BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG
Tanaman Tebu yang bahasa latinnya Saccharum Officanarum L L tanaman ini hampir bisa hidup diseluruh wilayah Indonesia. Tebu merupakan salah satu hasil pertanian yang penting. dimana telah diketahui selama ini bahwa tebu merupakan bahan pokok untuk pembuatan gula. Di Indonesia, kebutuhan masyarakat akan gula selalu meningkat dari waktu ke waktu merupakan sesuatu hal yang wajar, sebab selain seirama dengan kemajuan teknik dalam pembuatan makananmakanan yang memerlukan gula, juga akibat dari pesatnya laju pertamabahan penduduk di Indonesia bahkan dunia. selain dijadikan gula tebu juga dapat diambil sari airnya yang tentunya sedap dan manis rasanya.
Tebu adalah rumput-rumputan dan berkembang biak di daerah beriklim udara sedang sampai panas Selain sebagai bahan baku gula, tebu juga banyak berkhasiat sebagai seba gai obat Ada beberapa manfaat tebu t ebu murni diantaranya digunakan untuk dikomsumsi langsung dengan cara dibuat jus, dibuat menjadi tetes rum dan dibuat menjadi ethanol yang nantinya digunakan sebagai bahan bakar. Limbah hasil produksi dari tebu bisa dimanfaatkan menjadi listrik. Ekstrak sari tebu murni yang ditambah jeruk nipis dan garam biasa di komsumsi dimaksudkan untuk memberika kekuatan gigi dan gusi, penyembuh sakit tenggorokan dan mencegah sakit Flu serta bisa menjaga badan kita sehat.
1
Dalam Memeras tebu ini yang paling diperlukan adalah alat penggiling tebu, dari pemerasan tebu ini dapat dibuat menjadi minuman sari tebu,. Untuk itu akan dirancang sebuah alat untuk memenuhi kebutuhan tersebut yang dinamakan Mesin Pemeras Tebu. Dengan mesin ini, Kita bisa memeras tebu, dan mendapatkan air tebu. Air tebu tersebut bisa gunakan untuk minuman, atau keperluan bisnis lainnya. Mesin ini sangat cocok untuk industri pengolahan tebu skala usaha kecil menengah.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Untuk wilayah yang terpencil seperti pedesaan mungkin tebu kurang begitu
dimanfaatkan,
dikarenakan
kurangnya
pengetahuan
tentang
cara
pemanfaatan tebu dengan menggunakan mesin pemeras tebu sedangkan pada umumnya Selain sebagai bahan baku gula, tebu juga banyak berkhasiat sebagai obat Ada beberapa manfaat tebu murni diantaranya gigunakan untuk dikomsumsi langsung dengan cara dibuat jus untuk mengatasi hal ini maka dari pada itu “bagaimana caranya untuk membuat Rancang Bangun Mesin Pemeras tebu sesederhana mungkin dengan hasil yang memuaskan”. Bisa disebut juga membuat mesin se efisien mungkin, dengan biaya pembuatan ekonomis dan dengan hasil perasan yang se maximal mungkin. Dengan adanya Rancang Bangun Mesin Pemeras Tebu ini bisa dimanfaatkan oleh masyarakat yang pada umumnya kurang mengetahui tentang pemanfaatan tebu dengan mesin pemeras tebu untuk dijadikan usaha kecil hingga menengah.
2
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan Penelitian ini adalah sebagai berikut : 1) Menghasilkan Rancang Bangun Mesin Pemeras Tebu 2) Mengembangkan teknologi industry khususnya bidang pemeras tebu. 3) Mengembangkan bidang teknologi sumber daya alam khusus nya pada pemanfaatan tanaman tebu .
1.4 BATASAN MASALAH
Dalam proposal tugas akhir ini penulis akan merancang mesin pemeras tebu dan dirancang untuk menghasilkan sari tebu. Beberapa penekanan dan pembatasan di lakukan untuk membatasi serta mengkerucutkan masalah, yang akan dibatasi dalam penelitian masalah meliputi :
1) Perancangan dan pembangunan mesin pemeras tebu. 2) Pengujian dan pembahasan mesin pemeras tebu.
1.5 METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dengan metode sebagai berikut : 1. Observasi Lapangan Yaitu metode mencari yang diterapkan dari pengamatan langsung dari lapangan.
3
2. Wawancara Yaitu melakukan wawancaran dalam mengumpulkan data kepada orang yang sesuai dengan judul yang diangkat. 3. Metode Literatur Yaitu metode mancari data melalui buku, artikel, jurnal, internet dan narasumber lainnya. 4. Metode Eksperimen Yaitu metode pengujian sistem kontruksi mesin.
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN
Dalam penulisan laporan penelitian ini penulis membagi menjadi lima bab, selanjutnya dari tiap bab dirinci lagi menjadi sub bab, dengan susunan sebagai berikut : BAB I
PENDAHULUAN merupakan pendahuluan yang berisi latar belakang, batasan masalah, keilmuan, tujuan penulisan, tujuan rancang bangun, metode memperoleh data dan sistematika penulisan.
BAB II
LANDASAN TEORI merupakan
landasan
mendukung
dalam
teori
yang
penyelesaian
memuat
teori-teori
yang
masalah,
teori-teori
dasar
mengenai sistem pemasang atau pelepas bearing modern dan perkembangannya,
pemilihan
komponen
dan
teori
teknik
4
pengelasan, fungsi kelayakan dan teori-teori lain yang mendukung penulisan tugas akhir ini. BAB III
RANCANG BANGUN ALAT merupakan metode perancangan yang berisi tentang alternatif perancangan mesin pemasang atau pelepas bearing, kelebihan dan kekurangan dari masing-masing alternatif rancangan. Kemudian dimunculkan
suatu
alternatif
rancangan
pilihan
setelah
memperbandingkan kelebihan dan kekurangan dari masing-masing alternatif rancangan. BAB IV
ANALISA DAN PENGUJIAN SISTEM merupakan analisa yang berisi tentang pengoperasian, pengujian dan setiap bagian cara kerja alat serta analisa data rancang bangun alat ini.
BAB V
PENUTUP merupakan kesimpulan tentang hasil rancangan yang telah dibuat dan saran dalam pengembangan rancangan tersebut.
5
BAB II
METODE PENELITIAN
2.1. Rancangan Penelitian
Dalam awal perencanaan penelitian ini dengan rumusan masalah “bagaimana caranya untuk membuat alat penggiling tebu sederhana mungkin dengan hasil yang memuaskan, Langkah pertama yang kami lakukan adalah Perbaikan efisiensi
pemerahan nira. Hal tersebut diupayakan untuk meningkatkan
rendemen, yang berarti akan meningkatkan daya saing, mencontoh pabrik gula besar memang salah satu alternative tentu dengan beberapa penyederhanaan, terapan pemerahan tebu pada pabrik gula mini di Kediri maupun di Rembang sudah sejalan dengan teknologi pemerahan pada industry pabrik gula besar, yaitu dengan melakukan penggilingan pada seri gilingan yang terdiri dari satu unit crusher sebagai pemecah sel tebu diikuti dengan dua gilingan (PGM Rembang) dan tiga gilingan (PGM Kediri) dengan tambahan air imbibisi (compound imbibisi).
Pada pabrik gula besar dengan standart peralatan yang dilengkapi dengan timbangan nira memang sangat mudah untuk memonitor volume air imbibisi yang ditambahkan, apabila pabrik gula mini mengikuti scale down dari pabrik gula tersebut akan berakibat naiknya biaya investasi maupun exploitasi (pabrik gula mini di design tanpa timbangan nira mentah) dan akan kehilangan filosophi kesederhanaannya, untuk hal itulah dibuatkan procedure/ tata laksana pemerahan tebu pada pabrik gula mini sbb:
6
1. Lakukan pencatatan brix tebu yang akan digiling pagi, siang dan sore hari. 2. Lakukan uji giling tiap hari 100 kg tebu dan di timbang berat ampas yang keluar, serta dilakukan pencatatan pH serta brix nira absolute (hasil pertahan crusher dan gilingan no 1 ) dan brix nira dari Gilingan no 2 serta brix nira dari gilingan akhir (gilingan no 3).
Pemerahan layak diteruskan apabila:
1. Brix tebu sesuai dengan criteria layak olah dengan indikasi brix diatas 18, monitoring lebih sempurna apabila juga dilakukan kandungan gula terkandung dari nira tersebut. 2. Berat ampas yang keluar dalam kisaran 28 sd 32 % dari berat tebu, berat ampas selain dipengaruhi setelan bukaan gilingan juga sangat dipengaruhi dari varitas tebu yang digiling, apabila terjadi penyimpangan perlu dilihat apa perlu dilakukan penyetelan ulang bukaan dari roll roll gilingan. 3. Brix gilingan akhir dengan tambahan imbibisi air panas dalam kisaran 2 sd 3 sedangkan brix gilingan dua dengan imbibisi nira gilingan akhir harus dalam kisaran 8 sd 10, apabila hal ini belum tercapai dilakukan penyetelan besaran tambahan air imbibisi pada gilingan tiga, dengan monitor brix gilingan akhir pada kisaran 2sd3 maka diyakini bahwa kehilangan gula di ampas tebu sudah setara dengan kehilangan pada pabrik gula besar
2.2. Populasi Sempel
Adapun beberapa mesin penggiling tebu yang banyak di gunakan sekarang ini. Hanya saja dibedakan dengan kapasitas mesin dan kapasitas penggilingannya dan
7
juga kecepatan penggilingan mesin tersebut. Dan pada kali ini yang kami teliti adalah mesin penggiling tebu sederhana.
Gambar 2.1 Alat Pemeras Tebu
Varietas tebu sangat banyak jumlahnya, tetapi tidak semua unggul. Yang dimaksud variatas unggul adalah varietas yang memiliki ciri -ciri sebagai berikut :
1. Tingkat produktivitas gula yang tinggi. Produktivitas dapat diukur dari bobot atau rendaman yang tinggi; 2.
Tingkat produktivitas (daya produk) yang stabil;
3. Kemampuan yang tinggi untuk di kepras; dan 4. Teloransi yang tinggi terhadap hama dan penyakit;
Varietas tebu yang baik untuk bahan baku gula adalah Varietas tebu yang termasuk kedalam kriteria Varietas yang sudah mencapai masa tebu layak giling. Yang dimaskud tebu layak giling adalah :
8
1. Tebu yang ditebang pada tingkat pemasakan optimal. 2. Kadar kotoran (tebu mati, pucuk, pelepah tanah, dll) maksimal 2% 3. Jangka waktu sejak tebang sampai giling tidak lebih dari 36 jam.
Berdasarkan ciri-ciri tebu diatas maka pada umumnya pabrik gula di Indonesia memakai tebu Varietas Ps dari pasuruan dan Bz dari Brazil.
2.3 Daya Motor
Beberapa paramater penting dalam motor bakar atau mesin otomotif adalah Torsi dan Daya Mesin, alasannya karena kedua parameter inilah yang disebutsebut sebagai penentu performa atau unjuk kerja mesin. Taukah Anda Apa itu Torsi dan Daya Mesin, ada motor bakar untuk mengetahui daya poros harus diketahui dulu torsinya. Pengukuran torsi pada poros motor bakar menggunakan alat yang dinamakan Dinamometer .
Prinsip kerja dari alat ini adalah dengan memberi beban yang berlawanan terhadap arah putaran sampai putaran mendekati 0 rpm, Beban ini nilainya adalah sama dengan torsi poros. Dapat dilihat dari gambar diatas adalah prinsip dasar dari dinamometer. Dari gambar diatas dapat dilihat pengukuran torsi pada poros ( rotor) dengan prinsip pengereman dengan stator yang dikenai beban sebesar w. Mesin dinyalakan kemudian pada poros disambungkan dengan dinamometer. Untuk megukur torsi mesin pada poros
9
2.4 Roller
Roller ini adala yang paling umum digunakan karena lintasan geraknya tersusun dari beberapa tabung (roll) yang tegak lurus terhadap arah lintasannya dimana plat datar yang ditempatkan untuk menahan beban akan bergerak sesuai dengan arah putaran roll. Roler ini bisa digerakkan dengan rantai atau belt,ataupun dengan menggunakan gaya gravitasi tetapi harus juga diperhitungkan kemiringan maksimumnya. Roller merupakan suatu sistem yang penumpu utama barang yang ditransportasikan adalah roller. Roller pada sistem ini sedikit berbeda dengan roller pada conveyor jenis yang lain. Roller pada sistem roller conveyor didesain khusus agar cocok dengan kondisi barang yang ditransportasikan, misal roller diberi lapisan karet, lapisan anti karat, dan lain sebagainya. Sedangkan roller pada sistem jenis yang lain didesain cocok untuk sabuk yang ditumpunya.
Gambar 2.2 Roller
10
2.5 Poros
poros adalah untuk menopang bagian mesin yang diam, berayun atau berputar, tetapi tidak menderita momen putar dan denga demikian tegangan utamanya adalah tekukan (bending). Gandar pendek juga disebut sebagai baut. Bagian
yang
berputar
dalam
gandar
(dan
poros)
disebut
tap.Poros
(keseluruhannya berputar) adalah untuk mendukung suatu momen putar dan Menurut arah memanjangnya (longitudinal) maka dibedakan poros yang bengkok (poros engkol) terhadap poros lurus biasa, sebagai poros pejal atau poros berlubang, keseluruhannya rata atau dibuat mengecil. Menurut penampang melintangnya disebutkan sebagai poros bulat dan poros profil (contohnya dengan profil alur banyak dan profil – K). Disamping itu dikenal juga poros engsel, poros teleskop, poros lentur, dan lain-lain. pengamanan Poros dan gandar terhadap peggeseran memanjang diperoleh melalui peralihan poros pada tempat bantalan atau cincin pengaman. Pengaman memanjang dari bantalan, naf, dan piringan dapat diperoleh seperti melalui pemutaran satu sisi, melalui mur poros atau cincin pengaman, kadang-kadang bentuk sambungan tidak meminta pengamanan memanjang (dudukan pres dan sebagainya).
Gambar 2.3 Poros Pada Suatu Kontruksi 11
2.6 Bantalan
Untuk menumpu poros berbeban, maka digunakan bantalan, sehingga putaran atau gerakan bolak-balik dapat berlangsung secara halus dan tahan lama. Posisi bantalan harus kuat, hal ini agar elemen mesin dan poros bekerja dengan baik Bantalan Luncur Menurut bentuk dan letak bagian poros yang ditumpu bantalan. Salah satunya adalah bantalan luncur. Adapun macam – macam bantalan adalah sebagai berikut:
a) Bantalan radial, dapat berbentuk silinder, elips, dan lain-lain. b) Bantalan aksial, dapat berbentuk engsel kerah Michel, dan lain-lain. c)
Bantalan khusus, bantalan ini lebih ke bentuk bola. Bahan untuk bantalan luncur harus memenuhi persyaratan
d)
Mempunyai kekuatan cukup
e)
Dapat menyesuaikan diri terhadap lenturan poros yang tidak terlalu besar.
f) Mempunyai sifat anti las. g) Sangat tahan karat. h) Dapat membenamkan debu yang terbenam dalam bantalan. i) Ditinjau dari segi ekonomi j) Tidak terlalu terpengaruh oleh temperatur.
12
2.7 Sistem Tranmisi manual
Transmisi manual adalah sistem transmisi otomotif yang memerlukan pengemudi sendiri untuk menekan/menarik seperti pada sepeda motor atau menginjak kopling seperti pada mobil dan menukar gigi percepatan secara manual. Gigi percepatan dirangkai di dalam kotak gigi/gerbox untuk beberapa kecepatan, biasanya berkisar antara 3 gigi percepatan maju sampai dengan 6 gigi percepatan maju ditambah dengan 1 gigi mundur (R). Gigi percepatan yang digunakan tergantung kepada kecepatan kendaraan pada kecepatan rendah atau menanjak digunakan gigi percepatan 1 dan seterusnya kalau kecepatan semakin tinggi, demikian pula sebaliknya kalau mengurangi kecepatan gigi percepatan diturunkan, pengereman dapat dibantu dengan penurunan gigi percepatan.
2.8 Roda Gigi
Roda gigi adalah salah satu jenis elemen transmisi vang penting untuk suatu pemindahan gerak (terutama putaran). daya atau tenaga pada suatu sistem transmisi antara penggerak dengan yang digerakan. Suatu konstruksi hubungan roda gigi digunakan pula untuk sistim pengatur pada pemindah putaran, atau untuk merubah gerak lurus menjadi gerak putar atau sebaliknya. Konstruksi roda gigi mempunyai prinsip kerja berdasarkan pasangan gerak.Bentuk gigi dibuat untuk menghilangkan keadaan slip, putar dan daya dapat berlangsung dengan baik.
13
Gambar 2.4 roda gigi
sepasang roda gigi. Lingkaran singgung ini disebut lingkaran pitch atau lingkaran tusuk yang merupakan lingkaran khayal pada pasangan roda gigi, tapi berperan penting dalam perencanaan konstruksi roda gigi. Pada sepasang roda gigi maka perlu diperhatikan, bahwa jarak lengkung antara dua gigi yang berdekatan (disebut "pictch") pada kedua roda gigi harus sama, sehingga kaitan antara gigi dapat berlangsung dengan baik. Bentuk lengkung pada suatu profil gigi, tidak dapat dibuat semaunya, melainkan mengikuti kurva-kurva tertentu yang dapat menjamin terjadinya kontak gigi dengan baik.
2.9 Jenis-jenis Pemeras Tebu Mesin Modern
a) Boiler b) Diffuser c) Clarifier d)
Vakum Putar
e) Evaporator Majemuk(multiple effect evaporator) f) Sentrifugasi g) Resin h) Recovery
14
Komponen mesin penggiling tebu ini terdiri dari
a) Motor pengerak b) Poros c) sabuk d) paibell e) puli f) sprocket g) roda gigi h) bantalan i) roda pengilingan
Gambar 2.2 Komponen mesin penggiling tebu
15
2.10
Cara Kerja Mesin Pemeras Tebu
mesin dihidupkan dan memutar sabuk yang diteruskan ke puli sampai ke proket. Dari proket disalurkan putarannya ke rantai dan memutar roda gigi. Roda gigi tersebut yang akhirnya memutar penggiling tebu. setelah itu tebu dimasukkan beberapa kali sampai kering. Air perasan tersebut disaring dan keluar dari kran dan ditampung di sebuah ember. Sebenarnya untuk kapasitas sekali giling bisa denga satu tebu utuh panjang 1 meter. Tapi untuk menjaga keawetan mesin biasanya beliau hanya dengan ½ tebu sekali giling. Ketika mesin dipaksakan menggiling tebu yang biasanya cepat rusak itu adalah bagian roda gigi.Untuk memperbaiki roda gigi yang rusak beliau masih bisa menggantinya sendiri. Tapi kalau sudah bagian lain yang sulit diperbaiki, beliau membawanya ke tukang bubut untuk diperbaiki
2.11 Peralatan/ Mesin pada Gilingan :
1.
Feeding Roll (Roll Pengumpan) yang terletak diatas Roll depan, roll tersebut digerakkan oleh mesin uap dengan gigi-gigi roll, sehingga 1 unit gilingan akan berputar semua. Fungsinya untuk mengatur umpan ke roll gilingan.
2.
Gilingan Berfungsi untuk memeras tebu, untuk menghasilkan nira sema ksimal mungkin. Dalam 1 unit gilingan terdiri atas : a) Roll atas Bergerak naik turun setelah adanya tekanan hidrolik, sehingga dapat memeras nira.
16
b) Roll depan Bersama dengan roll atas memeras nira yang masuk ke gilingan. c)
Roll belakang Bersama dengan roll atas memeras nira.
d) Roll pengumpan/Feeding Roll Mengumpan ampas pada celah antara roll atas dan roll depan. 3. Plat ampas Tempat ampas halus dari proses pemerasan nira pertama ke proses pemerasan nira kedua. 4. Penahan plat ampas Tempat untuk penyetelan plat ampas. 5. Bed Plat Tempat penampungan nira. 6. Saluran nira (Talang Nira) Tempat pengaliran nira menuju bak penampung Nira 2.12 Proses pada Gilingan pemeras tebu
Gambar 2.3 proses pemerasan tebu
17
1.)
Tebu diangkut dan dinaikkan diatas lori, lalu diangkat oleh Hoist Crane untuk diletakkan di meja tebu.
2.)
Tebu diangkut dan masuk ke Cane Carier I untuk dipotong di Cane Cutter I, kemudian dipotong lagi di Cane Cutter II.
3.)
Tebu yang telah terpotong menjadi bagian yang lebih kecil tersebut dihaluskan lagi oleh Unigrator, tujuannya untuk membuka sel-sel nira dalam tebu.
4.)
Hasil ampas yang keluar kemudian jatuh ke Cane Carier II dan masuk ke Gilingan I. Dalam Gilingan I ada proses pemerasan yang mengasilkan NPP (Nira Perasan Pertama) yang mengalir ke talang getar dan NPP i ni masih murni.
5.)
Hasil ampas perasan Gilingan I dilanjutkan ke Gilingan II oleh IMC I (Inter Mediete Carier I). Nira hasil perasan Gilingan II mengalir menuju ke talang getar (Vibrating Screen) yang bertujuan untuk memisahkan nira dari ampasnya, sedangkan ampasnya masuk ke IMC II untuk diperah di Gilingan III.
6.)
Nira hasil perasan Gilingan III diimbibisikan ke Gilingan II, sedangkan ampasnya masuk ke IMC III untuk diperas di Gilingan IV dengan penambahan imbibisi yang bersumber dari air kondens yaitu air hasil dari penguapan stasiun Proses, nira hasil dari Gilingan IV diimbibisikan ke Gilingan III dan ampasnya untuk bahan bakar di ketel. Ampas dibedakan menjadi 2, yaitu :
a.)
Ampas halus Digunakan pada stasiun pemurnian sebagai campuran untuk memisahkan blotong
b.)
Ampas kasar Digunakan sebagai persediaan bahan bakar pada ketel.
18
Ditalang gilingan I-IV ditetesi Desinfektan yang bertujuan untuk menghilangkan bakteri yang merugikan dalam proses pembuatan gula.
19
