untuk heater kedua. Kapasitas maksimum pakaian yang dikeringkan adalah 30 potong dengan efisiensi 62 [%], dan waktu pengeringan untuk jeans 1,4 [jam], untuk kaos dan kemeja sama yaitu 1,2 [jam]. Kadar air pada pakaian untuk jeans 9 [Kg], untuk kaos 2,7 [Kg] dan untuk kemeja 3 [Kg].
Kata kunci : pengeringan, pakaian, spinning dan udara panas
viii
ABSTRACK
Clothes drying process is to reduce the water content in the garment. In the process of drying clothing, usually using heat energy derived from solar heat. The drying process in this way there are obstacles that the weather is not necessarily coupled cramped living conditions, so that the clothing drying process is not effective. To overcome these problems, the authors make clothes dryer machine capacity of 30 pieces with hot air circulation coming from the heating element and fan air. The authors hope to help the problem of drying clothes. Clothes dryer machine capacity of 30 pieces has many advantages in many aspects of which uses a thermostat that functions as a regulator of the drying temperature in the drying chamber, so that the heat inside the drying chamber can be set as desired. Clothes dryers operating capacity of 30 pieces of dry clothes after spinning through the first stage in the washing machine, it is done so that the moisture content in garments is reduced so that the drying process can be performed quickly and effectively. Thus the length of the clothing drying process depends on the moisture content in the clothing. This tumble dryer has a long dimension of 1000 [mm], the width of 1500 [mm], and high 1500 [mm] with a heating power of 990 watts for the first heater and 1300 for the second heater. The maximum capacity of the dried clothes is 30 pieces with an efficiency of 62 [%], and the drying time for jeans 1.4 [hours], for the same T-shirts and shirts at 1.2 [hours]. Water content in clothing to jeans 9 [kg], for t-shirts 2.7 [Kg] and for shirts 3 [kg].
Keywords: drying, clothing, spinning and hot air
ix
DAFTAR ISI
SPESIFIKASI TUGAS AKHIR .............................................................. ii LEMBAR PERSETUJUAN ..................................................................... iii LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................... iv SURAT KEASLIAN ................................................................................. v KATA PENGANTAR ............................................................................... vi INTISARI .................................................................................................. viii ABSTRAK ................................................................................................. ix DAFTAR ISI .............................................................................................. x DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xiv DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. xv BAB I PENDAHULUAN .......................................................................... 1 A. Latar Belakang ................................................................................ 1 B. Rumusan Masalah ........................................................................... 2 C. Tujuan ............................................................................................. 2 D. Manfaat ........................................................................................... 3 E. Teknik Pengumpulan Data .............................................................. 3
BAB II LANDASAN TEORI ................................................................... 4 A. Teori Dasar ...................................................................................... 4 B. Metode Perpindahan Panas ............................................................. 5 1. Perpindahan panas konduksi ............................................... 5 2. Perpindahan panas konveksi ............................................... 6 3. Perpindahan panas radiasi ................................................... 6 x
C. Perhitungan Performansi Teknis ..................................................... 7 BAB III PEMBAHASAN ......................................................................... 10 A. Gambar Mesin Pengering Pakaian Kapasitasn 30 potong .............. 10 B. Komponen Utama ........................................................................... 11 1. Ruang Pengering (Dryer Space).......................................... 11 2. Kipas Udara (Exhaust Fan) ................................................. 12 3. Elemen Pemanas (Heater) ................................................... 13 4. Pengatur Suhu (Themosthat) ............................................... 14 5. Lampu Indikator .................................................................. 15 6. Sakelar Tekan ...................................................................... 16 7. Dinding Penutup Rangka .................................................... 17 a. Lapisan Udara ......................................................... 17 b. Lapisan Tengah ....................................................... 17 c. Lapisan Dalam ........................................................ 17 8. Gantungan Pakaian.............................................................. 17 9. Pintu Penutup ...................................................................... 18 10. Pegangan Pintu .................................................................... 18 11. Kunci Penutup Pintu ........................................................... 18 12. Lubang Udara ...................................................................... 19 C. Prinsip Kerja Mesin Pengering Pakaian Kapasitas 30 potong ........ 19 D. Proses Pembuatan (Manufacturing Proses) ..................................... 20 1. Proses Pemotongan ............................................................. 20 a. Pemotongan Bahan untuk Rangka Utama............... 20 b. Pemotongan Bahan untuk Rangka Pintu ................. 20 c. Pemotongan Bahan untuk Dudukan Kipas Udara dan Elemen Pemanas (Heater) ..................... 20 d. Pemotongan Bahan untuk Gantungan Hanger ........ 21 e. Pemotongan Bahan untuk Dinding Penutup ........... 21 f. Pemotongan Bahan untuk Dinding Pintu ................ 21 g. Pembuatan Dudukan Thermostat, sakelar tekan , selector switch dan lampu indikator...................... 21
xi
2. Penyambungan .................................................................... 21 a. Penyambungan Rangka Utama ............................... 21 b. Penyambungan Pipa Aluminium tempat dudukan Hanger ..................................................................... 21 c. Penyambungan Rangka Pintu ................................. 22 d. Penyambungan tempat Dudukan Kipas Udara ....... 22 3. Pemasangan ......................................................................... 22 a. Pemasangan Heater ................................................. 22 b. Pemasangan Exhaust Fan ........................................ 22 c. Pemasangan Pintu pada Rangka Utama dan Pemasangan Dinding Penutup Pintu beserta Pemegang Pintu dan Pengunci Pintu....................... 22 d. Pemasangan Dinding Penutup Rangka Utama........ 23 4. Proses Finishing .................................................................. 23 E. Pengoperasian Kerja Mesin Pengering Pakaian Kapasitas 30 potong......................................................................................... 24
BAB IV PERHITUNGAN, ANALISA BIAYA dan PERAWATAN ... 25 A. Perhitungan Performansi Teknis ..................................................... 25 1. Data Hasil Percobaan .......................................................... 25 2. Kadar Air............................................................................. 27 3. Laju Pengeringan ................................................................ 28 4. Panas yang digunakan untuk Menaikkan Suhu Benda ....... 30 5. Panas yang digunakan untuk Menguapkan Air ................... 30 6. Panas yang diterima Udara Pengering ................................ 31 7. Besar Energi untuk Menaikkan Suhu Benda ...................... 31 8. Besar Energi Listrik yang digunakan Mesin ....................... 32 9. Efisiensi Mesin .................................................................... 32
xii
B. Analisa Biaya .................................................................................. 33 1. Biaya Material ..................................................................... 33 2. Biaya Pembuatan................................................................. 37 3. Harga Jual Mesin................................................................. 38 4. Analisa Titik Impas ............................................................. 38 5. Diagram BEP Jeans ............................................................ 40 6. Diagram BEP Kaos dan Kemeja ......................................... 42 C. Perawatan ........................................................................................ 43 1. Pengertian Perawatan .......................................................... 43 2. Tujuan Utama Perawatan .................................................... 43 3. Perawatan pada Komponen Utama ..................................... 44
BAB V SIMPULAN dan SARAN ............................................................ 45 A. Simpulan ......................................................................................... 45 B. Saran................................................................................................ 45
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Mesin Pengering Pakaian Kapasitas 30 potong .................. 10 Gambar 2. Ruang Pengering (Dryer Space) pakaian ............................ 12 Gambar 3. Exhaust Fan ......................................................................... 13 Gambar 4. Heater .................................................................................. 14 Gambar 5. Thermostat ........................................................................... 15 Gambar 6. Lampu Indicator .................................................................. 16 Gambar 7. Sakelar Tekan (Push Button Switch) .................................. 16 Gambar 8. Gantungan Pakaian.............................................................. 18 Gambar 9. Mesin Pengering Pakaian Kapasitas 30 potong .................. 23
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Tabel Saturated Water and Steam Lampiran 2. Table Dry Air at Low Pressure Lampiran 3. Table Propertis Saturated Water Lampiran 4. Data Hasil Perhitungan Lampiran 5. Tabel Pengaturan Suhu pada Mesin Pengering Pakaian
xv
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Proses pengeringan pakaian yang lazim dilakukan adalah dengan cara menjemur pakaian diruangan terbuka, menggunakan hanger atau disusun rapi dengan rapi dijemuran dengan bantuan panas dari sinar matahari. Cara seperti ini tentunya terdapat kendala yang ditimbulkan, seperti tidak stabilnya kondisi cuaca dan lamanya waktu yang dibutuhkan serta tempat yang luas dan terbuka. Pada kondisi mendung terlebih keadaan hujan, maka dapat menyebabkan kondisi pakaian lembab dan kusut serta bau tidak sedap atau apek. Disamping itu, keadaan sekarang ukuran rumah tempat tinggal tidak terlalu luas, terlebih bagi penghuni apartement dan rumah susun. Peranan laundry banyak menjadi pilihan keluarga saat ini untuk mencuci jenis pakaian seperti baju atau celana. Untuk itu tentunya industri laundry membutuhkan sistem pengering pakaian yang cepat dan praktis. Dengan adanya berbagai permasalahan diatas, maka penulis coba mengatasi kendala – kendala yang timbul dari penjemuran cara tradisional, yaitu dengan mendisain dan membuat suatu mesin pengering pakaian kapasitas 30 potong dengan sirkulasi udara panas, dimana mesin pengering pakaian tersebut dapat membantu proses pengeringan pakaian yang lebih efektif dan efisien, baik digunakan untuk industri laundry.
1
B. Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang diatas, terdapat kesulitan dalam mengeringkan pakaian karena kondisi cuaca dan lingkungan yang terkadang tidak bersahabat. Maka penulis membuat mesin perngering pakaian kapasitas 30 potong dengan sirkulasi udara panas sehingga masalah – masalah tersebut diatas dapat diatasi. Adapun pakaian yang akan dikeringkan terlebih dahulu melalui proses spinning pada mesin cuci. Didalam laporan tugas akhir ini yang akan dibahas adalah: 1. Bagaimanakah prinsip kerja mesin pengering pakaian kapasitas 30 potong? 2. Bagaimanakah perhitungan performansi teknis dalam perancangan mesin pengering pakaian kapasitas 30 potong ? 3. Bagaimanakah proses pembuatan, prosedur pengoperasian dan perawatan serta analisa biaya mesin pengering pakaian kapasitas 30 potong ? C. Tujuan Tujuan dari tugas akhir ini yang berjudul mesin pengering pakaian kapasitas 30 potong, sesuai dengan perancangan adalah sebagai berikut : 1. Dalam pembuatan mesin pengering pakaian kapasitas 30 potong dapat membantu industri menengah yaitu laundry dan rumah tangga agar dapat mempercepat proses pengeringan pakaian; 2. Mampu merancangan suatu peralatan / mesin walaupun hanya berupa prinsip kerja yang sederhana, efektif, efisien dan praktis serta biaya pembuatan yang murah; 3. Mengetahui berapa besarnya energi panas dan eaktu yang diperlukan untuk menguapkan kadar air pada pakaian; 4. Mengetahui berapa besarnya energi listrik yang diperlukan untuk pengoperasian mesin pengering pakaian kapasitas 30 potong; 2
D. Manfaat Tugas akhir ini diharapkan bermanfaat bagi : 1. Penulis sendiri, dimana dalam tugas ini penulis dapat menambah wawasan tentang pengeringan pakaian dan menggaplikasikan ilmu yang diperoleh selama perkuliahan di Politeknik Negeri Medan. 2. Pemerintah, untuk mendukung pengembangan teknologi bagi para industri ( menegah ). 3. Masyarakat yang membutuhkan teknologi mesin pengering pakaian. 4. Pengusaha laundry. 5. Mahasiswa yang akan membahas permasalahan yang sama. E. Teknik Pengumpulan Data Teknik pengumpulan data yang dilakukan penulis dalam menyusun tugas akhir ini adalah : 1. Studi literatur, berupa studi kepustakaan dan kajian dari beberapa buku dan artikel – artikel terkait. 2. Diskusi, berupa konsultasi dan bimbingan dari dosen pembimbing, rekan – rekan mahasiswa, dan pihak – pihak yang terkait. 3. Browsing diinternet yang berkaitan dengan judul tugas akhir.
3
