RANCANG BANGUN MESIN PENGUPAS KULIT KENTANG KAPASITAS 120 KG/JAM
LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
Oleh :
Abdi Syahroni Khairul Amri Tomi Heryanto Hutabarat Triyono Pardamean M. Yudi Arisandi
NIM : 1005011001 NIM : 1005011056 NIM : 1005012199 NIM : 1005011098 NIM : 1005011101
JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2013
INTISARI Dewasa ini, banyak sekali rumah makan yang menyediakan berbagai jenis makanan. Makanan tersebuat banyak yang berbahan baku kentang. Tingginya permintaan akan bahan baku kentang sejalan dengan semakin banyaknya dibangun rumah makan. Bahan baku kentang yang telah dikupas dapat diolah menjadi berbagai jenis makanan yang lezat dan bergizi tinggi. Rancang bangun mesin pengupas kulit kentang ini merupakan salah satu cara agar proses pengupasan dapat lebih cepat dibandingkan secara manual dengan tenaga manusia. Hasil dari tugas akhir ini adalah satu unit mesin yang dapat mengupas kulit kentang sebanyak 120kg/jam. Kata kunci : Kentang,kulit,makanan,pengupas
ABSTRACT
Today, a lot of restaurants that provide a variety of foods. The food is made from raw a lot potatoes. The high demand for raw materials potatoes as more homes are built to eat. Raw materials that have been peeled potatoes can be processed into various types of delicious food and high nutrient. Design of the potato skin peeler machine is one way to make the process of stripping can be faster than manually by human power. The results of this is one unit machine that can peel the potatoes as much 120kg/jam. Key words: Potato, leather, food, peeler
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan karunia‐Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini dengan baik dan tepat pada waktunya.Laporan Tugas Akhir ini yang berjudul “RANCANG BANGUN MESIN PENGUPAS KULIT KENTANG KAPASITAS 120 KG/JAM” ini
disusun untuk menyelesaikan Pendidikan Diploma III, Program Studi Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan. Sesuai dengan judulnya maka penulis akan membahas mengenai prinsip kerja mesin, komponen utama yang digunakan, proses pembuatan, gambar mesin, pemeliharaan dan perawatan mesin serta analisa pembuatan rancang bangun mesin pengupas kulit kentang kapasitas 120 kg/jam. Dalam penulisan laporan tugas akhir ini, penulis telah banyak menerima bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun secara tidak langsung. pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. M. Syahruddin, S.T.,M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Ir. Gidion Sembiring, M.T., Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan. 3. Drs. Infarizal, M.T., Kepala Program Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan. 4. Nurman, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing tugas akhir yang telah meluangkan waktu untuk membimbing penulis sehingga tugas akhir ini dapat selesai dengan baik. 5. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan. 6. Administrasi Jurusan Teknik Mesin,Politeknik Negeri Medan. 7. Kedua orang tua penulis yang tidak pernah lupa memberi semangat dan yang selalu memberikan dukungan baik berupa moril, doa dan materi. 8. Alumni Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan yang telah memberikan saran dalam proses penyelesaian Tugas Akhir ini, yang juga ikut membantu.
9. Ucok Las, selaku orang yang telah menyediakan bengkel tempat kami mengerjakan mesin dan membantu kami dalam menyelesaikan pengerjaan mesin kami tersebut. 10. Rekan‐rekan satu team.
11. Teman-teman satu angkatan di Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan dalam proses penyelesaian Tugas Akhir, yang juga ikut membantu.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada lembaga pendidikan yaitu Politeknik Negeri Medan, yang telah memberi bantuan dalam pembuatan laporan ini. Penulis juga menyadari kemungkinan terdapat kekurangan dan kesilapan. Oleh karena itu, penulis juga mengharapkan saran dan kritikan yang bersifat membangun dari semua pihak sehingga jadi masukan dikemudian hari. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan,
Oktober 2013
Hormat Kami,
ABDI SYAHRONI
1005011001
(
)
KHAIRUL AMRI
1005011056
(
)
TOMI H HUTABARAT
1005012199
(
)
TRIYONO P MANURUNG
1005011098
(
)
YUDI ARISANDI
1005011101
(
)
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR SPESIFIKASI ........................................................................... ii LEMBAR PERSETUJUAN ....................................................................... iii LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................ iv INTISARI .....................................................................................................v ABSTRACT ................................................................................................. vi KATA PENGANTAR ................................................................................. vii DAFTAR ISI ................................................................................................ ix DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xii DAFTAR TABEL ....................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... ivx
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ............................................................................ 1 B. Batasan Masalah ........................................................................ 1 C. Tujuan ......................................................................................... 2 D. Manfaat ....................................................................................... 2 E. Teknik Pengumpulan Data .......................................................... 3
BAB II TEORI DASAR
A. Pengenalan Tentang Mesin Pengupas Kulit Kentang ................. 4 B. Mesin Pengupas Kulit Kentang ...................................................5 C. Tuntutan Mesin Dari Sisi Pengguna ........................................... 5 D. Analisis Morfologi Mesin Pengupas Kulit Kentang ................... 5 E. Morfologis Mesin Pengupas Kulit Kentang................................ 7 F. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen-elemen Mesin ......... 9
1. Motor Listrik ......................................................................... 9 2. Poros...................................................................................... 11 3. Pasak ..................................................................................... 15 4. Sabuk V-Belt ......................................................................... 17 G. Analisis Ekonomi ........................................................................ 22
BAB III PEMBAHASAN
A. Gambar Mesin Beserta Komponen-komponen Utama ............... 26 B. Sistem Transmisi Pada Mesin .................................................... 27 C. Prinsip Kerja Mesin Pengupas Kulit Kentang ............................ 28 D. Cara Kerja Mesin ........................................................................ 28 E. Dimensi Mesin ............................................................................ 29 F. Komponen-komponen Mesin ...................................................... 29 1. Rangka .................................................................................. 29 2. Motor Listrik ......................................................................... 29 3. Tabung Penampung............................................................... 30 4. Pelapis Dinding ..................................................................... 30 5. Piringan Pengupas ................................................................. 30 6. Puli ........................................................................................ 31 7. Sabuk..................................................................................... 31 8. Poros...................................................................................... 32 9. Bantalan ................................................................................ 32 10. Saluran Keluaran Kentang .................................................... 34 11. Tutup Tabung ........................................................................ 34 12. Saluran Keluaran Air ............................................................ 34 13. Roda ...................................................................................... 34 14. Baut Pengikat ........................................................................ 35 G. Perhitungan Komponen Utama Mesin ........................................ 35 1. Tabung Penampung............................................................... 35 2. Kapasitas Mesin .................................................................... 36 3. Perencanaan Daya ................................................................. 37 4. Poros...................................................................................... 39 5. Puli ........................................................................................ 43
6. Perencanaan Pasak ................................................................ 44 7. Sabuk..................................................................................... 47 H. Bahan dan Metode ...................................................................... 52 1. Bahan Yang di Butuhkan ...................................................... 52 2. Metode .................................................................................. 52 I. Proses Pengerjaan Mesin............................................................. 53 1. Pembuatan Tabung................................................................ 53 2. Pembuatan Pintu Saluran Keluaran Kentang ........................ 53 3. Pembuatan Kerangka ............................................................ 54 4. Pembuatan Saluran Pembuangan Air .................................... 54 5. Pembuatan Poros ................................................................... 54 6. Pembuatan Tutup Tabung ..................................................... 54 7. Perakitan................................................................................ 55 J. Peta Proses Operasi Untuk Pembuatan Mesin ........................... 56 K. Uji Coba Mesin ( testing) ............................................................. 57 L. Menentukan Anggaran Biaya ...................................................... 57 M. Perhitungan Analisa Titik Impas ( Break EventPoint ) ................. 62
BAB IV PERAWATAN DAN PERBAIKAN
A. Perawatan dan Perbaikan Mesin ................................................. 65 1. Pengertian Perawatan dan Perbaikan .................................... 65 2. Tujuan Perawatan dan Perbaikan .......................................... 65 3. Perawatan dan Perbaikan Mesin Pengupas Kulit Kentang ... 65 4. Perawatan dan Perbaikan Komponen-komponen ................. 66
BAB V SIMPULAN dan SARAN
A. Simpulan ..................................................................................... 67 B. Saran............................................................................................ 67
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Gaya Geser Pada Pasak ............................................................... 16 Gambar 2. Jenis-jenis Sabuk ......................................................................... 17 Gambar 3. Mesin Pengupas Kulit Kentang ................................................... 26 Gambar 4. Transmisi ..................................................................................... 27 Gambar 5. Prinsip Kerja Mesin..................................................................... 28 Gambar 6. Rangka Mesin.............................................................................. 29 Gambar 7. Motor Listrik ............................................................................... 30 Gambar 8. Tabung Penampung..................................................................... 30 Gambar 9. Piringan Pengupas ....................................................................... 31 Gambar 10. Puli ............................................................................................ 31 Gambar 11. Tipe-tipe Sabuk V-Belt ............................................................. 32 Gambar 12. Poros .......................................................................................... 32 Gambar 13. Bantalan / Bearing ..................................................................... 34 Gambar 14. Transmisi ................................................................................... 43 Gambar 15. Sabuk ......................................................................................... 47 Gambar 16. Flowchart Proses Pembuatan Mesin ......................................... 56
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1 Tuntutan Perancangan Mesin Pengupas Kulit Kentang ................... 6 Tabel 2 Matriks Morfologi Mesin Pengupas Kulit Kentang ......................... 8 Tabel 3 Faktor-faktor Daya yang Ditransmisikan (fc) .................................. 11 Tabel 4 Biaya Desain Mesin Pengupas Kulit Kentang ................................. 60 Tabel 5 Biaya Pembelian dan Perakitan Mesin Pengupas Kulit Kentang .... 61 Tabel 6 Biaya Pengerjaan.............................................................................. 61
BAB I PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Secara tradisional ada berbagai cara metode pengupasan kentang antara lain dengan mengupas dengan pisau dan mengupas kulit kentang dengan benda yang kasar. Mengupas kulit kentang dengan pisau yaitu menyayat seluruh permukaan kentang dengan pisau kira-kira setebal 1mm. Prinsip kerjanya, pisau diberi gaya tekan sehingga sudut potong pada pisau menyebabkan kulit kentang terpisah dari dagingnya. Cara manual ini masih belum efektif untuk mengikuti target produksi industri rumah tangga. Untuk itu diperlukan cara yang lebih maju agar menutupi kekurangan tersebut. Perkembangan teknologi yang pesat, membuat para produksi industri rumah tangga berinovasi untuk membuat suatu alat bantu mesin yang dapat mengolah kentang lebih baik. Mesin pengupas kulit kentang ini menggunakan metode penyayatan dengan pisau. Perbedaannya, prinsip kerja mesin ini mata pisau yang berputar menyayat permukaan kentang secara secara radial. Dalam prosesnya, kentang yang dikupas dengan mesin ini
dagingnya masih banyak
terbuang. Bertolak dari hal di atas, maka penulis tertarik merancang dan membuat mesin pengupas kulit kentang kapasitas 120 kg/jam. Mesin dirancang dengan metode pengupasan kentang yang diparut atau digesek agar meminimalisir terbuangnya daging kentang.
Prinsip kerjanya, mata pisau yang berputar
bergesekan dengan permukaan kentang. Dengan adanya mesin pengupas kulit kentang ini penulis berharap dapat memberikan banyak manfaat bagi masyarakat khususnya pengusaha industri rumah tangga agar lebih efisien dalam proses pengupasan kulit kentang. B.
Batasan Masalah
Karena adanya permasalahan didalam suatu rancangan, sementara penulisan terkait dengan keterbatasan waktu, kemampuan, dan pengalaman dalam Rancang Bangun Mesin Pengupas Kulit Kentang. Maka penulis mambatasi
masalah-masalah yang akan dibahas laporan tugas akhir ini, antara lain sebagai berikut : 1. Bagaimana prinsip kerja mesin pengupas kulit kentang? 2. Bagaimana perencanaan dan pemilihan elemen-elemen mesin pengupas kulit kentang? 3. Bagaimana pemeliharaan (perawatan) mesin pengupas kulit kentang? 4. Bagaimana cara menghitung biaya pembuatan dan penjualan mesin pengupas kulit kentang? 5. Bagaimana merancang dan menggambar mesin pengupas kulit kentang?
C.
Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan laporan ini adalah : 1. Tujuan secara teknis a. Untuk membantu pengusaha industri rumah tangga dalam mengupas kulit kentang agar dapat di olah ke proses selanjutnya; b. Untuk membuat mesin yang lebih efisien dari mesin sebelumnya; c. Untuk mengaplikasikan ilmu yang telah diperoleh selama perkuliahan terutama mata kuliah perencanaan mesin dan elemen mesin, serta untuk mengetahui teknik atau cara merancang suatu mesin yang standart; d. Untuk mengetahui anggaran biaya yang diperlukan dalam pembuatan mesin pengupas kulit kentang. e. Untuk membuat gambar dan rancangan suatu mesin tepat guna. 2. Tujuan secara akademis Sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan mata kuliah semester VI dan juga sebagai syarat untuk mrnyelesaikan Program Pendidikan Diploma III di Politeknik Negeri Medan. D.
Manfaat
Laporan tugas akhir dari Rancang Bangun Mesin Pengupas Kulit Kentang diharapkan dapat bermanfaat bagi : 1.
Mahasiswa/i yang akan membahas masalah yang sama;
2.
Meningkatkan nilai ekonomis bagi industri rumah tangga dalam pengolahan makanan yang berbahan dasar kentang;
3.
Para
pengusaha
berbahan
dasar
kentang
agar
memahami
proses
pembersihan kulit kentang dengan sistem mekanis; 4.
Para pengusaha home industri khususnya pengusaha yang mampu, dan bisa membuat ataupun membeli, dan juga mengoperasikan mesin pengupas kulit kentang;
5.
Penulis sendiri untuk menambah wawasan, pengetahuan dan keterampilan yang kelak berguna pada saat terjun kelapangan.
E.
Teknik Pengumpulan Data
Pengumpulan
data
yang
dilakukan
penulis
dalam
menyusun
dan
menyelesaikan laporan tugas akhir ini dilakukan dengan cara : 1. Berdiskusi dengan tim tugas akhir; 2. Berdiskusi dengan dosen pembimbing; 3. Studi literatur, yaitu membaca buku referensi yang berhubungan dengan tugas akhir yang penulis susun; 4. Melakukan survey langsung ke pengusaha-pengusaha makanan berbahan dasar kentang 5. Melakukan survey langsung ke bengkel/toko-toko menjual mesin-mesin pertanian. 6. Melakukan survey langsung ke Industri Pertanian.
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Faktor Koreksi
Lampiran 2
Panjang Sabuk V Standar
Lampiran 3
Spesifikasi Sabuk V
Lampiran 4
Tegangan Tarik Ijin Sabuk
Lampiran 5
Koefisien Gesek Berbagai Bahan Sabuk
Lampiran 6
Ukuran Pulli V
Lampiran 7
Tabel Penomoran Bantalan
