rancang bangun mesin konveyor pengering jagung
Post on 21-Feb-2018
246 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
1/17
RANCANG BANGUN
MESIN PENGERING JAHE MERAH SISTEM KONVEYOR
KAPASITAS 35 KG/PROSES
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Dalam Menyelesaikan
Program Pendidikan Diploma 3
KONSENTRASI PERAWATAN DAN PERBAIKAN
PROGRAM STUDI TEKNIK MEKANIK
Oleh :
ARBOTOMO M. RAFAEL MARBUN
NIM: 1105011012
JURUSAN TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI MEDAN
MEDAN
2014
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
2/17
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
3/17
vi
ABSTRACT
Design of Red Ginger Drying Machine Conveyor System with Capacity 35Kg/ Process
Agricultural processing requires good handling so that the quality can be
kept. One of the agricultural products that are susceptible to physiology damage is
ginger. The damage of ginger is caused by the high water content around 85%,
whereas in order to penetrate the market it must meet requirements including its
water content should be about 10-15%. The only way to get a qualified dry ginger
is through the drying process. Drying can be done naturally and artificial
(mechanical spring). Naturally drying process required to preserve red ginger has
some shortcomings, namely a long time, requires a large area, and less hygienic.
To overcome this problem, the authors designed and made of red gingerdrying machine with conveyor systems. This dryer can reduce the water content
from 45% to 15%. This machine uses a Hp motor and a maximum temperature
of 1000
C produced. In the drying process, the hot air generated by finned heater
air that exhaled by the blower (fan) opposite to the movement of ginger, then the
output is dried red ginger.
From the experiments were carried out, it can be concluded that the overall
machine can work effectively as the machine can achieve the capacity and water
content that authors wanted.
Keywords : drying, red ginger, water content, conveyor, finned heater
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
4/17
vii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas
rahmad 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
PENGERING JAHE MERAH SISTEM KONVEYOR KAPASITAS 35 KG/
PROSES ini disusun untuk menyelesaikan Pendidikan Diploma 3, JurusanTeknik Mesin Program Studi Teknik Mekanik Politeknik Negeri Medan.
Dalam penulisan Laporan Tugas Akhir ini, penulis telah banyak menerima
bantuan dan bimbingan 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., sebagai Direktur Politeknik Negeri Medan;
2. Idham Kamil, S.T., M.T., sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik
Negeri Medan;
3. Joni Indra, S.T., M.T., sebagai Kepala Program Studi Teknik Mekanik
Politeknik Negeri Medan;
4. Melvin E. Simanjuntak, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah
banyak membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini;
5. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan;
6. Staf Administrasi Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan;
7. Kedua orangtua penulis M. Marbun dan T. br Tampubolon yang selalu
menjadi motivasi dan memberi dukungan baik moril doa dan materi;
8. Rekan-rekan satu team yang tergabung dalam tim tugas akhir yakni :
Chanro, Maripul, Harun, dan Shakti;
9. Teman-teman di Jurusan Teknik Mesin angkatan 2011 Politeknik Negeri
Medan.
Penulis menyadari kemungkinan terdapat kekurangan dan ketidak
sempurnaan laporan tugas akhir ini. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
5/17
viii
kritikan dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak agar menjadi
masukan untuk kebaikan dikemudian hari.
Akhir kata, semoga laporan tugas akhir ini dapat memberi manfaat bagi kita
semua.
Medan, 25 Agustus 2014
Penulis,
Arbotomo M. Rafael Marbun
NIM : 1105011012
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
6/17
ix
DAFTAR ISI
SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ................................................ ii
LEMBAR PERSETUJUAN` ...................................................... iii
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................ iv
INTISARI ..................................................................................... v
ABSTRACT ................................................................................. vi
KATA PENGANTAR ................................................................. vii
DAFTAR ISI ................................................................................ ix
DAFTAR GAMBAR ................................................................... xv
DAFTAR TABEL........................................................................ xvi
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................ 1
A.Latar Belakang ................................................................................. 1
B.Rumusan Masalah ............................................................................ 2
C.Tujuan .............................................................................................. 2
D.Manfaat ............................................................................................ 3
E.Teknik Pengumpulan Data ............................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI ..................................................... 4
A. Sejarah Tanaman Jahe Merah ......................................................... 4
1. Kadar Air Jahe Merah ............................................................... 6
2. Kegunaan Tanaman Jahe Merah ............................................... 6
3. Pengolahan Jahe........................................................................ 6
4. Standart Mutu Jahe ................................................................... 7
B. Pengeringan .................................................................................... 8
1.
Pengeringan dengan Cara Alami .............................................. 8
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
7/17
x
2. Pengeringan dengan Pengering Buatan .................................... 10
C. Proses Pengeringan ......................................................................... 10
D. Laju Pengeringan ............................................................................ 14
1. Periode Laju Konstan (Constant Rate Periode) ........................ 15
2. Periode Laju Menurun (Falling Rate Periode).......................... 15
E. Perhitungan Performansi Teknis Pengeringan................................ 16
1. Kadar Air .................................................................................. 16
2. Kebutuhan Energi Pengeringan ................................................ 19
a. Energi untuk mengeringkan jahe merah (Qjahe) ................. 19
b. Energi untuk menguapkan air jahe merah (Qair) ................ 19
c. Energi yang hilang dari dinding penutup ruang
pengering (Qdinding) ............................................................. 19
d. Total energi yang dibutuhkan untuk mengeringkan
jahe per siklus (QTotal) ........................................................ 20
3. Laju Pengeringan ...................................................................... 20
4.
Efisiensi Sistem ........................................................................ 21
F. Perhitungan Performansi Teknis Elemen Mesin ............................ 21
1. Perhitungan Kecepatan Konveyor ............................................ 21
2. Perhitungan Putaran Poros Idler Konveyor .............................. 22
3. Perhitungan Rasio pada Gear Box ............................................ 22
4. Perhitungan Kapasitas Angkut Belt Konveyor ......................... 22
5. Perhitungan Daya Motor........................................................... 23
a.
Perhitungan daya untuk menggerakkan belt konveyor ....... 23b. Daya rencana motor ........................................................... 23
6. Perhitungan Tegangan pada Belt Konveyor ............................. 23
a. Perhitungan Tegangan Sisi Kencang dan
Tegangan Sisi Kendur......................................................... 23
b. Perhitungan Tegangan Maksimal ....................................... 24
7. Perhitungan Diameter Poros Idler Konveyor ........................... 24
8. Bantalan .................................................................................... 25
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
8/17
xi
a. Perhitungan Beban Ekuivalen ............................................ 25
b. Perhitungan Umur Nominal ................................................ 26
BAB III PEMBAHASAN ........................................................... 27
A. Desain Konstruksi Mesin ................................................................ 27
B. Komponen Utama Mesin ................................................................ 27
1. Rangka Mesin ........................................................................... 27
2. Belt Konveyor ........................................................................... 28
3. Motor Listrik ............................................................................. 29
4. Roller (Pully Idler) .................................................................... 29
5. Poros Pully Idler ....................................................................... 30
6. Bantalan .................................................................................... 30
7. Frame Penutup .......................................................................... 30
8. Kopling ..................................................................................... 31
9. Gear Box (Speed Reducer) ....................................................... 31
10.Sensor Suhu .............................................................................. 32
11.Finned Heater............................................................................ 32
C. Prinsip Kerja Mesin ........................................................................ 33
D. Prosedur Pengolahan Data .............................................................. 33
1. Perhitungan Teknis Proses Pengeringan ................................... 33
a. Perhitungan Kadar Air ........................................................ 33
1) Massa air mula- mula ................................................... 33
2) Massa air yang diuapkan .............................................. 34
3)
Massa jahe kering ......................................................... 34
4) Massa air akhir .............................................................. 34
5) Kadar air akhir .............................................................. 34
b. Kebutuhan Energi Pengeringan .......................................... 34
1) Total Energi Pengeringan ............................................. 34
2) Energi pengeringan jahe ............................................... 35
3) Energi penguapan air jahe ............................................ 35
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
9/17
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
10/17
xiii
h. Bantalan .............................................................................. 50
1) Perhitungan beban bantalan .......................................... 50
2) Perhitungan umur bantalan ........................................... 50
BAB IV ANALISA BIAYA ........................................................ 52
A. Daftar Biaya .................................................................................... 53
1. Biaya Material .......................................................................... 53
2. Biaya Alat ................................................................................. 55
3. Biaya Jasa ................................................................................. 54
4. Biaya Listrik ............................................................................. 54
5. Biaya Pengerjaan Mikrokontroller ........................................... 55
6. Total Biaya Pembuatan Mesin .................................................. 55
7. Harga Jual Mesin ...................................................................... 55
B. Analisa Titik Impas (Break Event Point)........................................ 56
BAB V PERAWATAN DAN PERBAIKAN ............................ 59
A. Perawatan dan Perbaikan ................................................................ 59
1. Preventive Maintenance............................................................ 59
2. Predictive Maintenance ............................................................ 59
B. Perawatan dan Perbaikan Komponen Utama Mesin ...................... 60
1. Perawatan pada Bantalan .......................................................... 60
2. Perawatan pada Poros ............................................................... 60
3. Perawatan pada Belt Konveyor ................................................ 60
4. Perawatan pada Kopling Flens ................................................. 60
5. Perawatan pada Gear Box ......................................................... 61
6. Perawatan pada Motor Listrik .................................................. 61
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
11/17
xiv
BAB VI SIMPULAN DAN SARAN .......................................... 62
A.
Simpulan ......................................................................................... 62B. Saran ............................................................................................... 62
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
12/17
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Rimpang Jahe Merah .................................................................... 5
Gambar 2. Pengeringan di bawah sinar matahari langsung ........................... 9
Gambar 3. Proses Pengeringan pada Diagram Psikometrik........................... 11
Gambar 4. Kurva laju pengeringan ................................................................ 14
Gambar 5. Desain Konstruksi Mesin Pengering Jahe Merah
Sistem Konveyor ......................................................................... 27
Gambar 6. Rangka Mesin ............................................................................... 28
Gambar 7. Belt Konveyor .............................................................................. 28
Gambar 8. Motor Listrik ................................................................................ 29
Gambar 9. Roller (Pully Idler) ....................................................................... 29
Gambar 10. Poros Pully Idler ......................................................................... 30
Gambar 11. Bantalan Gelinding 6206 ............................................................ 30
Gambar 12. Frame Penutup............................................................................ 31
Gambar 13. Kopling Flens ............................................................................. 31
Gambar 14. Gear Box .................................................................................... 32
Gambar 15. Finned Heater ............................................................................. 32
Gambar 16. Grafik Psikrometrik untuk proses pemanasan dan
penguapan adiabatic .................................................................... 39
Gambar 17. Diagram gaya reaksi tumpuan .................................................... 47
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
13/17
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Komposisi kimia dan zat gizi jahe merah setiap 100 gram.............. 7
Tabel 2. Persyaratan Khusus Jahe .................................................................. 8
Tabel 3. Data Laboratorium Hasil Percobaan ................................................ 53
Tabel 4. Biaya Material .................................................................................. 54
Tabel 5. Biaya Alat ........................................................................................ 55
Tabel 6. Biaya Jasa ......................................................................................... 56
Tabel 7. Biaya Listrik ..................................................................................... 56
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
14/17
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Faktor-faktor Koreksi Daya yang Akan ditransmisikan (fc)
Lampiran 2. Ukuran Pasak
Lampiran 3. Faktor faktor V, X, Y, dan X0 dan Y0 Bantalan
Lampiran 4. Tabel bantalan Gelinding
Lampiran 5. Konduktivitas Termal Berbagai bahan
Lampiran 6. Kalor Jenis Bahan
Lampiran 7. Berat Belt Standart, W1
Lampiran 8. Faktor Konversi
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
15/17
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Jahe menempati posisi yang sangat penting dalam perekonomian masyarakat
Indonesia, karena peranannya dalam berbagai aspek kegunaan. Jahe termasuk
komoditas yang sudah ada sejak ribuan tahun digunakan sebagai bagian dari
ramuan rempah-rempah yang diperdagangkan secara luas di dunia. Walaupuntidak terlalu mencolok, penggunaan komoditas jahe berkembang dari waktu ke
waktu, baik jumlah, jenis, kegunaan maupun nilai ekonominya.
Jahe merah memiliki karakteristik ukuran rimpang yang kecil, berwarna
merah jingga, berserat kasar, beraroma serta berasa tajam (pedas). Dipanen setelah
tua dan memiliki minyak atsiri yang sama dengan jahe kecil sehingga jahe merah
pada umumnya dimanfaatkan sebagai bahan baku obat-obatan.
Jahe merah dapat diolah dalam berbagai bentuk produk olahan, salah satunya
adalah jahe kering. Produk jahe kering ini sangat populer di pasaran karena jahe
kering sifatnya awet dan tidak cepat busuk walaupun disimpan dalam waktu yang
lama.
Alasan yang mendukung proses pengeringan dapat menghambat
pertumbuhan mikroorganisme adalah untuk mempertahankan mutu produk
terhadap perubahan fisik dan kimiawi yang ditentukan oleh perubahan kadar air,
mengurangi biaya penyimpanan, pengemasan dan transportasi, untuk
mempersiapkan produk kering yang akan dilakukan pada tahap berikutnya,
menghilangkan kadar air yang ditambahkan akibat selama proses sebelumnya,
memperpanjang umur simpan dan memperbaiki kegagalan produk.
Proses pengeringan yang dilakukan oleh petani selama ini masih sederhana
yaitu dengan metode penjemuran langsung dibawah sinar matahari. Metode ini
kurang efektif karena akan membutuhkan waktu pengeringan yang relatif lama
yaitu 5 8 hari, proses pengeringan tergantung cuaca, membutuhkan area yang
luas, mudah terkontaminasi, serta suhu dan kelembaban udara tidak dapat
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
16/17
2
dikontrol. Mempertimbangkan kekurangefektifan metode tersebut, maka perlu
dicari metode yang dapat menggantikan, namun masih memiliki fungsi sama yaitu
sebagai pengering yang dapat menurunan kandungan air dalam jahe merah
menjadi sekitar 15 %.
Menyikapi masalah tersebut, penulis mencoba merancang mesin pengering
jahe merah dengan kondisi temperatur udara maksimum 700C dan kecepatan
udara maksimum 2 m/s, sehingga diharapkan proses pengeringan dapat
berlangsung lebih cepat dengan keseragaman kandungan air di semua bagian jahe
lebih merata.
B. Rumusan Masalah
Dalam hal perencanaan mesin pengering jahe merah ini penulis membatasi
ruang lingkup pembahasan dan disesuaikan dengan permasalahan yang timbul
secara garis besar, antara lain:
1. Bagaimana prinsip kerja dan komponen-komponen utama mesin
pengering jahe ?
2. Bagaimana menghitung performansi teknis yang menunjang mesin
pengering ?
3. Bagaimana proses pembuatan dan menghitung biaya untuk membuat
mesin pengering jahe ?
4. Bagaimana cara pengoperasian dan perawatan mesin pengering jahe ?
C. Tujuan
1. Untuk mempercepat proses pengeringan jahe dan memperoleh hasil yang
lebih baik dibandingkan metode pengeringan alami;
2. Untuk merancang mesin pengering jahe yang nantinya dapat digunakan
masyarakat, khususnya para petani dan pengusaha jahe;
-
7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung
17/17
3
3. Untuk mengetahui prinsip kerja dan komponen-komponen utama mesin
pengering jahe;
4. Untuk mengetahui cara mengoperasikan dan merawat mesin pengering
jahe.
D. Manfaat
Hasil kegiatan rancang bangun ini diharapkan dapat bermanfaat bagi :
1. Pelaku industri pangan untuk memanfaatkan peluang usaha dengan efisien
dan higienis serta mengembangkan jahe merah sebagai produk olahan yang
bersaing;
2. Mahasiswa politeknik yang akan menyusun tugas akhir dengan judul yang
hampir sama untuk dijadikan bahan perbandingan;
3. Semua orang yang membaca Tugas Akhir ini dapat untuk menambah
wawasan tentang rancang bangun mesin pengering jahe.
E. Teknik Pengumpulan Data
Dalam penulisan laporan tugas akhir ini dibutuhkan data yang benar dan
akurat, agar kelayakan laporan tugas akhir ini dapat dipertanggungjawabkan.
Adapun teknik pengumpulan data yang dilakukan penulis dalam menyusun
tugas akhir adalah :
1. Melakukan diskusi dengan dosen yang pembimbing maupun pihak-pihak
yang dapat membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini yang
memahami dan mengerti tentang perancangan alat tersebut;
2. Melakukan studi literatur dengan mencari buku buku yang ada di
perpustakaan kampus Politeknik Negeri Medan maupun sumber lain dari
luar yang berkaitan dengan perancangan mesin tersebut;
3. Melakukan diskusi dengan teman sekelompok;
4. Pengambilan data melalui internet.
top related