Edisi XI/ATW/April/2014
ISSN 1693-6329
RANCANG BANGUNMESIN PERAJANG GENDAR DENGAN METODE SLICER PRESS 1)
Joko Yunianto Prihatin 2) Agung Supriyanto, 3) Slamet Pembudi 1,2) 3)
Jurusan Teknik Mesin Akademi Teknologi Warga Surakarta Jurusan Teknik Elektro Akademi Teknologi Warga Surakarta
Abstract Gendar chopper's engine design is one way to application of appropriate technology, to help artisans karak that still apply the traditional way. One is the process perajangan. The traditional way this turned out to be a barrier to increasing production capacity so that craftsmen can not always meet demand. With a well-designed machine, the process can be faster perajangan. It is evident from the test results produced a production capacity of 174.4 chopped per minute. Results much faster when compared to the traditional way that produces 50 per minute chopped. With a capacity greater perajangan time gains craftsmen will increase so as to improve the welfare of artisans
Keywords: Gendar, Slicer, Stubborn, Rajang Abstraksi Perancangan mesin perajang gendar ini merupakan salah satu upaya penerapan teknologi tepat guna, untuk membantu pengrajin karak yang selama ini masih menerapkan cara tradisional. Salah satunya adalah proses perajangan. Cara tradisional ini ternyata menjadi penghambat dalam peningkatan kapasitas produksi sehingga pengrajin selalu tidak bisa memenuhi permintaan konsumen.Dengan mesin yang dirancang ini, proses perajangan bisa lebih cepat. Hal ini dibuktikan dari hasil pengujian yang menghasilkan kapasitas produksi sebesar 174,4rajangan per menit. Hasil jauh lebih cepat bila dibandingkan dengan cara tradisional yang menghasilkan 50 rajangan tiap menit. Dengan kapasitas perajangan yang lebih besar waktu keuntungan yang diperoleh pengrajin akan meningkat sehingga bisa meningkatkan kesejahteraan pengrajin Kata kunci: Gendar, Slicer, Karak, Rajang
I.
PENDAHULUAN
Di Indonesia banyak sekali makanan tradisional yang keberadaannya terus dipertahankan sampai saat ini.Baik berupa makanan pokok, cemilan ataupun makanan musiman yang biasanya dibuat bila ada acara tertentu (misal acara adat).Salah satu makanan tradisional yang masih bertahan hingga sekarang adalah karak.Makanan ini sebenarnya termasuk kelompok cemilan (snack) namun ada masyarakat yang menikmatinya sebagai pelengkap makanan pokok sebagai lauk.Bahkan ada yang mengatakan bahwa tidak nikmat bersantap tanpa adanya karak. Usaha produksi karak termasuk kelompok Usaha Kecil menengah (UKM) yang dikelola sebagai usaha industri rumah tangga (home industry).Cara pembuatan karak biasanya masih tradisional.Tidak ada mesin atau alat modern yang digunakan, dari membuat adonan, merajang, menjemur, menggoreng hingga pengemasannya.Kebutuhan karak dimasyarakat sebenarnya sangat tinggi namun diimbangi dengan kapasitas produksi yang memadai.Seringkali produsen kehabisan stok untuk memenuhi kebutuhan pelanggan. Usaha peningkatan kapasitas produksi akanterkendalaoleh cara membuat karak masih menggunakan cara tradisional. Dari survey yang dilakukan pada salah satu UKM karak didaerah Mojolaban, Sukoharjo, salah satu proses pada pembuatan karak yang masih memakai cara tradional adalah perajangan gendar menjadi lembaran-lembaran tipis yang akan dijemur. Kemampuan merajang oleh tenaga manusia yang terbatas menjadikan kapasitas produksi karak kurang maksimal.Dari pengamatan yang dilakukan rata-rata tiap pekerja mampu merajang 50 rajangan tiap menit. Belum lagi kondisi lelah karena telah bekerja terlalu lama akan mengurangi kualitas perajangan. Akibatnya banyak gendar yang robek, berlubang, dan ketebalan yang tidak sama sehingga menjadi produk yang tidak layak jual. Untuk mengatasi masalah ini perlu adanya inovasi cara perajangan, yaitu mengganti tenaga manusia dengan menggunakan mesin. Dalam penelitian akan dibahas mengenai inovasi mesin perajang karak JURNAL TEKNIKA ATW
9
Edisi XI/ATW/April/2014
ISSN 1693-6329
dengan Rancang Bangun Mesin Perajang Adonan Karak Sistem Pisau Ayun Kombinasi Meja Geser Kontinyu mesin perajang. Mesin yang akan digunakan ini menggunakan serangkaian kawat sebagai pisau perajangnya (slicer press).
II. BAHAN DAN METODA a.
Cara pembuatan karak. Bahan-bahan yang digunakan untuk membuat karak adalah beras, bleng/cetithet, garam, dan air.Sedangkan peralatan yang biasa dipakai secara tradisional adalah dandang (panci), tungku/kompor, pisau, nampan pengering, lumping dan alu (alat untuk menubuk), alat pengaduk (enthong), papan untuk merajang (Anonim, 1982). Mula-mula persiapkan semua alat dan bahan.Buat larutan dari bleng/cetithet, garam dan air.Beras dicuci hingga bersih kemudian dimasukkan kedalam larutan bleng/cetithet dan garamlalu diaduk hingga rata. Proses selanjutnya adalah mengukusnya hingga masak.Setelah masak masukkan kedalam lumpang dan ditumbuk dengan alu menjadi adonan yang tercampur rata yang disebut gendar. Proses penumbukan ini tidak terlalu halus (masih kelihatan tektur nasinya), kemudian masukkan kedalam cetakan berbentuk empat persegi panjang. Setelah adonan dingin dilakukan perajangan dengan ketebalan 2-3 mm. Hasil perajangan ini ditata kedalam nampan pengering (papan anyaman bambu).Selanjutnya dijemur dibawah terik matahari.Pengeringan dilakukan dengan cahaya matahari biasanya sekitar 1-2 hari bila cuaca terik. Proses terakhir adalah penggorengan dan pengemasan. b. Perancangan komponen mesin Bagian-bagian utama mesin perajang karak ini adalah sistem pisau, tuas pengatur panjang langkah, poros, puli, sabukV, dan motor.Dalam rancangan yang dibuat, mekanisme perajang adalah dengan mendorong gendar melewati serangkaian pisau sehingga terpotong dengan ketebalan sesuai dengan jarak antar pisau. Daya motor yang diperlukan untuk menggerakkan mekanisme perajang dihitung denganrumus berikut, . (1) di mana: P : daya motor yang dibutuhkan (HP) T : torsi (kg.m) n : putaran (rpm) Untuk mentransmisikan putaran motor ke mekanisme perajang, digunakan sabuk V dan puli. Parameter jarak poros menentukan dimensi panjang sabuk V. Pada perencanaan sabuk V, jarak poros C,syarat yang harus dipenuhi untuk parameter jarak poros C, adalah: C – 0,5 (dk –Dk) > 0 (2) di mana: C : jarak poros (mm) dk: diameter puli luar kecil (mm) Dk : diameter puli luar besar (mm) Panjang sabuk V, dinyatakan dengan parameter (L), dapat dihitung dengan rumus: L = 2C + 0,5 π (dp + Dp) + 0,25C (Dp – dp)2 (3) di mana: L : panjang sabuk V (mm) dp : diameter nominal puli kecil (mm) Dp : diameter nominal puli besar (mm) Kecepatan linier sabuk V,dinyatakan dengan parameter (Vp), dihitung dengan rumus: Vp = (π dp n)/ (60.000) (4) di mana: Vp : kecepatan linier sabuk V (m/det) JURNAL TEKNIKA ATW
10
Edisi XI/ATW/April/2014
ISSN 1693-6329
dp : diameter nominal puli kecil (penggerak) (mm) n : putaran motor (rpm) Perhitungan diameter poros yang digunakan pada peralatan yang dirancang ini, dihitung dengan rumus: [(0,58 Syp) / N] > (16/π d3) (M2 + T2)0,5 (5) di mana: Syp : tegangan pada yield point (N/mm2) Su : tegangan ultimate (N/mm2) N : faktor keamanan d: diameter poros (mm) M : momen bending maksimum (N mm) T : torsi (N mm). Torsi yang terjadi pada poros dihitung berdasarkan rumus: T = 716,2 P / n (6) di mana: T : torsi yang terjadi (kg m) P : daya motor (HP) n : putaran (rpm). Untuk menentukan panjang langkah pendorong, pada lengan pendorong ini dilengkapi mur untuk menyetel panjang langkah. Besarnya panjang langkah yang tepat ditentukan dengan pengujian. Setelah didapat panjang langkah yang tepat maka mur pengunci pada batang pendorong dikencangkan. c. Cara Kerja Mesin Gambar mesin pembuat tepung tapioka serta bagian-bagian utamanya dapat dilihat pada gambar 1.
6
7
5
8
4
9
3
10
2
11
1
12
Gambar 1. Mesin perajang gendar Cara kerja mesin perajang ini adalah sebagai berikut: motor (2) dihubungkan dengan reducer (1) yang mengubah putaran motor 1450 rpm menjadi 48,3 rpm (rasio 1:30). Putaran ini masih terlalu tinggi sehingga diturunkan lagi dengan menghubungkan puley penggerak(3) yang berdiameter diameter 70 mm dengan pulley pengikut (6) diameter 300 mm dengan menggunakan sabuk (4). Disini putaran turun menjadi 11,3 rpm. Sabuk V (4) dapat diatur kekecangannya dengan menggeser pully penegang (5). Pulley (6) dihubungkan ke pendorong gendar (10) dengan menggunakan batang (8). Panjang langkah pendorong dapat diatur dengan menggunakan mur (9). Setelah tombol (7) di nyalakan maka pendorong akan mendorong gendar kearah pisau (11) sehingga gendar akan terpotong. Gendar yang sudah terpotong akan jatuh ke penampung melalui pengarah (12). JURNAL TEKNIKA ATW 11
Edisi XI/ATW/April/2014
ISSN 1693-6329
Dalam penelitian ini, metode yang digunakan adalah pembuatan alat/mesin yang kemudian alat itu diuji untuk berproduksi. Hasilnya akan dibandingkan dengan proses produksi secara manual. d. Diagram Alir Penelitian
Mulai (A.T.War Permasalahan UKM
Desain Awal
Desain Jadi
Desain Akhir-Model
Rancang Bangun Mesin
Pengujian Mesin
Masalah teratasi Kapasitas
N
Y selesai (A.T.War
III.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Data pada tabel 1 berikut merupakan data dimensi-dimensi utama dari mesin perajang karak yang dirancang/dibuat. Tabel 1. Dimensi Utama Mesin yang Dirancang No 1 2 3 4 5 6 7
Nama Komponen Motor Sabuk V Pulley penggerak Reducer Pulley pengikut/pendorong Diameter kawat pisau Jarak pisau
Dimensi 0.25 Hp Ukuran A 95 Diameter 6 inch (150 mm) 1 : 30 Diameter 12 inch (300 mm) 0,5 mm 2,5 mm
8 9
Diameter poros Panjang lengan pendorong
20 mm 850 mm JURNAL TEKNIKA ATW
12
Edisi XI/ATW/April/2014
ISSN 1693-6329
Untuk mengetahui unjuk kerja mesin perajang gendar yang dirancang secara pasti, setelah mesin tersebut dibuat, maka dilakukan pengujian. Mesin perajang karak ini dirancang untuk mampu merajang dengan kapasitas lebih besar dari proses perajangan manual, yaitu lebih dari 50 rajangan per menit. Disamping itu hasil rajangan juga rapi, tidak sobek atau berlubang, dan ketebalan yang seragam. Hasil akhir yang diperoleh dari mesin yangdirancang ini adalah gendar yang sudah terajang menjadi lembaran-lembaran tipis yang siap ditata pada nampan penjemur untuk dijemur. Proses penataan pada nampan penjemur dan penjemuran bukan bagian dari pengujian mesin ini. Langkah-langkah untuk pengujian mesin ini adalah sebagai berikut: 1. Mempersiapkan peralatan yang diperlukan dalam pengujian: gendar berbentuk balok, pencatat waktu, tempat penampung, minyak goreng dan kuas. 2. Lumasi permukaan nampan parajang dan pisau slicer dengan minyak goreng. Hal ini dilakukan agar gendar tidak lengket pada nampan. 3. Masukkan gendar kedalam nampan perajang. Ukuran dari gendar ini adalah 25 x 5 x 5 cm. 4. Nyalakan mesin dengan menekan tombol On/Start. 5. Mencatat hasil pengujian.Hal yang dicatat adalah waktu (time) perajangan dari gendar mulai didorong hingga gendar masuk kedalam pisau slicer dan keluar dari pisau hingga pendorong kembali lagi ke posisi semula. Dalam pengujian ini, jumlah pisau yang dipasang berjumlah 100 sehingga jumlah rajangan yang dihasilkan adalah 100 buah dengan ketebalan gendar 2,5 mm. 6. Lakukan langkah 3 dan 5 berulang-ulang sehingga gendar yang akan dirajang habis. Hasil pengujian yang dilakukan, dapat dilihat pada tabel 2. Tabel 2. Data Hasil Pengujian Mesin Perajang Gendar No
Produk
Waktu
Ukuran Gendar
Mesin Mesin
(cm)
Manual
Baik
Manual
Cacat
Baik
(detik)
Cacat
(pcs)
1
25 x 5 x 5
35
47
96
4
90
5
2
26 x 5 x 5
33
47
96
4
89
6
3
27 x 5 x 5
35
49
94
6
93
5
4
28 x 5 x 5
35
52
95
5
89
8
5
29 x 5 x 5
34
53
94
6
92
7
perbandingan waktu perajangan
60
waktu (detik)
50 40 30
Mesin
20
Manual
10 0 1
2
3 kegendar
4
5
Grafik 1. Perbandingan waktu perajangan mesin dan manual JURNAL TEKNIKA ATW
13
Edisi XI/ATW/April/2014
ISSN 1693-6329
jumlah
perbandingan produk baik 98 96 94 92 90 88 86 84
mesin manual 1
2
3
4
5
gendar ke-
Grafik 2. Perbandingan jumlah produk baik perajangan mesin dan manual
perbandingan produk cacat 10 jumlah
8 6 4
mesin
2
manual
0 1
2
3
4
5
gendar ke-
Grafik 3. Perbandingan jumlah produk cacat perajangan mesin dan manual Dari tabel 2 dapat diketahui waktu rata-rata untuk merajang gendar dengan panjang 25 cm dengan menggunakan mesin adalah 34,4 detik. Bila dilakukan dengan manual waktu rata-ratanya adalah 49,6 detik. Dari sini menunjukkan bahwa ada peningkatan efisiensi waktu perajangan dengan menggunakan mesin sebesar 30,6 %. Jumlah produk baik yang dikerjakan dengan mesin adalah 95 buah, sedangkan bila dengan cara manual sebanyak 90,6 (≈91) buah. Rata-rata produk cacat bila dikerjakan dengan mesin adalah5 buah, sedangkan dengan cara manual sebanyak 6,2 (≈7) buah. Produk cacat yang dikerjakan dengan mesin disebabkan oleh gesekan antara gendar dengan dinding tepi hoper sehingga potongan menjadi sobek atau berlubang. Sedangkan dengan cara manual disebabkan karena faktor manusiawi misal kelelahan dan kurang konsentrasi. Bentuk cacat yang dihasilkannya berupa ketidakseragaman ketebalan gendar, sobek dan berlubang.Produk-produk cacat ini selanjutnya dipisahkan untuk kemudian diproses ke pengeringan dan penggorengan namun tidak layak jual. IV. SIMPULAN Dari pengujian yang dilakukan, mesin yang dirancang untuk merajang gendar dapat bekerja dengan baik.Gendar dapat terpotong dengan rapi, ukuran yang seragam meskipun ada beberapa produk yang cacat. Kapasitas perajangansebesar 174,4 dapat melebihi kapasitas perajangan dengan cara manual. Dengan peningkatan kapasitas ini diharapkan keuntungan yang didapat juga meningkat sehingga bisa lebih meningkatkan kesejahteraan pengrajin karak. JURNAL TEKNIKA ATW
14
Edisi XI/ATW/April/2014
ISSN 1693-6329
DAFTAR PUSTAKA [1] Aninditya, Oegik.S, 2005, Perancangan Mesin Pembuat Tepung Tapioka,Jurnal Teknik Mesin Vol. 7, No. 1, April 2005: 22 – 27, Universitas Kristen Petra, Jakarta [2] Anonim, 1982, Paket Industri Pangan untuk Daerah Pedesaan, Pusat Penelitian dan Pengembangan Industri pangan, IPB, Bogor. [3] Beer, F.P., and Jhonston, E.R., 1987, Mechanics for Engineers: Dynamics., 4th edition, McGaw Hill Company, Singapore. [3] Hurst S,Kenneth;2009, Prinsip-prinsip Perancangan Teknik, Erlangga, Jakarta [4] Sularso, dan Suga, K., 1992, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin., PT Pradnya Paramita, Jakarta. [5] Robert L.Mott.,2009, Elemen Mesin dalam Perancangan Mekanis, penerbit Andy, Yogyakarta.
JURNAL TEKNIKA ATW
15
