TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN COFFE PRODUCTING MACHINE
OLEH : NURUL ARIF SUSANTO NPM : 10321025 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIJAYA PUTRA SURABAYA 2012
tugas akhir
RANCANG BANGUN COFFE PRODUCTING MACHINE
TUGAS AKHIR Diajukansebagaisalahsatusyaratmemperoleh GelarSarjanaTeknikpadaFakultasTeknik UniversitasWijaya Putra Surabaya
Oleh :
NURUL ARIF SUSANTO NPM : 10321025
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN/INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIJAYA PUTRA SURABAYA 2012
Fakultas teknik
1
tugas akhir
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
NAMA
: Rudy Hutama Karya
NO. NPM
: 10321026
PROGRAM STUDI
: TEKNIK MESIN
FAKULTAS
: TEKNIK
JUDUL
: MEKANISME KERJA PADA COFFE PRODUCTING MACHINE (CPM)
Mengetahui / Menyetujui, Pembimbing,
( Slamet Riyadi,.ST,.MT )
Penguji I,
(Muharom,.ST)
Fakultas teknik
Penguji II,
(Siswadi,.ST,MT)
2
tugas akhir
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmannirrahim Segala puji dan syukur kami panjatkan kepada Allah SWT yang melimpahkan hidayah dan rahmat-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul “ Coffee Producting Machine (CPM) ” Buku laporan proyek ini, kami ajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan belajar program Sarjana, Fakultas Teknik Universitas Wijaya Putra Surabaya. Kami telah berusaha menyusun buku ini dengan sebaik mungkin. Namun, kami menyadari sepenuhnya bahwa buku ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu, kami mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua pihak agar kekurangan-kekurangan tersebut dapat diperbaiki. Akhir kata semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis khususnya. Amien.
Surabaya, Juli 2012
Penulis
Fakultas teknik
3
tugas akhir
UCAPAN TERIMA KASIH
Dengan penuh kesungguhan dan kerendahan hati, terima kasih yang sebesar-besarnya penulis ucapkan kepada: 1. Allah SWT 2. alm. Ayahdan ibu yang telah merawat dan mendidik penulis sejak lahir hingga dewasa. Serta atas kasih sayangnya yang tak ternilai besarnya. 3. Bapak H. Budi Endarto, S.H.,M.Hum selaku rektor Universitas Wijaya Putra Surabaya. 4. Bapak Slamet Riyadi selaku dekan dan juga dosen pembimbing dalam proyek tugas akhir ini atas segala bimbingan, dukungan moral, kesabaran, dan ilmu yang telah diberikan hingga terselesainya proyek tugas akhir ini. 5. Bapak-bapak dosen penguji atas saran dan kritik demi pengembangan tugas akhir ini yang lebih baik. 6. Sdr. Edi, dedi, ferdi dan semua rekan-rekan seprofesi saya di tempat kerja yang telah membantu memberi masukan demi terselesainya tugas akhir ini. 7. Adik adik saya A-al, rizki, kiki yang selalu menghibur saya saat letih mengerjakan tugas akhir ini. 8. Sdri. Yanti yang selalu ada di belakang saya memberi semangat agar terus optimis dalam penyelesaian tugas akhir ini. 9. Dan untuk semua pihak terkait yang telah membantu saya meyelesaikan tugas ini.
Surabaya,
Juli 2012
Penulis
Fakultas teknik
4
tugas akhir
DAFTAR ISI
Lembar pengesahan ............................................................................................................. 2 Kata pengantar ........................................................................................................................3 Ucapan terima kasih ................................................................................................................4 Daftar isi ..................................................................................................................................5 Abstrak ....................................................................................................................................7 Bab I Pendahuluan 1.1 latar belakang ............................................................................................................8 1.2 permasalahan ............................................................................................................9 1.3 tujuan ........................................................................................................................9 1.4 rumusan masalah ......................................................................................................9 1.5 batasan maslah ........................................................................................................10 1.6 cara kerja mesin .......................................................................................................10 bab II dasar teori 2.1 kopi .........................................................................................................................12 2.2 pembuatan kopi bubuk ...........................................................................................14 2.3 bagian bagian mesin ................................................................................................14
Fakultas teknik
5
tugas akhir
Bab III metodologi penelitian 3.1 konsep pembahasan ...............................................................................................31 3.2 penentuan misi .......................................................................................................32 3.3 flow chart ................................................................................................................33 3.4 analisa kekuatan poros ...........................................................................................34 3.5 gambar teknik ........................................................................................................41 Bab IV pengumpulan, pengolahan , dan analisa 4.1 teknik pengumpulan data .....................................................................................45 4.2 pengolahan dan pembuatan ..................................................................................46 4.3 analisa percobaan ...................................................................................................52 4.4 kesimpulan ..............................................................................................................54 4.5 kelemahan mesin ...................................................................................................54 Bab V Penutup 5.1 kesimpulan..............................................................................................................57 5.2 saran ......................................................................................................................57
Lembar asistensi konsultasi tugas akhir .............................................................................59 Daftar Pustaka ...................................................................................................................60
Fakultas teknik
6
tugas akhir
Fakultas teknik
7
tugas akhir
ABSTRAK
kopi merupakan minuman yang di gemari oleh hampir semua golongan masyarakat, dan hampir oleh semua usiabahkan survey membuktikan bahwa anak balita tidak sedikit yg menyukai kopi, karena memang faktanya telah banyak kopi jenis dan rasa kopi yang ada di pasaran, mulai dari campuran kopi dan gula hingga penambahan susu, krim, mocca, cappucino dan banyak lainnya. Namun kenyataannya tidak sedikit orang merasa repot bahkan tidak nyaman karena kopi yang tersedia di pasaran tidak sesuai dengan selera mereka, entah itu kurang manis, kurang susu, kurang panas atau bagaimana selera mereka Untuk menjawab masalah yang hampir di alami oleh sebagian besar penduduk bumi ini, kami mendisain sebuah alat yang berfungsi untuk membuat kopi menjadi benar-benar sesuai selera, entah itu dari segi jenis biji kopi yang akan di seduh, dari banyaknya air yang akan di campur, dari banyaknya gula yang akan di larutkan, dari kekekentalan bahan tambah aromanya sendiri Dan tentunya dengan proses pembuatan dari biji sampai siap seduh yang tidak terlalu memakan waktu dibanding proses secara manual, dan tak perlu segudang alat untuk membuat kopi
Fakultas teknik
8
tugas akhir
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Dalam dunia kerja atau kehidupan kemahasiswaan di jaman modern ini banyak orang di tuntut untuk melakukan tugas atau pekerjaan dengan cepat dan tepat sehingga mereka sering menghabiskan waktu untuk lebur kerja, dan kebanyakan dari mereka menyempatkan waktu istirahat yang sedikit untuk minum kopi sebagai penghilang rasa kantuk, letih maupun penyemangat kerja. Saat ini banyak di temukan warung atau penjual kopi di sepanjang jalan tetapi tingkat pelayananannya kurang memuaskan atau bahkan kenyamanan tidak sesuai selera yang mau tidak mau kita ikuti saja apa adanya itu, atau mungkin konsumen di sibukkan dengan rasa curiga oleh bahan kimia dan pengawet yang ada dalam kopi tersebut, oleh karena itu pada tugas akhir ini kami membuat alat coffe producting machine (CPM )yaitu alat yang mampu membuat kopi dari biji mentah, ke proses pematangan, penggilingan hingga pencampuran dengan bahan lain yang dapat di atur sehingga mendapatkan kopi yang benar benar pas sesuai selera, tanpa bahan pengawet dan kimia tentunya juga dengan efisiensi waktu dan tenaga, tanpa mengurangi rasa dan kenikmatan dari pembuatan kopi secara konvensional.
Fakultas teknik
9
tugas akhir
1.2 Pemasalahan Pemasalahan yang sering terjadi dalam pembuatan mesin coffee producting machine adalah bagaimana desain dan rancangan mekanik dari coffee blade agar blade mesin dapat digunakan untuk mengaduk biji kopi mentah sekaligus memotong biji kopi yang telah matang, bagaimana cara pembuatan sistem aliran air agar tepat mengairi bubuk kopi, dan metode mixing kopi dengan gula dan bahan tambah lainnya
1.3 Tujuan Tujuan dari pembuatan coffee producting machine adalah agar kami dapat mendisain alat dan sistem mekanik yang dapat menyatukan antara penyangrai kopi dengan penggiling kopi yang kami gerakkan oleh motor dan diatur oleh rangkayan sirkuit relay, timer, dan thermocontrol dengan sistem pemanas oleh heater Juga membuat pengaturan desain sistem agar mixing antara kopi, air, gula dan bahan tambah lainnya dapat sinkron sesuai tujuan kami
1.4 Rumusan masalah Dalam pengerjaan mesin ini terdapat poin poin yang harus kami rancang dan kami selsaikan sesuai dengan tujuan perancangan mesin ini, antara lain : 1. Merancang sistem untuk pembuatan coffee producting machine 2. Merancang mekanika dan otomasi kelistrikan dalam mesin ini Fakultas teknik
10
tugas akhir
3. Merancang bagaimana cara mixing yang sesuai dengan keinginan
1.5 Batasan masalah Perlu diberikan beberapa batasan permasalahan dengan tujuan agar pembahasan tidak meluas dan menyimpang dari tujuan. Adapun batasan permasalahan dari sistem yang dirancang ini adalah : 1. Sistem pemanas air menggunakan elemen kawat pemanas 2. Pada tabung utama menggunakan stainless steel 3. Motor yang di gunakan untuk mixer atau pengaduk adalah motor brustle 220 Volt 4. Motor yang digunakan hanya untuk memutar blade pada ruang produksi 5. Hanya menyajikan kopi dalam kondisi panas 6. Gula, susu dan bahan tambah sudah disiapkan sebelum pengoperasian
1.6 Cara kerja mesin Secara detail cara kerja mesin akan di bahas pada bab selanjutnya namun secara singkat pada mesin ini, 1. Biji kopi dimasukkan kedalam silinder kerja 2. Motor akan bekerja pada kecepatan pelan yang diatur oleh variable speed dan waktunya di tentukan oleh timer dan silinder dipanasi oleh heater yang panasnya diatur oleh thermocontrol, dan proses ini di sebut penyang-raian
Fakultas teknik
11
tugas akhir
3. Saat waktu habis maka motor akan berputar dg kecepatan penuh untuk menghancurkan biji kopi yang telah matang kemudian bubuk kopi akan turun ke tempat penampungan kopi selanjutnya proses ini di sebut penggilingan 4. Air akan turun pada tempat penampungan bubuk kopi dan selanjutnya ini di sebut pelarutan 5. Kemudian air kopi akan turun melalui kran yang akan di buka dan turun pada cangkir 6. Bahan tambah seperti susu, gula, dan yang lain akan di tambah secara manual
Fakultas teknik
12
tugas akhir
BAB II DASAR TEORI
2.1 .Kopi
Nama kopi (Coffea sp.)sebagai bahan minuman sudah tidak asing lagi. Didunia perdagangan dikenal beberapa golongan kopi, tetapi yang paling sering dibudidayakan hanya kopi arabika, robusta dan liberika. Pada umumnya, penggolongan kopi berdasarkan spesies, kecuali kopi robusta. Kopi robusta bukan nama spesies karena kopi ini merupakan keturunan dari beberapa spesies kopi, terutama Coffea canephora. 1. Kopi Liberika (Coffea liberica) Kopi liberika berasal dari Angola, kemudian masuk ke Indonesia pada tahun 1965. Beberapa varietas kopi liberika yang pernah didatangkan ke Indonesia antara lain Ardoniana dan Durvei. Meskipun sudah cukup lama masuk ke Indonesia tetapi hingga kini jumlahnya masih terbatas karena kualitas buah dan rendemennya rendah. 2. Golongan Ekselso Kopi golongan ekselsa mempunyai adaptasi iklim lebih luas seperti kopi Liberika dan tidak terlalu peka terhadap penyakit HIV. Jenis ini banyak dibudidayakan didataran rendah yang basah, yaitu daerah yang tidak sesuai untuk kopi robusta. Kelemahan jenis kopi ini antara lain kurang laku dipasaran dibanding kopi robusta karena kualitasnya kurang baik. Fakultas teknik
13
tugas akhir
3. Kopi Arabika(Coffea Arabica) Kopi arabika berasal dari Ethiopia dan Abessinia. Kopi ini merupakan jenis pertama yang dikenal dan dibudidayakan, bahkan termasuk kopi yang paling banyak diusahakan hingga akhir abad ke-19. Setelah abad ke-19, dominasi kopi Arabika menurun karena kopi ini sangat peka terhadap penyakit HIV, terutama di dataran rendah.Beberapa varietas kopi Arabika yang banyak diusahakan di Indonesia antara lain Abesinia, Pasumah, Marago type, dan congensis. 4. Kopi Robusta Kopi Robusta berasal dari Kongo. Kopi ini masuk ke Indonesia pada tahun 1900. Beberpa jenis yang termasuk kopi Robusta antara lain Quillou, Uganda, dan Chanephora. Oleh karena mempunyai sifat lebih unggul, kopi ini sangat cepat berkembang. Bahkan kopi Robusta termasuk jenis yang mendominasi perkebunan kopi di Indonesia hingga saat ini. 5. Golongan Hibrida Kopi hibrida merupakan turunan pertama hasil perkawinan antara dua spesies atau varietas sehingga mewarisi sifat-sifat unggul kedua induknya. Namun, keturunan dari golongan hibrida ini sudah tidak mempunyai sifat yang sama dengan induk hibridnya. Oleh karena itu, pembiakannya hanya dengan cara vegetatif seperti setek atau sambungan (Najiatai et al,2006)
Fakultas teknik
14
tugas akhir
2.2 Pembuatan Kopi Bubuk Kopi bubuk adalah biji kopi yang disangrai (roasted) kemudian digiling, dengan atau tanpa penambahan bahan lain dalam kadar tertentu yang tidak membahayakan kesehatan(SNI 01 – 3542 – 2004). Pembuatan kopi bubuk bisa dibagi kedalam dua tahap, yaitu tahap perendangan dan tahap penggilingan.
1. Perendangan (Penyangraian) Perendangan atau penyangraian adalah proses pemanasan kopi beras pada suhu 200-225oC. Tujuannya adalah untuk mendapatkan kopi rendang yang berwarna cokelat kayu manis kehitaman. Kopi beras adalah kopi kering yang sudah terlepas dari daging buah dan kulit arinya. Perendangan secara tradisional umumnya dilakukan petani secara terbuka dengan wajan yang terbuat dari tanah, besi atau baja.Sedang perendangan kopi oleh pabrik dilakukan secara tertutup dengan mesin seperti bath roaster. 2. Penggilingan (penumbukan) Penggilingan adalah proses pemecahan butir-butir kopi yang telah direndang untuk mendapatkan kopi bubuk.Penggilingan tradisional dilakukan dengan cara menumbuk kopi menggunakan alat penumbuk yang disebut lumpang dan alu.Penggilingan oleh industri atau pabrik menggunakan mesin giling (Situmorang,: 2011)
Fakultas teknik
15
tugas akhir
2.3 Bagian bagian Mesin Dalam perancangan mesin ini kami membuat racangan demi rancangan dan akhirnya pembuatan mesin ini memiliki bagian bagian mesin antara lain : A. Motor induksi
Motor yang dipakai dalam mesin ini adalah sejenis motor yang di gunakan pada blender atau grinder Dengan spesifikasi : MODEL NO. U7025FN1 USAGE: BLENDER, JUICER, GRINDER VOLTAGE:110V~240V 50/60Hz RATED POWER: 200W NO-LOAD SPEED: 18000-21000RPM NO-LOAD CURRENT: 0.38A
Gambar 1 Motor brustel (ccymotor.en.made-in-china.com)
Fakultas teknik
16
tugas akhir
B. Relay Relay adalah sebuah saklar elekronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya. Relay terdiri dari 3 bagian utama, yaitu: 1. Koil
: lilitan dari relay
2. Command : bagian yang tersambungdengan Normally Close (dalam keadaannormal) 3. Kontak
: terdiri dari Normally Closedan Normally Open
NC ( Normally Closed ) merupakansaklar dari relay yang dalam keadaan normal (relay tidak diberi tegangan ) terhubung dengan command. Sedangkan NO (Normally Open) merupakan saklar dari relay yang dalamkeadaan normal ( relay tidak diberi tegangan )tidak terhubung dengan command.(Puspita: 2011)
Gambar 2 Relay 5A 220V(meriwardana.blogspot.com)
Fakultas teknik
17
tugas akhir
C. Speed control
Adalah alat yang yang di gunakan untuk mengatur kecepatan putaran pada motor, Jadi saat motor bekerja, kadang kala kita membutuhkan putaran yang sesuai dengan keinginan kita, Alat ini bermacam macam mulai yang analog sampai yang digital tapi prinsip kerjanya sama
Gambar 3 Speed control
D. Relay timer
Adalah sejenis timer yang cara bekerjanya dikendalikan oleh sistem pewaktu yang bisa di tentukan
Fakultas teknik
18
tugas akhir
Pada mesin ini kami menggunakan timer omron H3BA ini adalah timer analog buatan omron, timer ini berfungsi sebagai alat penghitung waktu, ketika waktu yang telah ditetapkan tercapai maka output kontaknya akan bekerja. Ada dua macam jenis timer, pertama timer on delay kedua timer off delay. Timer on delay bekerja ketika tegangan supply masuk, sedangkan timer off delay bekerja pada saat tegangan supply terputus atau off. Pada mesin ini proses pengoperasian menggunakan prinsip off delay.
Gambar 4 Relay omron hcr8-A
Ratings • Tegangan kerja : 100-240 Vac / 100-125 Vdc • Kapasitas beban 5 A 250 Vac. • Konsumsi daya : 1.6 Watt ( relay on )
Fakultas teknik
19
tugas akhir
E. Thermocontrol Adalah sejenis timer yang cara bekerjanya dikendalikan oleh perubahan suhu yang di letakkan pada media kerja
Gambar 5 Thermocontrol TOS(indonetwork.or.id) F. Thermocouple Adalah alat yang di gunakan sebagai sensor panas pada benda kerja,Terdiri dari kawat nikel-cromium dan aluminium-cromium yang disatukan pada ujungnya
Gamabar 6 thermocople Fakultas teknik
20
tugas akhir
G. Heater Adalah alat yang berfungsi untuk menimbulkan panas,Merupakan element pemanas yang terbuat dari kumparan (gulungan ) kawat / pita bertahanan listrik tinggi (niklin), yang kemudian dilapisi oleh isolator tahan panas (mica), dan pada bagian luar dilapisi lagi oleh plat logam berbahan kuningan, alumunium ataupun stainless stell yang kemudian di bentuk menjadi
lempengan
heater
berbentuk
stripe.
Bentuk Stripe ini kemudian di bulatkan dengan mesin rol sehingga menjadi bentuk sabuk yang diameternya disesuaikan dengan kebutuhan. Heater, dan Cast in Heater. (Jaya: 2012)
Gambar 5 Band heater (amanatjaya-heater.com) H. Timer analog Adalah sejenis saklar yang bekerja selama waktu yang di tentukan
Fakultas teknik
21
tugas akhir
Gambar 6 Timer kipas angin (timer-motor.com) I.Mcb Adalah alat listrik yang berfungsi sebagai pengaman aliran arus listrik yang memiliki nilai tersendiri
Gambar 7 Mcb (ideaonline.com) Beberapa kegunaan MCB : 1. Membatasi Penggunaan Listrik 2. Mematikan listrik apabila terjadi hubungan singkat ( Korslet ) 3. Mengamankan Instalasi Listrik 4. Membagi rumah menjadi beberapa bagian listrik, sehingga lebih mudah untuk mendeteksi kerusakan instalasi listrik Fakultas teknik
22
tugas akhir
Cara menentukan penyebab MCB turun cara menyentuh bagian putih dari MCB, apakah panas atau tidak. 1. Apabila tidak panas, kemungkinan ada bagian instalasi yang korslet, biasanya bila instalasi yang korslet tersebut telah di perbaiki, MCB langsung dapat dinyalakan. Jika sesudah beberapa menit MCB tersebut tetap tidak bisa dinyalakan kembali, artinya MCB tersebut sudah rusak 1. Apabila panas Itu menandakan MCB mengalami kelebihan beban dalam waktu yang cukup lama, tunggu beberapa menit baru menyalakan MCB tersebut, biasanya apabila langsung di nyalakan, MCB akan langsung turun kembali, hal ini disebabkan oleh BiMetal yang memuai dan membutuhkan waktu untuk kembali ke bentuk semula. Bila sesudah beberapa menit, MCB tersebut
tetap
tidak
bisa
dinyalakan,
artinya
MCB
tersebut
sudah
rusak.
(http://iptech.wordpress.com)
J. Push button Adalah alat yang digunakan sebagai kontak pada rangkayan listrik dengan cara menekan tombol Ada 3 macam push button yaitu, 1. Push button NO, adalah kontak sementara rangkayan listrik digunakan pada rangkayan yang “open” jadi ketika di tekan dia akan sementara “clossed”
Fakultas teknik
23
tugas akhir
2. Push button NC, adalah
kontak sementara rangkayan listrik digunakan pada
rangkayan yang “clossed” jadi ketika di tekan dia akan sementara “open” 3. Push button ON-OFF, adalah kontak permanen pada rangkayan listrik yang fungsinya sama dengan saklar
Gambar 8 Push bottom campingtips.com K. Saklar Adalah alat yang digunakan untuk memutus atau menyambung aliran listrik L. Lampu pilot Adalah alat yang berfungsi sebagai indikator bekerjanya suatu sistem dalam mesin
Gambar 9 Lampu pilot (pigment7up.com) Fakultas teknik
24
tugas akhir
M. Isolasi bakar Adalah jenis isolasi yang akan membungkus kabel saat dipanasi,
Gambar 9 Isolasi bakar (motorplus.otomotifnet.com) N. Besi siku Dibawah ini adalah besi siku atau equal angle bar yang banyak di pakai untuk komponen fabrikasi
untuk
konstruksi
mesin
ataupun
untuk
konstruksi
sipil.
Besi siku mempunyai profil seperti penggaris 90 derajat atau siku dengan panjang sisinya sama. berikut data teknis besi siku
Gambar 11 Besi siku (http://gambarteknik.blogspot.com)
Fakultas teknik
25
tugas akhir
O. Logam non corosive Mesin ini adalah mesin yang langsung bersentuhan dengan makanan dan berupa hasil akhir minuman yang dapat langsung kita nikmati, untuk itu dalam pembuatan mesin ini kami menggunakan logam non korosif agar tidak terjadi kontaminasi pada produk, logam yang di guanakan yaitustainless steel. Stainless steel dapat bertahan dari serangan karat berkat interaksi bahan-bahan campurannya dengan alam. Stainless steel terdiri dari besi, krom, mangan, silikon, karbon dan seringkali nikel and molibdenum dalam jumlah yang cukup banyak. Elemen-elemen ini bereaksi dengan oksigen yang ada di air dan udara membentuk sebuah lapisan yang sangat tipis dan stabil yang mengandung produk dari proses karat/korosi yaitu metal oksida dan hidroksida. Krom, bereaksi dengan oksigen, memegang peranan penting dalam pembentukan lapisan korosi ini. Pada kenyataannya, semua stainless steel mengandung paling sedikit 10% krom. Keberadaan lapisan korosi yang tipis ini mencegah proses korosi berikutnya dengan berlaku sebagai tembok yang menghalangi oksigen dan air bersentuhan dengan permukaan logam. Hanya beberapa lapisan atom saja cukup untuk mengurangi kecepatan proses karat selambat mungkin karena lapisan korosi tersebut terbentuk dengan sangat rapat. Lapisan korosi ini lebih tipis dari panjang gelombang cahaya sehingga tidak mungkin untuk melihatnya tanpa bantuan instrumen moderen. Besi biasa, berbeda dengan stainless steel, permukaannya tidak dilindungi apapun sehingga mudah bereaksi dengan oksigen dan membentuk lapisan Fe2O3 atau hidroksida yang terus
Fakultas teknik
26
tugas akhir
menerus bertambah seiring dengan berjalannya waktu. Lapisan korosi ini makin lama makin menebal dan kita kenal sebagai ‘karat’. Stainless steel, dapat bertahan ‘stainless’ atau ‘tidak bernoda’ justru karena dilindungi oleh lapisan karat dalam skala atomik. (SI)(http://www.jayastainless.com) P. Plastik
a. Jenis Plastik Yang Digunakan
Plastik yang digunakan adalah plastik jenis Thermoplas (Thermoplastic Plastics). Paling banyak digunakan sebagai wadah pembungkus benda-benda seperti makanan, minuman, dan alat- alat yang berukuran kecil hingga sedang yang tidak terlalu berat. Sedangkan plastik yang digunakan sebagai bahan pembuan peralatan- peralatan manusia termasuk jenis Thermoset (Thermosetting plastics) seperti, peralatan rumah tangga, peralatan listrik (sebagai isolator listrik dan panas)dan botol minuman khusus.
b. Kode- Kode Pada Plastik
Plastik jenis Thermoplas (Thermoplastic Plastics) yang sering digunakan secara luas, sangat banyak sekali jumlahnya. Untuk memudahkan kita mengidentifikasi jenis plastik yang akan digunakan, biasanya terdapat kode- kode nomor dalam segitiga yang terletak pada bagian bawah/ dasar dari plastik. Ada 7 jenis kode yang terdapat pada plastik, yaitu:
1. PETE/PET (PolyEthylene Terephthalate)
PETE atau PET (polyethylene terephthalate) biasa dipakai untuk botol plastik tembus pandang/transparan seperti botol air mineral, botol minuman, botol jus, botol minyak Fakultas teknik
27
tugas akhir
goreng, botol kecap, botol sambal, botol obat, dan botol kosmetik dan hampir semua botol minuman lainnya. Untuk pertekstilan, PET digunakan untuk bahan serat sintetis atau lebih dikenal dengan polyester. PETE/PET direkomendasikan ‘hanya untuk sekali pakai’. Penggunaan berulang kali terutama pada kondisi panas akan menyebabkan melelehnya lapisan polimer dan keluarnya zat karsinogenikSbO3 (Antimon Trioksida) dari bahan plastik tersebut, sehingga dapat menyebabkan kanker untuk penggunaan jangka panjang.
2. HDPE (High Density PolyEthylene)
HDPE (high density polyethylene) memiliki sifat bahan yang lebih kuat, keras, buram dan lebih tahan terhadap suhu tinggi. HDPE biasa dipakai untuk botol kosmestik, botol obat, botol minuman, botol susu yang berwarna putih susu, tupperware, galon air minum, kursi lipat,
dan
jerigen,
pelumas,
dan
lain-lain.
Walaupun
demikian
HDPE
hanya
direkomendasikan untuk sekali pakai, karena pelepasan senyawa SbO3(Antimon Trioksida) terus meningkat seiring waktu. Bahan HDPE bila ditekan tidak kembali ke bentuk semula.
3. V atau PVC (PolyVinyl Chloride) PVC (polyvinyl chloride), yaitu jenis plastik yang paling sulit didaur ulang. Jenis plastik PVC ini bisa ditemukan pada plastik pembungkus (cling wrap), untuk mainan, selang, pipa bangunan, taplak meja plastik, botol kecap, botol sambal dan botol sampo. PVC mengandung DEHA yang berbahaya bagi kesehatan.Makanan yang dikemas dengan plastik berbahan dapat terkontaminasi karena DEHA melebur/ lumer pada suhu -150C. DEHA juga mudah melebur jika terdapat kontak antara permukaan plastik dengan minyak. Fakultas teknik
28
tugas akhir
4. LDPE (Low Density PolyEthylene) LDPE (low density polyethylene) yaitu plastik tipe cokelat (thermoplastic/dibuat dari minyak bumi), biasa dipakai untuk tempat makanan, plastik kemasan, dan botol-botol yang lembek. LDPE dipakai untuk tutup plastik, kantong / tas kresek dan plastik tipis lainnya. Walaupun baik untuk tempat makanan, barang berbahan LDPE ini sulit dihancurkan. Selain itu pada suhu di bawah 600C sangat resisten terhadap senyawa kimia. 5. PP (PolyPropylene) Plastik jenis PP (polypropylene) ini adalah pilihan bahan plastik terbaik, terutama untuk tempat makanan dan minuman seperti tempat menyimpan makanan, tutup botol, cup plastik, mainan anak, /botol minum dan yang terpenting, pembuatan botol minum untuk bayi. Bahan yang terbuat dari PP memiliki sifat yang elastis, yaitu apabila ditekan akan kembali ke bentuk semula. 6. PS(Poly Styrene) PS (polystyrene) biasa dipakai sebagai bahan tempat makan styrofoam, tempat minum sekali pakai seperti sendok, garpu gelas, dan lain- lain. Polystyrene dapat mengeluarkan bahan Styrene ke dalam makanan ketika makanan tersebut bersentuhan. Bahan ini harus dihindari, karena berbahaya untuk kesehatan, selain itubahan ini sulit didaur ulang. Banyak negara bagian di Amerika sudah melarang pemakaian tempat makanan berbahan styrofoam termasuk negara China. 7. OTHER
Fakultas teknik
29
tugas akhir
Untuk jenis plastik 7 Other ini ada 4 jenis, yaitu : SAN (styrene acrylonitrile), ABS (acrylonitrile butadiene styrene), PC (polycarbonate),dan Nylon. SANdan ABS memiliki resistensi yang tinggi terhadap reaksi kimia dan suhu, kekuatan, kekakuan, dan tingkat kekerasan yang telah ditingkatkan sehingga merupakan salah satu bahan plastik yang sangat baik untuk digunakan dalam kemasan makanan ataupun minuman. Biasanya terdapat pada mangkuk mixer, pembungkus termos, piring, alat makan, penyaring kopi, dan sikat gigi, sedangkan ABS biasanya digunakan sebagai bahan mainan lego dan pipa. PC atau Polycarbonate dapat ditemukan pada botol susu bayi, gelas anak batita (sippy cup), botol minum polikarbonat, dan kaleng kemasan makanan dan minuman, termasuk kaleng susu formula. Dapat mengeluarkan bahan utamanya yaitu Bisphenol-A ke dalam makanan dan minuman yang berbahaya bagi kesehatan sehingga dianjurkan untuk tidak digunakan sebagai tempat makanan ataupun minuman. Ironisnya banyak botol susu yang terbuat dari PC dan sangat mungkin mengalami proses pemanasan untuk tujuan sterilisasi dengan cara merebus, dipanaskan dengan microwave, atau dituangi air mendidih atau air panas.(Hamonangan R.D.S, 2009)
Fakultas teknik
30
tugas akhir
Tabel 1. Jenis-jenis plastik
Fakultas teknik
31
tugas akhir
BAB III METODOGI PENELITIAN
Metodologi penelitan yang kami gunakan berupa metode obyektif, yaitu kami melakukan penelitian dari percobaan percobaan dan data data yang kami kumpulkan dan kami sesuaikan dengan proses yang kami kerjakan, 3.1 Konsep pembahasan Mengulas kembali pembahasan kami dalam bab I tentang konsep awal kami yaitu, bagaimana mendisain alat yang mampu menggabungkan antara proses penyangraian, penggilingan, hingga mixing dengan bahan bahan lain yang tentunya hasil akhirnya bisa sesuai dengan selera konsumen. 3.2 Penentuan misi Dalam rangka pembuatan tugas akhir ini kami menentukan misi dari awal, yaitu pembuatan mesin yang berguna untuk masyarakat luas, tidak sekedar industri atau golongan tertentu saja. Setelah kami pilah-pilah dari kemungkinan ide yang ada akhirnya kami menentukan pembuatan mesin CPM (coffe producting machine) yaitu alat yang mampu mengolah bijji kopi mentah menjadi kopi yang siap seduh dengan varian rasa yang sesuai selera,
Fakultas teknik
32
tugas akhir
Namun karena ide ini benar- benar baru (belum pernah ada) mungkin dalam pembuatannya belum bisa sempurna namun kami terus berusaha semaksimal mungkin demi keberhasilan sistem kerjanya.
Fakultas teknik
33
tugas akhir
3.3 FLOW CHART START
A
MENENTUKAN KONSEP
MENENTUKAN POSISI
PEMBAHASAN
SETIAP KOMPONEN
PENYUSUNAN MISI CPM
ANALIASA KEKUATAN POROS
TIDAK
PENGAMATAN KEBUTUHAN MASYARAKAT
DIAMETER SESUAI SPEK MOTOR
MENENTUKAN DESAIN YA TIDAK
MENENTUKAN DESAIN PISAU PEMOTONG APAKAH DESAIN BISA
TIDAK
DI TERAPKAN DESAIN PEMOTONG MEMENUHI KONSEP
YA MENCARI BAHAN & MATERIAL YANG SESUAI
YA
DESAIN BENTUK CASHING & PART TAMBAHAN GAMBAR TEKNIK
A FINISH
Fakultas teknik
34
tugas akhir
c. pemilihan jenis bahan dan material dalam bab sebelumnya telah di jelaskan tentang penggunaan logam non corrosive atau tidak berkarat yang kami gunakan dalam mesin kami, berikutspesifikasi stainless yang kami ketahui :
Stainless
steel
jenisferiticpenggunaankhusunyapadaaplikasikorosiatmosfer,
temperature tinggi, dansebagaidekoratif, tipe yang umumadalah 405, 439, 430F, dan 446
Stainless steel jenis martensitic penggunaankhususpadaaplikasikomponenstruktur, peralatan cutting tools, tioe yang umumadalah 403, 410,414, 416, 420, 431, 440B, 440
Stainless steel jenis C PH penggunaankhususpadaaplikasistruktur, spring tipe yang umumadalah 17.4, 1.55, 13.8, 17.7, 15.7
Mo Aausteniticpenggunaankhususuntukketahanankimiadanperpipaantangki, tipe yang umumadalah 201, 202, 301, 302, 303, 304, 305, 308, 309, 310, 314, 316, 317, 321, 347, 304L, 316L, 304N
Namun dalam penerapannya kami memilih menggunakan tipe 316, karena tipe ini cocok untuk bahan pangan dan memiliki ketahanan paling kuat pada korosi 3.4 analisa kekuatan poros kami memilih poros sebagai komponen terpenting dalam rancang bangun mesin ini, karena pada poroslah semua beban dalam proses pengolahan dalam silinder tertopang.
Fakultas teknik
35
tugas akhir
Sekali lagi meski belum sempurna dalam perhitungan kami rasa sudah cukup dalam sistem analisanya. 1) Safety factor Adalah pengertian besarnya angka keamanan yang menyatakan tingkat keamanan atau keberhasilan dari sebuah rancangan, secara teory safety factor memiliki banyak pengertian jika di kaitkan dengan berbagai kasus, dalam dalam pembahasan konstruksi poros kami, kami mengartikan bahwa, Safety factor adalah perbandingan antara nilai besaran diameter poros yang ada dengan nilai diameter poros sesuai perhitungan, secara matematis dapat di tuliskan :
................................(I)
Dimana : Sf : nilai angka keamanan dx : diameter pada mesin d0 : diameter pada perhitungan
Fakultas teknik
36
tugas akhir
Dengan ketentuan : Sf > 1
, perencanaan aman
Sf = 1
, margin of safety (batas nilai keamanan)
Sf < 1
, perencanaan buruk / gagal
Margin of safety adalah nilai dimana besaran diameter pada mesin sesuai/ sama dengan diameter hasil perhitungan secara teoritis, pada keadaan ini penambahan gaya atau beban yang bekerja pada disain akan menyebabkan kerusakan atau kegagalan pada mekanisme kerja, nilai ini juga bisa disebut diameter kritis. 2) Klarifikasi poros Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menurut pembebanannya sebagai berikut :
a.
Poros Transmisi Poros macam ini mendapatkan beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk atau sproket, rantai.
b.
Spindel Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindel.
c.
Gandar Poros yang dipasang pada roda kereta barang, dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, disebut gandar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban putir juga.
Fakultas teknik
37
tugas akhir
Untuk merencanakan sebuah poros, hal-hal berikut yang perlu diperhatikan: a.
Kekakuan Poros. Meskipun sebuah poros memiliki sebuah kekuatan yang cukup, tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar, akan mengakibatkan ketidak-telitian pada mesin perkakas atau getaran dan suara.Karena itu disamping kekuatan poros kekakuannya juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani poros tersebut.
b.
Putaran Kritis
Bila putaran suatu mesin dinaikkan, maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor listrik, dan dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian yang lainnya. Jika mungkin, poros harus direncanakan sedemikian rupa sehingga puturan kerjanya lebih dari putaran kritisnya. c.
Kekuatan Poros Suatu
poros
transmisidapatmengalami
beban
puntir,
lenturataugabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mendapat beban
tarikatautekanseperti
poros
baling-balingkapalatauturbin.
Kelelahantumbukanataupengaruhkonsentrasipengaruhteganganbiladiameter poros diperkecil (poros bertangga) ataubila poros mempunyaialurpasak, harusdiperhatikan.sebuah
poros
harusdirencanakanhinggacukupkuatuntukmenahan beban-beban diatas.
Fakultas teknik
38
tugas akhir
d.
Korosi Bahan-bahan tahan korosi (termasuk plastik) harus dipilih untuk poros propeler dan pompa bila terjadi kontak dengan fluida yang korosif. Demikian pula untuk poros-poros yang terancam kavitasi, dan poros-poros mesin yang sering berhenti lama. Sampai batas-batas tertentu dapat pula dilakukan perlindungan terhadap korosi.
e.
Bahan Poros Poros untuk mesin umumnya terbuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinising, baja karbon kontruksi mesin yanag dihasilkan dari igot yang di“kill” (baja yang dideoksidasikan dari fero silicon dan dicor, kadar karbon terjamin). Meskipun demikian, bahan ini kelurusannya agak kurang tetap dan dapat mengalami deformasi karena tegangan yang kurang seimbang misalnya diberi alur pasak karena ada tegangan sisa di dalam terasnya. Tetapi penarikan dingin membuat permukaan poros menjadi keras dan kekuatannya bertambah besar. Poros-poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap keausan beberapa diantaranya adalah baja khrom, nikel, baja khrom nikel molibden. Sekalipun demikian pemakaian baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika alasannya hanya untuk putaran tinggi dan beban berat. Dalam hal demikian perlu dipertimbangkan penggunaan baja karbon yang diberi perlakuan panas secara tepat untuk memperoleh kekuatan yang diperlukan
Fakultas teknik
39
tugas akhir
Dalam perencanaan sebuah poros, harus diperhitungkan terlebih dahulu daya yang ditransmisikan P (kW), dan putaran poros n (rpm). Atas dasar pertimbangan keamanan maka poros ini diberi nilai keamanan atau faktor koreksi fc, sehingga daya rencana ( Pd ) dapat dihitung. (Sularso, 2004).
Pd f c P (kW)....................................(II)
Keterangan : Pd = Daya rencana (KW) fc= Faktor koreksi P = Daya nominal motor penggerak (KW) Faktor-faktorKoreksiDaya yang akanDitransmisikan (fc) Daya yang akanditransmisikan
fc
Daya rata-rata yang diperlukan
1,2 – 2,0
Daya maksimum yang diperlukan
0.8 – 1,2
Daya nominal
1,0 – 1,5
Sumber : - Sularso, 2004 Tabel 2. Faktor koreksi Jikamomenpuntir (disebut juga sebagaimomenrencana) adalah T (kg.mm) maka, (Sularso, 2004). Fakultas teknik
40
tugas akhir
( ⁄
)(
⁄
)
………………………………….……...(III)
Sehingga
………………………………………………(IV)
Tegangan geser yang diizinkan a (kg/mm 2 ) untukpemakaianumum pada poros dihitung atas dasar batas kelelahanpuntir yang besarnyadiambil 40% dari batas kelelahantarik yang besarnyakira-kira 45% darikekuatantarik B (kg/mm 2 ). Jadi batas kelelahan puntir adalah 18% dari kekuatan tarik B (kg/mm 2 ), sesuai dengan setandar ASME. Untuk harga ini faktor keamanan diambil sebesar 1/0,18 = 5,6 untuk bahan SF dengan kekuatan yang dijamin dan 6,0 untuk bahan S-C dengan pengaruh masa dan baja paduan. Faktor ini dinyatakan dengan Sf1. Selanjutnya perlu ditinjau apakah poros akan diberi alur pasak atau dibuat bertetangga, karena pengaruh konsentrasi tegangan sangat besar. Untuk memasukkan pengaruh-pengaruh ini dalam perhitungan perlu diambil faktor yang dinyatakan sebagai Sf2 dengan harga sebesar 1,3 sampai 3,0. Dari hal-hal di atas maka besarnyaτa (kg/mm 2 ) dapat dihitung dengan, (Sularso, 2004).
a = B /(Sf1 ×Sf2)
............................................ (V)
Kemudian, keadaan momen puntir itu sendiri juga harus ditinjau. Faktor yang dianjurkan oleh ASME juga dipakai di sini. Faktor ini dinyatakan dengan Kt dipilih1,0 Fakultas teknik
41
tugas akhir
jika beban dikenakan secara halus, 1,0 sampai 1,5 jika terjadi sedikit kejutan dan 1,5 sampai 3,0 jika beban dikenakan dengan kejutan atau tumbukan besar. Sedangkan faktor koreksi momen lentur Km besarnya 1,5 untuk pembebanan tetap, 1,5 sampai 2,0 untuk beban dengan tumbukan ringan dan 2 sampai 3 untuk beban dengan tumbukan besar. Besarnya diameter poros dapat dihitung dengan, (Sularso, 2004).
[
(
⁄
)
√(
)
(
) ]
⁄ ……………………… (VI)
keterangan :
Fakultas teknik
d
= Diameter poros (mm)
a
= Tegangan geser yang diijinkan (Kg/mm2)
Km
= Faktor koreksi momen lentur
Kt
= Faktor koreksi momen puntir
M
= Momen lentur (kg.mm)
T
= Torsi (kg.mm)
42
tugas akhir
3.5 gambar teknik
Gambar 12. Gambar teknik silinder kerja Fakultas teknik
43
tugas akhir
Gambar 13. Gambar teknik poros dengan pisau
Fakultas teknik
44
tugas akhir
Gambar 13 Sketsa mesin CPM
Fakultas teknik
45
tugas akhir
BAB IV PENGUMPULAN, PENGOLAHAN, DAN ANALISA
4.1 Teknik pengumpulan data Dari sekian data yang kami peroleh kami mengumpulkannya dengan metode direct yaitu pengumpulan data yang kami peroleh dengan cara mencoba langsung pada alat alat tersebut kemudian kami cocokkan fungsinya dengan mekanisme kerja pada mesin kami. beberapa macam alat yang harus kami lakukan penelitian beberapa kali agar diperoleh hasil yang sesuai antara lain : 1. Heater bejana, jenis heater harus kami ambil sesuai dengan bentuk bejana pada mesin kami dan setelah beberapa kali mencoba dari jenis heater strip, heater plester, dan heater band maka kami putuskan heater band menjadi heater untuk mesin ini selain karna bentuk bulatnya yang bisa di atur bentuknya bisa pas menempel pada permukaan bejana. 2. Timer, jenis timer yang akhirnya kami pilih adalah jenis timer H3BA, memang awalnya kami memilih jenis HCRA yang memiliki fungsi timer yg lebih kompleks dengan banyak mode, tapi mempertimbangkan tingkat harga dimana H3BA lebih murah, dan keefisienan fungsi yang ada, kami memilih tipe H3BA karena meski H3BA adalah timer dengan fungsi dasar tapi kami kira itu cukup mengingat memang yang di pakai hanya satu fungsi saja. 3. Motor, pemilihan jenis motor cukup membingungkan, kami sempat kesulitan memilih motor yang harus kami pakai, karena memperhitungkan tingkat harga juga harus kami perhitungkat kemampuan motor tersebut untuk di pakai dalam mesin kami. Yang kahirnya kami memilih motor blender dengan tambahan lapisan enamel tahan panas agar motor tidak terbakar menahan Fakultas teknik
46
tugas akhir
panasnya heater yang sedang bekerja saat pengoprasian, sayangnya kami hanya bisa bisa menemukan lapisan enamel KLAS-F dengan kemampuan suhu maksimal 1580C
4.2 Pengolahan dan Pembuatan Setelah semua data dan alat kami kira cukup maka kami mulai proses pembuatan mesin kami yaitu : a. Bejana mesin, langkah langkahnya
bejana ini kami dapat di pasaran dengan ukuran 3 inch lalu kami potong dengan ukuran panjang 110mm sebagai bejana sangrai dan 71mm sebagai bejana penyaring,
kemudian kami buat drat dalam pada bejana sangrai dan drat luar pada bejana penampung agar keduanya bisa disatukan
kemudian kami buat drat dalam yang agak pendek di ujung bejana sangrai yang lain sebagai drat pada penutup bejana sangrai
kemudian kami bubut pada diameter dalam bejana agar permukaan halus sehingga meminimalkan tingkat koogulasi bubuk kopi
b. bejana penyaring, langkah langkahnya
kami memotong plat berukuran tebal 2mm dengan bentuk lingkaran sebesar lingkaran dalam bejana
kemudian membuat lubang lubang kecil sebagai masuknya bubuk kopi dengan diameter 3mm
kamudian tepat di tengah plat filter tersebut kami pasang bearing 609 untuk bantalan as pengaduk
Fakultas teknik
lalu kami las plat filter dengan bejana penyaring di salah satu ujungnya
47
tugas akhir
di ujung yang lain kami sudah siapkan plat lingkaran seperti plat filter tapi tanpa di lubangi kami taruh bering 609 lagi di tengah kemudian plat itu di las pada bejana penyaring
bejana penyaring di lubangi setengah inch sebagai jalan keluar kopi bubuk
setelah itu kami buat pegangan di sisi luar bejana dengan plat ukuran 3mm sebagai pegangan di rangka
c. pembuatan as, langkah langkahnya
as yang kami pakai terbuat dari bahan stainless kami bubut sesuai dg bentuk gambar tentunya dengan ukuran yang kami sesuaikan dengan bearing 609
d. tutup bejana sangrai, langkah langkahnya
kami potong plat ukuran 6,5 mm di buat bulat sebesar diameter dalam bejana sangrai
lalu pada sisinya kami bubut dengan kisar sesuai dg bejana,
kemudian dg plat sebesar 1 mm kami buat pegangan di atasnya
e. pisau pengaduk – pemotong, langkah langkahnya
disain pemotong ini membuat kami sempat kesulitan karena pisau ini selain berfungsi sebagai pengaduk jg berfungsi sebagai penghancur biji kopi, setelah sket kami buat akhirnya kami memilih stainless setebal 3mm sebagai bahan pisau
f. rangka pegangan bejana, langkah langkahnya
rangaka inin terbuat dari siku L berlubang st-33, memang bahan ini tidak tahan korosi, tetapi karena bahan ini tidak bersentuhan langsung dengan makanan jadi kami putuskan untuk menggunakannya untuk menekan biaya
kami potong sesuai ukuran dan di las sesuai bentuknya
kami buat agak lentur/kurang kokoh supaya ada efek vibrating dan tidak sampai terjadi patah pada as
Fakultas teknik
48
tugas akhir
g. rangka luar/chasing
sesuai dengan sketsa yang ada pada gambar sebelumnya chasingnya kami buat sesuai ukuran jadi mesin ini,
terbuat dari siku L tidak berlubang dengan ukuran 2mmX2mmX1mm
ukuaran rangka chasing adalah 750mmX60mmX450mm
h. pemotongan plat cover
demi terciptanya tampilan yag lebih baik kami menggunakan plat stainless dengan tebal 0,3mm
i.
pemotong di lakukan sesuai ukuran rangka chasing
pembuatan panel wiring
pertaa kami buat sistem aplikasi langkah kerja dari mesin ini.
Pembuatan wiring diagram.
kemudian kami menentukan part apa saja yang kami butuhkan.
Mulai merakit semua part tadi lalu kami menempelkannya pada rangka mesin ini
j.
Pembuatan panel kontrol
Pada mesin ini panel kontrol kami taruh di luar mesin tepat didepan di atas kran kluaran produk
Pembuatan panel kontrol mengikuti langkah kerja pada wiring diagram
Dalam pembuatannya kami semaksimal mungkin mengutamakan segi estetika.
setelah semua pembuatan selesai kami melanjutkan dengan perakitan part part pendukung lainnya, sehingga terbentuklah mesin seperti yang kami inginkan. Berikut gambar gambar mesin ini setiap part sebisa mungkin kami ambil gambarnya.
Fakultas teknik
49
tugas akhir
Gambar 14 Bejana sangrai dengan tutup
Gambar 15 Bejana filter dengan as
Fakultas teknik
50
tugas akhir
Gambar 16 Lubang filter dengan pisau
Gambar 16 Bejana sangrai dan bejana filter
Fakultas teknik
51
tugas akhir
Gambar. 17 Bejana dan Motor yang di pasang pada rangka penyangga
Gamabar. 18 Perakitan panel wiring
Fakultas teknik
52
tugas akhir
4.3 Analisa Percobaan
Setelah mesin ini selesai pembuatannya kami mencoba untuk melakukan test pada mesin ini dengan menggunakan kopi dengan harga yang ekonomis, sehingga hasil yang di peroleh nanti tidak akan jauh beda jika di lakukan oleh orang lain.
Ada 2 jenis variabel yang di gunakan dalam percobaan kami yaitu variabel tetap dan variabel yang berubah sehingga hasil yang di peroleh bisa beragam dari segi rasa maupun dari segi tampilan kopi. Jenis jenis variabel yang kami lakukan dalam percobaan ini antara lain adalah : a. Berat kopi, berat kopi dalam percobaan ini kami buat tetap dalam beberapa kali running agar di temukan rumusan yang pas b. Themperatur, themperatur dalam percobaan ini kami buat tetap yaitu berkisar
antara
125oC–
135oC
dengan
themperatur
set
pada
thermocontrol 130oC themperatur ini sudah kami buat maksimal mengingat gulungan kawat pada motor hanya tahan sampai suhu 158 oC. c.
Waktu, waktu pada percobaan ini menjadi variabel yang berubah ubah karna memang variabel waktu inilah yang menjadi kunci keberhasilan pada mesin ini
Berikut ini tabel beberapa percobaan yang kami lakukan yang kami anggap perlu untuk di tampilkan
Fakultas teknik
53
tugas akhir
TABEL TINGKAT KEMATANGAN TERHADAP WAKTU DAN BERAT DALAM SUHU KONSTAN 1300C WAKTU dalam menit 5 8 10 13 15
100gr Masih kuning Belum matang Mulai kecoklatan Belum matang Kecoklatan berminyak Belum matang Hitam beraroma gosong matang gosong Tabel 3
BERAT 200gr Masih kuning Belum matang Masih kunig Belum matang Kecoklatanberminyak Belum matang Hitam aroma kopi matang gosong
300gr Masih kuning belum matang Masih kuning belum matang Mulai kecoklatan Belum matang Hitam aroma kopi matang gosong
Percobaan mesin cpm
120
gosong
100
80 100 gr 60
200 gr 300 gr
40
20
0 5 menit
8 menit
10 menit
13 menit
15 menit
Grafik 1 Percobaan mesin cpm
Fakultas teknik
54
tugas akhir
4.4 Kesimpulan
Pada grafik diatas angka angka di sumbu y mewakili tingkat kematangan kopi dengan angak 100 mewakili kopi gosong dan angka 80 mewakili angka matang setelah kopi mengeluarkan minyaknya Dari grafik diatas terlihat bahwa banyaknya jumlah kopi hanya sedikit berpengaruh pada hasil kematangan kopi mungkin ini karena kopi itu sendiri perlu matang sekian menit untuk setiap biji kopinya, sehingga penambahan jumlah kopi tidak berpengaruh besar pada lama penyangraian. Akan tetapi tetap saja meski dengan variabel tertentu penambahan jumlah kopi berbanding lurus dengan lama waktu kematangan dan mungkin juga akan berbanding lurus juga dengan tingkat penambahan themperatur.
4.5 Kelemahan mesin
Mesin ini adaah mesin perpaduan atara mesin penyangrai dan penggiling yang belum pernah ada di pasaran di tambah kami kemas dengan perpaduan sistem pengairan yang siap saji layaknya di dispenser dengan beberapa bahan tambah sehingga membuat penyajian cukup praktis akan tetapi justru karena belum pernah di buat maka banyak sekali kelemahan dalam mesin ini. Belum lagi keterbatasan waktu dan dana yang kami punya untuk melakukan riset lebih lanjut tentang tingkat perpaduan rasanya, berikut ini adalah beberapa kelemahan mesin ini yang menurut kami cukup untuk di koreksi ulang. 1. Sistem kontrol Sistem kontrol yang kami pakai adalah sistem kontrol berbasis tegangan ac, mungkin jika di coba menggunakan sistem kontrol elektronika berbasis DC ataupun berbasis komputer sehingga hasil variabel perintah bisa
Fakultas teknik
55
tugas akhir
lebih banyak, juga dalam segi harga bisa lebih di tekan namun dalam penerapannya kami belum punya cukup sumber daya untuk menerapkannya 2. Sistem gerak Sistem gerak yang kami maksud adalah sistem perputaran pisau yang di gerakkan oleh motor brustle, dalam penerapannya ada 2 masalah yang menjadi kelemahan yaitu,
Pertama masalah panas, panas menjalar ke rotor dan menyebabkan panas berlebih dalam gulungan motor, dalam hal ini sulit sekali mencari lak dalam pasaran yang mampu bertahan dalam suhu tinggi meskipun ada harganyapun akan terlampau tinggi
Kedua adalah masalah gerak motor blender yang harus di kontrol manual hal ini di sebabkan karena motor blender memiliki kecepatan tinggi namun torsinya rendah sehingga tidak mampu berputar jika beban cukup berat
Dari kedua masalah tersebut mungkin bisa di atasi dengan mengaplikasikan 2 motor yaitu motor ber-gearbox untuk penyangraian yang membutuhkan torsi besar dan motor blender untuk penggilingan yang memiliki kecepatan tinggi dengan di atur oleh tuas tranmisi namun jika itu di lakukan itu akan meningkatkan biaya pembuatan juga bentuk yang akan membesar. 3. Koogulasi / pengumpalan, Dalam pengoperasiannya kopi yang sudah selesai di proses yang telah berubah menjadi bubuk kopi sering kali tidak dapat turun ke bawah dan turun di bejana penampungan malah
bubuk itu menempel di silinder
penyangraian mungkin dengan menambahakan sistem vibrator akan membuat bubuk bisa turun ke bawah hanya saja penambahan vibrator akan mengurangi tingkat kekuatan rancang bangun dan ini belum lagi aliran listrik dari travo vibrator bisa menjalar ke seluruh bagian mesin yang bisa menimbulkan konsleting listrik
Fakultas teknik
56
tugas akhir
4. Bentuk tampilan Menurut kami tampilan yang sedemikian rupa ini kurang bagus dan penempatan setiap bagian kurang sempurna sehingga mungkin ini akan jadi bahan pertimbangan jika mesin ini di pasarkan. Juga dalam hal maintenance mesin ini sedikit sukit untuk di bongkar pasang untuk orang awam sehingga kepraktisannya masih jauh dari sempurna. 5. Bentuk penyajian Menurut kami penyajian yang ada belum terasa sempurna, mungkin karena cara mixing yang masih terasa merepotkan belum lagi hasil serbuk kopi yang keuar belum terlalu halus, akaan tetapi itu membuat rasa berbeda tersendiri dari mesin ini
Fakultas teknik
57
tugas akhir
BAB V PENUTUP
5.1 KESIMPULAN Dari semua perobaan yang kami lakukan kami mengambil beberapa kesimpulan : 1. Mesin kopi ini meskipun belum sempurna tapi cukup untuk memenuhi misi awal pembuatan mesin cpm ini. 2. Pada percobaan di mesin ini di dapat bahwa tingkat kematangan kopi waktu penyangraian di tentukan oleh tingginya themperatur dan lamanya proses penyangraian, sedangkan faktor banyaknya kopi hanya berpengaruh sedikit. 3. Setiap bubuk yang teraduk atau melewati sebuah lapisan logam akan mengalami koogulasi atau penggumpalan di mana tingkat koogulasi ini tidak bisa teratasi dengan sendirinya tanpa adanya gaya dari luar.
5.2 SARAN Karena kekurangannya waktu dan dana dari kami maka kami berharap untuk selanjutnya akan ada penelitian atau peracangan lebih lanjut tentang mesin ini sehingga cita rasa kopi bukan hanya di tentukan oleh pabrikan kopi akan tetapi akan terbentuk rasa baru yang sesuai dengan selera konsumen baik dari segi hasil akhir atau pun biji kopi yang akan di konsumsi
Fakultas teknik
58
tugas akhir
LEMBAR ASISTENSI KONSULTASI TUGAS AKHIR NAMA
: NURUL ARIF SUSANTO
DOSEN PEMBIMBING
: SLAMET RIYADI, ST, MT
JUDUL TUGAS AKHIR
: RANCANG BANGUN PERANCANGAN MESIN COFFE PRODUCER
MACHINE
NO
TANGGAL
Fakultas teknik
KONSULTASI MENGENAI
TTD DOSEN PEMBIMBING
59
tugas akhir
DAFTAR PUSTAKA 1. Sularso & Suga Kiyokatsu, “Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin”,pradya paramita, Jakarta, 1994. 2. Rahanda.A.K, M.Rohmat, & E.Puspita , “Mesin pembuat kopi berbasis mikro kontroler”, Pens ITS, Surabaya, 2011. 3. Nelly.A.Br torus, “Harta karun indonesia”, www.tefp.org, di akses pada 9 april 2012. 4. Feri.A, Danu.k, Michael.A, Sriyanto, “perancangan mesin en-jus”, departemen teknik mesin UI, Depok, 2009. 5. Bogie fajar.S, “Perancangan dan pengembangan cruise control”, fakultas teknik UI, Depok, 2008. 6. Hamonangan.R.D.S, “Jenis jenis plastik dan penggunaannya”, karya tulis ilmiah, 2009 7. ”Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia”,www.energyefficiencyasia.org, di akses pada 22 desember 2012. 8. “stainless stell 316 material data sheet”, www.matweb.com, di akses pada 28 mei 2012. 9. handi wicaksono, “catatan kuliah (automasi 1)”, teknik elektro, universitas kristen petra, surabaya, 2003. 10. DIREKTORAT JENDERAL INDUSTRI AGRO DAN KIMIA “Road map industri pengolahan kopi”, DEPARTEMEN PERINDUSTRIAN, JAKARTA, 2009. 11. SP Sutisna, “Pendekatan desain”, institut pertanian bogor, bogor, 2011. 12. “Band heater”, amanat jaya heater www.amanatjaya-heater.com, diakses pada 3 maret 2012.
Fakultas teknik
60
