BBBUUUKKKUUU AAAJJJAAARRR

MESIN DAN PERALATAN

BAB I

DASAR – DASAR MESIN DAN PERALATAN

HASIL PEMBELAJARAN

Setelah berhasil menyelesaikan bab ini ditunjang dengan menjawab dari beberapa

pertanyaan yang diajukan dosen dalam sesi tanya jawab secara lisan, dan

menyelesaikan tugas – tugas dan latihan secara tertulis, Saudara dapat memahami

arti mesin dan peralatan, komponen dasar mesin dan sistem transmisi

Kriteria Penilaian

Keberhasilan Saudara dalam menguasai bab ini adalah dapat diukur dengan

kriteria sebagai berikut :

1.1.Menjelaskan perbedaan mesin dan alat

1.2.Mengenal poros, pegas dan bantalan

1.3.Mengetahui cara pemindahan daya pada elemen transmisi, perhitungan

putaran, kecepatan keliling dan aplikasi sistem transmisi serta mendesain

sistem transmisi mesin-mesin pengolahan hasil pertanian

Sumber Pustaka

Agato, Kuswartini, DUM Susilo, 2005. Buku Ajar Mesin dan Peralatan, DIPA.

Polnep. Pontianak.

Haris Pearson Smith, 1990, Mesin dan Peralatan Usaha Tani Edisi VI, Gadjah

Mada University Press, Yogyakarta

Jac Stolk dan C. Kros, 1993, ‘Elemen Mesin’, Erlangga, Jakarta Pusat

Sularso dan Kiyokatsu Suga, 1991, ‘Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen

Mesin’, Pradnya Paramita, Jakarta

Pendahuluan

Teknologi merupakan hasil perkembangan daya cipta manusia yang kian

waktu terus berkembang. Munculnya inovasi – inovasi teknologi karena adanya

tuntutan zaman. Demikian juga pada inovasi permesinan pengolahan dan alat –

alat pertanian / perkebunan. Sepuluh tahun yang lalu mungkin belum ada alat

pemipil jagung, pengupas biji lada dan lain – lainnya. Walaupun alat sederhana

namun karena perlua dan untuk mempermudah dalam berkerja, maka orang

menciptakan alat – alat tersebut.

Sebelum terciptanya mesin – mesin, orang zaman dahulu melakukan pengolahan

hasil pertanian / perkebunan dengan bantuan alat – alat yang sangat sederhana.

Pada zaman prasejarah, semua alat – alat menggunakan batu. Kemudian

ditemukan logam perunggu dan besi, karena sifatnya lebih baik, maka diganti alat

alat tersebut dengan bahan logam. Waktu semakin berlalu dan zaman semakin

berkembang. Dengan ditandai revolusi industri di benua eropa banyak

bermunculan mesin – mesin. Baik mesin untuk pengolahan hasil poertanian,

mesin untuk alat transportasi dan bahkan dalam di benua eropa banyak

bermunculan mesin – mesin. Baik mesin untuk pengolahan hasil poertanian,

mesin untuk alat transportasi dan bahkan dalam perang. Hingga sekarang ini telah

banyak bermunculan inovasi dari mesin – mesin yang sudah ada menjadi lebih

maju dan mutakhir.

Mesin – mesin industri yang ada di pabrik terus mengalami perubahan –

perubahan yang membawa ke kesempurnaan. Sempurna dalam artian lebih efektif

dan efisien. Perubahan yang biasa dilakukan adalah dengan melakukan modifikasi

– modifikasi dari mesin yang telah ada. Semuanya dilakukan guna lebih

memudahkan dalam pekerjaan manusia dan memberikan hasil yang lebih baik.

Yang dimaksud dengan mesin pengolahan hasil perkebunan adalah mesin dan

peralatan yang digunakan untuk menangani hasil perkebunan setelah dipanen ke

proses selanjutnya hingga jadi produk baru. Mesin pengolahan tersebut misalnya

mesin – mesin yang digunakan dalam mengolah kelapa sawit hingga dihasilkan

Crude Palm Oil (CPO), mesin pengolahan lateks menjadi crumb rubber, mesin

pengolahan kopra menjadi minyak goreng dan lain – lainnya.

1.1.Perbedaan Mesin Dan Peralatan Untuk Panen Dan Pasca Panen

Dalam sub bab ini akan dijelaskan makna dari mesin dan alat atau peralatan.

Hal ini perlu dimengerti antara keduanya dan diketahui perbedaan masing –

masing, agar supaya bisa membedakan mana saja yang termasuk peralatan dan

mana saja yang dikatakan sebagai mesin.

Alat adalah satu individu benda yang mempunyai satu atau lebih fungsi bila

digunakan untuk bekerja. Peralatan biasanya digunakan dalam bentuk jamak.

Mesin adalah kumpulan dari berbagai alat yang tergabung menjadi satu rangkaian

dan tidak bisa terpisahkan membentuk satu fungsi tertentu. Jadi jelaslah perbedaan

antara alat, peralatan dan mesin. Kalau alat hanya satu, sedangkan mesin

merupakan kumpulan dari masing – masing alat menjadi satu kesatuan. Dan

terkadang atau pada umumnya kalau alat cuma kecil bentuknya bila dibandingkan

mesin yang sama fungsinya bentuknya lebih besar.

Pisau termasuk alat untuk memotong. Sabit adalah juga alat untuk memotong

rumput. Keduanya mempunyai fungsi masing – masing hanya terdiri dari satu

individu benda, sehingga disebut sebagai alat. Pisau akan masih tetap berfungsi

tanpa adanya sabit, begitu juga sebaliknya, karena masing - masing merupakan

bagian yang terpisah (tidak harus jadi satu saat digunakan).

Mesin pencacah jerami merupakan kumpulan dari berbagai alat (komponen –

komponen mesin), misalnya ada pisau pemotong yang berjumlah banyak dan

tergabung dalam satu roll silinder, alat pemutar roll berupa rantai dan gear, alat

penampung potongan jerami, corong pemasukan jerami, dan seterusnya yang

masing – masing komponen tadi akan tersusun menjadi satu kesatuan dan

mempunyai membentuk cacahan – cacahan jerami. Rol silinder bila dilepas, maka

mesin tidak berfungsi sebagai mana mestinya. Kemudian apabila tidak ada gear

dan rantai maka rol silinder pisau tidak dapat memotong jerami – jerami. Inilah

yang dikatakan satu kesatuan dan membentuk satu fungsi. Seperti juga pada mesin

– mesin yang lain, seperti mesin pengupas lada, evaporator nira tebu, drier biji

kakao dan lain –lainnya.

Apabila telah diketahui dan dimengerti batasan arti dan perbedaan dari alat,

peralatan dan mesin, maka tidak akan salah dalam menggunakan istilah mesin dan

peralatan. Dan akan tepat dalam menggunakan istilah – istilah tersebut.

1.2. Komponen Dasar Mesin

Pada sub bab pertama telah diketahuibahwa sebuah unit mesin tersusun

dari berbagai satuan peralatan yang tersusun menjadi satu. Misalkan sebuah mesin

pemarut kelapa terdiri dari motor penggerak, system transmisi, poros, silinder

pemarut, bantalan dan tentunya terdapat frame/ rangka mesin. Untuk mesin

vibrator screen terdiri dari motor penggerak, system transmisi, poros, bantalan,

pegas dan frame/ rangka. Kedua contoh tersebut menunjukkan bahwa setiap mesin

memiliki perbedaan komponen sesuai dengan fungsi masing-masing mesin.

Pergerakan komponen mesin mencakup gerak lurus dan berputar atau mengubah

dari gerak lurus menjadi gerak putar (mekanisme poros engkol) dan sebaliknya.

Sub bab ini memfokuskan pada komponen dasar mesin pendukung gerak putar

pada transmisi (poros, bantalan) dan pegas.

1.2.1 Poros

Poros berdasarkan bentuk penampang dapat dibedakan menjadi poros

pejal (a) dan poros berlubang (b).

Berdasarkan fungsi, poros dibedakan:

ba

Gambar Penampang poros

1. Poros dukung yaitu poros yang khusus diperuntukkan mendukung elemen

mesin yang berputar.

2. Poros transmisi yaitu poros yang terutama dipergunakan untuk memindahkan

momen puntir, putaran dan daya. Dalam hal ini mendukung elemen mesin

hanya suatu cara bukan tujuan.

1.2.1.1 Poros Dukung

Poros dukung dapat dibagi dalam poros tetap atau berhenti dan poros berputar.

Elemen mesin yang berputar, seperti cakera tali dan puli sabuk mesin, roda jalan

dan roda gigi dipasang berputar terhadap poros dukung tetap atau dipasang tetap

pada poros dukung yang berputar. Pada umumnya poros dukung tetap, kedua atau

salah satu ujungnya ditumpu dan sering ditahan terhadap perputaran dengan

memasang pena, sedangkan poros dukung berputar membiarkan poros ikut

berputar dalam bantalan. Pada poros dukung tetap, tebal pena tergantung pada

beban momen lengkung maksimum, sedangkan tegangan putus-geser dapat

diabaikan. Beban dianggap terpusat pada pena (gambar 1.2), beban sebesar 2F,

sehingga momen lengkung maksimum pena ialah F(k + L/2)

a) Poros dukung tetap b) Poros dukung bergerak

Gambar poros dukung

Pada poros dukung ini perlu dikalkulasi pengaruh tegangan lengkung sebagai

akibat beban pada poros maupun beban massa poros itu sendiri dengan

memperhatikan tegangan lengkung σb maksimum bahan poros dan momen

lengkung Mb untuk menentukan momen tahanan Wb yang diperlukan dan diameter

pena.

b

bb σ

MW =

Wb ≈ d3

Contoh

Pada gambar 1.2, andai momen lengkung maksimum 8875 x 103 Nmm dan

tegangan lengkung bahan pena yaitu Fe 490 adalah 80 ... 120 N/mm2, maka

2

3

b N/mm 120Nmm10 x 8875W =

= 73960 mm3

Sehingga 30,1

73960 d ≈

≈ 90 mm

1.2.1.2 Poros Transmisi

Poros ini berfungsi untuk memindahkan tenaga mekanik salah satu elemen

mesin ke elemen mesin lain. Dalam hal ini elemen mesin menjadi terpuntir dan

dibengkokkan. Disamping itu bobot poros, bobot elemen mesin akan membuat

poros melengkung. Momen M merupakan momen puntir yang terjadi pada poros

yaitu gaya keliling yang terjadi pada piringan dengan jari-jari r, sehingga M= F.r.

Apabila gaya keliling sepanjang lingkaran dengan jari-jari r menempuh jarak

melalui sudut titik tengah α (dalam radial) maka jarak ini adalah r.α . Momen

tahanan dapat dihitung

W = F.r. α = Mw. α

Apabila jarak ini ditempuh dalam waktu t, maka daya

.ωMtαM

tW P ww ===

ω merupakan kecepatan sudut konstan poros, sehingga

ωPM w =

Ww ≈ 0,2 d3

Tegangan puntir w

w w W

Mτ =

Gambar Hubungan gaya keliling, daya dan kecepatan sudut

Contoh

Tentukan diameter poros untuk pemindahan gerak dengan roda gigi. Daya yang

dipindahkan adalah sebesar 15 kW pada putaran poros 960 rpm. Tegangan puntir

yang diijinkan pada bahan adalah 50 N/mm2. Maka:

150N.mπ.(960/30)

15x10ωPM

3

w ===

33

w mm 300050

10 x 150W ===w

wMτ

mm 25 0,2

3000 d 3 ≈=

αF

ωr

1.2.2 Bantalan

Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban sehingga

putaran atau gerakan bolak-balik poros dapat berlangsung secara halus dan aman

serta panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros

serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi

dengan baik maka prestasi kerja seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat

bekerja secara semestinya.

A. Klasifikasi Bantalan

Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros

a. Bantalan gelinding: Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian

yang berputar dengan bagian yang diam melalui elemen gelinding seperti bola

(peluru) dan rol.

b. Bantalan luncur : Pada bantalan ini terjadi gesekanluncur antara poros dan

bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan

perantaraan lapisan minyak pelumas.

2. Atas dasar arah beban terhadap poros

a. Bantalan radial : Arah beban yang ditumpu bantalan tegak lurus sumbu poros.

b. Bantalan aksial : Arah beban yang ditumpu bantalan sejajar sumbu poros.

c. Bantalan gelinding khusus : Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya

sejajar dan tegak lurus sumbu poros.

Gambar Beberapa jenis bantalan

B. Perbandingan antara bantalan gelinding dan bantalan luncur

Bantalan gelinding pada umumnya lebih cocok untuk beban kecil daripada

bantalan luncur, tergantung pada bentuk elemen gelindingnya. Putaran pada

bantalan ini dibatasi oleh gaya sentrifugal yang timbul pada elemen gelinding

tersebut. Karena kontruksinya yang sukar dan ketelitiannya yang tinggi, maka

bantalan gelinding hanya dapat dibuat oleh pabrik-pabrik tertentu saja. Harga

bantalan gelinding lebih mahal dari bantalan luncur, sehingga untuk menekan

biaya pembuatan dan memudahkan pemakaian, bantalan gelinding diproduksi

menurut standard dalam berbagai ukuran dan bentuk. Keunggulan bantalan ini

adalah pada gesekannya yang sangat rendah dan pelumasannya sangat sederhana

yaitu cukup dengan gemuk (pelumas padat). Meskipun ketelitiannya sangat tinggi,

namun karena adanya gerakan elemen gelinding dan gelang pada putaran tinggi

bantalan ini agak gaduh dibanding dengan bantalan luncur.

Bantalan gelinding silinder Bantalan gelinding bola Bantalan gelinding rol

Bantalan luncur mampu menumpu poros berputaran tinggi dengan beban

besar. Bantalan ini sederhana konstruksinya dan dapat dibuat serta dipasang

dengan mudah. Karena gesekannya yang sangat besar saat mulai bergerak,

bantalan luncur memerlukan momen awal yang besar. Pelumasan pada bantalan

ini tidak begitu sederhana dan panas yang ditimbulkan dari gesekan juga besar,

terutama pada beban besar memerlukan pendinginan khusus. Bantalan luncur

karena konstruksinya sederhana.

Bantalan gelinding

Bantalan gelinding mempunyai keuntungan dari gesekan yang terjadi

sangat kecil dibandingkan dengan bantalan luncur. Elemen gelinding seperti bola

dan rol dipasang diantara gelang luar dan dalam. Memutar salah satu gelang

tersebut, bola atau rol akan membuat gerakan gelinding sehingga gesek

diantaranya akan jauh lebih kecil. Untuk bola atau rol, ketelitian tinggi dalam

bentuk dan ukuran merupakan suatu keharusan, karena luas permukaan bola atau

rol dengan gelangnya sangat kecil sehingga besarnya beban per satuan luas atau

tekanannya menjadi sangat tinggi. Hal tersebut mengharuskan penggunaan bahan

yang mempunyai ketahanan dan kekerasan yang sangat tinggi. Bantalan gelinding

dapat diklasifikasikan atas bantalan radial dan bantalan aksial. Menurut bentuk

elemen gelindingnya dapat dibagi atas bantalan bola dan rol.

Bantalan luncur

Bantalan luncur dapat dibagi atas bantalan radial dan bantalan aksial.

Bantalan luncur mampu menumpu poros berputaran tinggi dengan beban berat.

Atas dasar tersebut bahan bantalan luncur haruslah memenuhi syarat-syarat

sebagai berikut:

a) Memiliki kekakuan yang cukup (tahan terhadap beban dan kelelahan)

b) Dapat menyesuaikan diri terhadap lenturan poros yang tidak terlalu besar atau

terhadap perubahan bentuk yang kecil.

c) Tidak mudah menempel pada poros jika terjadi kontak dan gesekan antara

logam dengan logam.

d) Bersifat mudah terhindar dari kotoran atau debu.

e) Penghantar panas yang baik supaya tidak terjadi panas berlebihan

f) Tahap terhadap keausan, karat dan harganya murah.

g) Koefisien gesekan kecil sehingga kerugian tenaga kecil

2.2.3. Pegas Mesin

Pada kontruksi suatu mesin sering dijumpai bahwa elemen mesin yang

satu dengan elemen mesin yang lainnya membutuhkan hubungan bersifat fleksibel.

Sifat fleksibel ini dapat diperoleh dengan menggunakan suatu pegas. Pegas

menerima tenaga (kerja) dari gaya luar dan pada saat-saat tertentu

mentransformasikan tenaga (kerja) tersebut menjadi kerja deformasi elastis.

Setelah tenaga (kerja) yang dikandung pegas ditransformasikan menjadi kerja

deformasi elastis, pegas tidak akan mengalami perubahan bentuk karena sifat

elastis yang dimiliki pegas tersebut cukup besar.

Pegas dapat berfungsi sebagai:

a) Elemen tenaga (power element), misal: sebagai pengukur gaya.

b) Peredam beban sodokan (shock absorber)

c) Sumber gerakan, misal: pada jam tangan yang masih memakai pegas.

Berdasarkan tegangan yang diderita pegas akibat gaya luar, pegas dapat dibedakan

atas:

a) Torsional stressed springs

b) Flexural stressed springs

c) Tension-compression stressed springs

Gambar Jenis pegas mesin

Jenis-jenis pegas mesin

Pegas tarik

Bila pada pegas tarik dengan luas penampang A, diameter kumpuran D, jumlah

lilitan efektif i diberi gaya tarik sebesar P maka tegangan maksimum yang timbul

pada pegas adalah:

cosαWT

AP τ τ τ

otsmak ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=+=

cosα2.WP.D

AP τ

omak ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

τs = Tegangan maksimum yang timbul karena gaya gesek

τt = Tegangan maksimum karena puntiran

Wo = Momen tahanan puntir

α = Sudut pendaki lilitan kumparan ( 6-15°)

Untuk menyederhanakan perhitungan, pengaruh-pengaruh tegangan geser, sudut

pendakian lilitan kumparan dan kelengkungan pegas diganti dengan suatu faktor

K ( K > 1 ).

C

0,6154 -4C1 - C 4 K +=

C = D/d = Indek pegas ( berkisar 4-12)

d = diameter kawat pegas

Sehingga:

to

maks τ2.WP.DK.τ ≤=

τt = Tegangan diijinkan terhadap puntiran (2000-10000 kg/cm2)

Dengan memperhatikan Panjang pegas (L= π. D.i), momen inersia (Jo) dan

modulus gelincir (G), diameter kawat pegas d dapat dihitung

tπ.τ

K.P.C 8. d =

Pegas tekan

Memiliki fungsi dengan menerima gaya tekan pada pegas

Pegas spiral

Pegas-pegas spiral mendapat beban puntir dan pegas ini kebanyakan digunakan

pada jam, alat-alat pengukuran, fire arms, dll.

Pegas daun

Pegas daun kebanyakan digunakan sebagai alat peredam beban kejut pada

kendaraan dan peralatan-peralatan tempa. Pegas daun dapat dibedakan atas: pegas

quarter-elliptic, pegas cantilever dan pegas semi-elliptic.

BAB II

TRANSMISI

Hasil Pembelajaran

Dengan mempelajari bab ini, mahasiswa dapat menjelaskan tentang sistem

transmisi dan dapat merancang sistem transmisi suatu mesin, peralatan.

Kriteria Pembelajaran

Keberhasilan anda dalam mempelajari bab ini adalah dapat diukur dengan kriteria

dibawah ini:

1. Dapat menjelaskan tentang transmisi

2. Menentukan system transmisi pada suatu mesin, peralatan

3. Menentukan perpindahan momen, kecepatan putaran dan daya pada system

transmisi.

4. Merancang system transmisi pada suatu mesin, peralatan.

Sumber Pustaka

Agato, Kuswartini, DUM Susilo, 2005. Buku Ajar Mesin dan Peralatan, DIPA.

Polnep. Pontianak.

Jac Stolk dan C. Kros, 1993, ‘Elemen Mesin’, Erlangga, Jakarta Pusat

Sularso dan Kiyokatsu Suga, 1991, ‘Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen

Mesin’, Pradnya Paramita, Jakarta

Pendahuluan

Setiap mesin dan peralatan memiliki mekanisme gerak tertentu sesuai dengan

kondisi dan kegunaannya. Dan setiap pergerakan mesin dan peralatan tersebut

tentunya berasal dari sumber penggerak kemudian dipindahkan pada poros output

yang biasanya dikopelkan/ terpasang suatu alat yang digunakan untuk proses

pengolahan atau pengerjaan. Mekanisme perpindahan gerakan dari sumber

penggerak (konvensional, motor baker dan motor listrik) hingga output gerakan

ini memerlukan suatu system dan mekanisme yang benar sehingga output gerakan

yang dihasilkan sesuai dengan keperluan yang diinginkan. Sistem dan mekanisme

perpindahan tersebut dikenal dengan sebutan system transmisi.

Sistem transmisi diklasifikasikan menjadi sistem transmisi langsung (roda

gigi) dan tak langsung (v-belt). Prinsip yang digunakan dalam penentuan

klasifikasi tersebut yaitu arah putaran, jarak, jenis gaya dan lainnya antara bagian

yang menggerakkan dan yang digerakkan. Untuk roda gigi pada sistem transmisi

langsung diklasifikasikan berdasarkan bentuk gigi dan posisi poros. Sedangkan

pada v-belt yaitu untuk transmisi tak langsung terbagi menjadi beberapa tipe

sesuai dengan ukuran dan kemampuan menahan beban pada v-belt.

Mengenal dan mengerti tentang sistem transmisi sangatlah penting yaitu

untuk mengerti sistem pergerakan dan mengetahui kemampuan kerja suatu mesin

dan peralatan. Pengetahuan tentang transmisi ini juga menjadi dasar yang

digunakan untuk dapat merancang gerakan, kemampuan kerja, dan posisi bagian

penggerak dan bagian yang digerakkan pada suatu mesin dan peralatan. Kondisi

tersebut menjadi alasan bahwa untuk pengembangan diri seorang lulusan

Teknologi Pertanian yang dalam aktivitasnya menggunakan mesin dan peralatan

diharapkan memahami tentang transmisi dengan baik.

2.1 Pengertian Transmisi

Transmisi merupakan suatu mekanisme yang dipergunakan untuk

memindahkan gerakan, momen dan daya dari elemen satu keelemen mesin yang

lain. Pada bab ini gerakan yang dipelajari merupakan gerak putar, sehingga lebih

dikenal sebagai transmisi putar. Elemen transmisi meliputi semua elemen yang

ikut bergerak pada saat gerakan dipindahkan, seperti roda gigi, sistem v-belt,

rantai, poros, bantalan, dll. Pada bab ini lebih memfokuskan roda gigi dan sistem

v-belt yang mewakili transmisi dilihat dari cara kerjanya.

Transmisi berdasarkan cara kerjanya dibedakan atas transmisi langsung

dan trnsmisi tak langsung.

1. Transmisi Langsung

Transmisi langsung yaitu mekanisme pemindahan gerakan, dengan mana elemen

yang menggerakkan dan elemen yang digerakkan bersentuhan langsung.

Contohnya sepasang roda gigi.

2. Transmisi Tak Langsung

Transmisi tak langsung yaitu mekanisme pemindahan gerakan, dengan mana

elemen yang menggerakkan dan yang digerakkan terpisah pada jarak tertentu atau

tidak bersentuhan dan dihubungkan dengan suatu perantara. Contohnya sistem v-

belt.

a) Transmisi langsung b) Transmisi tak langsung

Gambar Jenis transmisi berdasarkan cara kerjanya

Transmisi langsung

Roda gigi sebagai contoh transmisi langsung memiliki bagian-bagian yang

perlu untuk diketahui sebelum memahami lebih jauh tentang roda gigi.

Gambar Bagian-bagian roda gigi

Dengan mengetahui bagian-bagian roda gigi, yaitu diameter lingkaran jarak bagi d,

jumlah gigi z dan jarak bagi t dapat ditentukan:

z.dt π

=

Secara praktis diambil suatu ukuran yang disebut modul m dan harga modul sudah

standar.

zd m = sehingga:

t = π. M

Roda gig berdasarkan bentuk gigi roda gigi dibedakan menjadi

a) Roda gigi lurus

b) Roda gigi miring

c) Roda gigi spirical

( a ) ( b ) ( c )

Gambar Roda gigi berdasarkan bentuk gigi

Roda gigi lurus Roda gigi miring

Besar atau kecilnya gaya yang dapat dipindahkan dapat kita perhitungkan dari

luas permukaan kontak roda gigi. Pada roda gigi berdasarkan bentuk gigi pada

diameter dan lebar roda gigi yang sama, bentuk spirical merupakan roda gigi yang

paling besar luasan kontaknya. Hal tersebut berarti bahwa roda gigi spirical dapat

memindahkan daya, gaya yang lebih besar dibanding roda gigi lurus dan miring

untuk ukuran roda gigi yang sama. Roda gigi spirical biasanya diperuntukkan

pada pemindahan gerakan yang besar, halus yaitu pada peralatan atau kendaraan

yang mahal atau bagian transmisi yang penting. Roda gigi spirical juga lebih sulit

dibuat, sehingga harga roda gigi spirical lebih mahal.

Berdasarkan posisi poros, roda gigi dibedakan menjadi:

a) Roda gigi poros sejajar

b) Roda gigi poros tegak lurus

c) Roda gigi poros bersilangan

Gambar Roda gigi poros sejajar

Roda gigi lurus Roda gigi

Pemilihan roda gigi berdasarkan posisi porosnya sangat tepat untuk merancang

posisi elemen penggerak dan elemen yang digerakkan, yaitu posisi poros input

dan poros output.

Gambar Roda gigi poros tegak lurus

Gambar Roda gigi poros bersilangan

2.2 Analisa Gaya

Kondisi yang paling terlihat berbeda pada transmisi langsung dan tak

langsung adalah arah putaran antara elemen penggerak dan elemen yang

digerakkan, demikian pula arah kecepatan, momen dan gaya, sehingga perlu

dimengerti dan disederhanakan untuk lebih mudah dipelajari.

Gambar Perpindahan oleh sepasang roda pada transmisi langsung

Perpindahan gerakan dari poros yang satu keporos yang lain adalah gaya gesek,

sehingga kedua roda harus saling tekan oleh suatu gaya normal Q untuk

didapatkannya gaya keliling F yang besar maksimalnya adalah f. Q, dengan f

merupakan koefisien gesek.

n2

n1

F2

M2 M1

d2 d1

ω1 ω2

F1 V1 V2

n2 V2

Gambar Perpindahan oleh sepasang roda pada transmisi langsung

Pada sabuk, gaya normal terjadi karena sabuk harus diletakkan sekeliling puli

dengan suatu gaya prategang tertentu.

Transmisi Tak Langsung

Pemilihan transmisi tak langsung biasanya diperuntukkan pada

perancangan transmisi, dengan mana elemen penggerak dan digerakkan

mempunyai jarak tertentu dan diinginkan gerakan searah untuk kedua elemen

tersebut. Pada transmisi tak langsung ini akan dibahas tentang sistem v-belt,

dengan mana terdapat v-belt dan puly sebagai bagian dasarnya (gambar 2.8).

Dikatakan sebagai v-belt karena memiliki penampang berbentuk V dan v-belt

terbuat dari karet yang dilengkapi bahan penarik dan pembungkus (gambar 2.9).

Perlunya bahan karet, bagian penarik, pembungkus dan karpet sebagai lapisan

pada permukaan belt agar v-belt mempunyai kelenturan, ketahanan tarik dan

permukaan yang memiliki koefisien gesek yang cukup tinggi (menghindari slip

pada puly).

d1

M1

ω1

V1

d2

M2

ω2

n1

Gambar Penampang dan Permukaan v-belt

Ukuran Penampang v-belt

V-belt memiliki ukuran standar baik panjang belt maupun ukuran penampang

yang dibedakan sebagai tipe A hingga tipe E. Setiap tipe memiliki ukuran

penampang yang berbeda. Pada permukaan belt biasanya tercantum tipe belt

tersebut, misalkan A46 yang berarti v-belt tipe A dengan panjang atau keliling

belt 46 inch.

Gambar Ukuran penampang v-belt

A merupakan lebar belt dan b sebagai tinggi belt, sedangkan sudut yang terbentuk

selalu 40°.

Terpal

Bagian penarik

Bantal karet Karet pembungkus

a

b

40°

Tabel 2.1 Ukuran penampang v-belt berdasarkan tipe tertentu

Tipe A Tipe B Tipe C Tipe D Tipe E a ( mm) b ( mm) a ( mm) b ( mm) a ( mm) b ( mm) a ( mm) b ( mm) a ( mm) b ( mm)

12,5 9 16,5 11 22 14 31,5 19 38 25,5

Pemilihan tipe V – Belt berdasarkan ukuran puli kecil (penggerak) dan daya

rencana penggerak yang digunakan.

2.3 Perbandingan Transmisi

Perbandingan transmisi i dimaksudkan sebagai perbandingan putaran poros

penggerak n1 terhadap poros yang digerakkan n2.

Tanpa kerugian gesekan (tidak mungkin), daya N pada poros penggerak

dipindahkan seluruhnya pada poros yang digerakkan. Momen dan kecepatan sudut

yang bekerja pada poros penggerak adalah M1 , ω1 sedangkan pada poros yang

digerakkan M2, ω2.

Dengan mana:

N ( kW ) : n (rpm) :ω ( rad/s)

Perhitungan dapat dilakukan dengan satuan SI maupun Britis

1 HP = 746 watt merupakan konversi satuan untuk daya.

n2n1 i =

2N M2. 1 M1. ωω ==

30n1 1 πω =

302 n2 πω =

Momen puntir (M) pada satuan Britis telah dikonversi:

nN71620 M =

Dengan mana N merupakan daya (HP), n sebagai putaran (rpm) dan M sebagai

momen puntir (kg.cm).

Jika dilihat hubungan antara kecepatan sudut dengan perbandingan ratio putaran,

dapat ditulis:

Berarti :

Sistem transmisi tidak hanya untuk menurunkan putaran (transmisi perlambatan i

> 1) tetapi dapat juga memperbesar momen.

Ingat, bahwa karena adanya rugi-rugi dalam sistem transmisi, maka P2<P1

( tergantung efisiensi transmisi µ ).

Kecepatan keliling V dapat ditentukan sebagai:

Kecepatan keliling V1 = V2 atau

d1. n1 = d2. n2

Untuk suatu kasus, dengan mana jumlah gigi roda gigi telah diketahui, maka:

21

n2n1 i

ωω

==

12

n2n1 i

MM

==

60n1 d1. . V1 π

=

60n2 d2. .V2 π

=

z1z2d2n1i ==

d1n2 =

Soal- soal

Jika diketahui daya motor 0,746 kW, putaran motor 1500 rpm, diameter roda gigi

1 (d1) dan 2 (d2) masing-masing 5 cm, 15 cm dan diameter drum pemutar 10 cm,

tentukan momen puntir poros motor, putaran drum pemutar dan kecepatan

keranjang bergerak (m/s)

d1

Motor Drum pemutar

d2 V

Keranjang

Sebuah belt berjalan dengan panjang 20 m digerakkan oleh motor dengan daya 2

HP, 1500 rpm. Jika poros motor dikopelkan dengan puly 1 (satu poros) dan poros

puly 2 dikopelkan dengan poros drum belt (satu poros) dan diketahui φ puly 1,

puly 2 dan drum belt masing-masing 5 cm, 15 cm dan 30 cm tentukan:

a. M2 dan P2 (untuk efisiensi transmisi 0,8)

b. Waktu (m/detik) yang diperlukan TBS untuk mencapai jarak 20 m (dari titik A

ke titik B))

20 mA B

Puly 2 Drum belt

Puly 1

BAB III

PENGGERAK

KOMPETENSI PEMBELAJARAN

Hasil Pembelajaran

Dengan mempelajari bab ini, mahasiswa dapat menjelaskan tentang

penggerak dan memilih sumber penggerak dalam suatu perancangan mesin dan

peralatan.

Kriteria Penilaian

Keberhasilan anda dalam menguasai bab ini adalah dapat diukur dengan kriteria

sebagai berikut:

1. Menjelaskan tentang penggerak

2. Menentukan penggerak yang diperlukan pada suatu mesin, peralatan

Sumber Pustaka

1. Arens dan H. Berenschot, 1980, ‘Motor Bensin’, Erlangga, Jakarta Pusat

2. N. Soenarta dan S. Furuhama, 1995, ‘Motor Serba Guna, Pradnya Paramita,

Jakarta

3. Soelaiman dan M. Magarisawa, 1984,’ Mesin Tak Serempak’, Pradnya

Paramita, Jakarta

Pendahuluan

Setiap mesin dan peralatan tentunya memiliki sumber penggerak sebagai

daya utama yang digunakan untuk menggerakkam mesin dan peralatan tersebut.

Sumber penggerak ini dipilih dengan memperhatikan daya yang diperlukan oleh

mesin dan peralatan tersebut serta kondisi lokasi mesin dan peralatan tersebut

digunakan. Kondisi lokasi menjadi pertimbangan dalam pemilihan sumber

penggerak berkaitan dengan sumber listrik dan bahan bakar yang tersedia untuk

dapat mengoperasikan sumber penggerak.

Sumber penggerak dapat dibedakan menjadi penggerak konvensional,

motor bakar dan motor listrik. Sumber penggerak ini dibedakan berdasarkan

bagaimana sumber penggerak ini dapat dioperasikan, yaitu sumber listrik, bahan

bakar maupun tenaga manual. Dalam perancangan mesin dan peralatan juga

mempertimbangkan nilai ekonomis dan biaya operasional suatu rancangan.

Kondisi tersebut menuntut seorang perancang untuk memahami lebih mendalam

mengenai sumber penggerak, baik prinsip kerja hingga perawatan sumber

penggerak tersebut. Mempelajari tentang sumber penggerak bagi mahasiswa/i

adalah penting, karena dalam pelaksanaan kegiatan dikampus akan berhadapan

dengan mesin dan peralatan yang tentunya memiliki sumber penggerak.

3.1 Pengertian Penggerak

Penggerak merupakan suatu mekanisme atau piranti yang menghasilkan

gerakan, daya dan gaya yang dapat menggerakkan benda lain yang dianggap

sebagai beban. Gerakan yang diamati pada bab ini lebih memfokuskan pada

gerakan putar. Sebagai penggerak, dikatakan bermanfaat jika sumber penggerak

dikopel atau dihubungkan dengan beban atau peralatan lain sebagai beban.

Sumber penggerak dibedakan berdasarkan bagaimana sumber penggerak tersebut

beroperasi, yaitu:

a) Sumber penggerak konvensional / manual

b) Motor bakar

c) Motor listrik

3.1.1 Penggerak Konvensional/ manual

Metode penggerak konvensional merupakan metode yang paling

sederhana dan didasarkan dari kemampuan manusia dan jumlah manusia yang

menghasilkan gaya, momen. Pada gerak konvensional ini gerak yang dihasilkan

merupakan gerak putar yang terukur sehingga penggeraknya difokuskan pada

manusia walaupun kenyataannya ada peralatan yang digerakkan binatang. Untuk

mempermudah mekanisme, memperkecil gaya yang dihasilkan dapat digunakan

piranti berupa tuas atau penggunakan sistem roda gigi. Untuk penggunaan tuas,

yaitu dengan tuas yang panjang untuk gaya konstan menghasilkan momen yang

lebih besar atau pasangan roda gigi untuk mempercepat putaran atau meringankan

putaran.

L

M

F

M = F.L

Dengan mana:

M merupakan momen puntir (kg.m)

F merupakan gaya (kg)

L merupakan panjang tuas (m)

3.1.2 Motor Bakar

Motor bakar merupakan mekanisme torak-engkol dengan gerakan bolak-balik

torak disertai proses pembakaran yang menghasilkan gerak putar. Hasil

pembakaran yaitu gaya dan gerak putar sebagai hasil yang bermanfaat dan gas

sisa pembakaran, getaran dan polusi suara sebagai hasil yang tidak bermanfaat

dan diminimalkan jumlahnya. Secara umum motor bakar sebagai sumber

penggerak lebih banyak menggunakan bahan bakar bensin, sehingga sebagai

gambaran prinsip kerja motor bakar akan dibahas motor bakar empat langkah dan

2 langkah.

TITIK TUMPUAN

Motor Bakar empat langkah

Sebelum mempelajari lebih mendalam tentang motor bakar empat langkah,

terlebih dahulu mengenal bagian-bagian motor bakar empat langkah:

Gambar. Bagian-bagian motor bakar empat langkah

Pada motor bakar empat langkah ini perlu perhatian lebih pada sistem katup yang

terjadi pada setiap langkah kerja motor bakar empat langkah. Adapun empat

langkah kerja motor bakar empat langkah adalah:

1. Langkah pemasukan atau langkah isap

Katub masuk terbuka dan torak bergerak dari batas atas (titik mati atas: TMA)

menuju kebawah (titik mati bawah:TMB), maka campuran udara dan bahan bakar

mengalir masuk kedalam silinder.

Gambar Proses langkah masuk atau isap

2. Langkah Kompresi

Katub masuk tertutup dan torak bergerak menekan campuran udara dan bahan

bakar yang menyebabkan tekanan meningkat. Sewaktu torak mendekat pada TMA,

ditimbulkan percikan api pada busi. Percikan api ini membakar campuran udara

dan bahan bakar sehingga terjadi pembakaran

Gambar Proses langkah kompresi

3. Langkah Ekspansi

Campuran udara dan bahan bakar yang terbakar berurutan menimbulkan tekanan

sehingga menjadi maksimum. Tekanan maksimum ini menekan torak kebawah

dan baik tekanan maupun suhu dari gas pembakaran mulai turun. Gaya yang

dihasilkan oleh torak ini diteruskan keporos engkol melalui tuas torak dan engkol

sehingga poros engkol dipaksa untuk berputar mengatasi tahanan geseran.

Gambar Proses langkah ekspansi

4. Langkah pembuangan

Katub buang terbuka dan gas sisa pembakaran ditekan keluar oleh torak yang

bergerak keatas dan dengan demikian selanjutnya dimulai lagi dengan langkah

pemasukan untuk siklus berikutnya.

Gambar Proses langkah pembuangan

Ada dua pendapat tentang terjadinya percikan api dan pembakaran yaitu saat

langkah kompresi pada waktu piston mendekati titik mati atas dan langkah

ekspansi pada saat piston baru meninggalkan titik mati atas. Kedua pendapat

tersebut tidak menjadi masalah karena pada dasarnya kedua posisi tersebut

terletak pada titik yang sama, dengan mana tekanan ruang bakar tinggi dan

volume ruang bakar kecil. Untuk pendapat kedua yaitu percikan dan pembakaran

terjadi pada saat piston baru meninggalkan titik mati atas biasa disebut juga

sebagai langkah pembakaran (combution) yang pada pendapat pertama dinyatakan

sebagai langkah ekspansi. Empat langkah kerja motor empat langkah tersebut jika

diurutkan adalah sebagai berikut:

Gambar Proses langkah kerja motor bakar empat langkah

Motor bakar dua langkah

Gambar Bagian utama motor bakat dua langkah

Langkah kerja m

ra yang telah menjadi kabut masuk

presi pada motor bakar dua langkah

. Langkah kompresi dan langkah pembilasan

as yang telah dikompresikan akan

keluar melalui lubang pembuangan.

otor bakar dua langkah adalah sebagai berikut:

1. Langkah pemasukan/ isap dan kompresi

C ampuran bahan bakar (bensin) dan uda

kedalam ruang bilas (scavenging) melalui lubang pemasukan tanpa katup. Bahan

bakar terhisap oleh gerakan torak dari TMB ke TMA. Kompresi secara bersama

terjadi diruang pembakaran karena gerakan torak tadi.

Gambar Proses langkah isap dan kom

2

Percikan api listrik oleh busi menyebabkan g

terbakar dan terjadi ledakan. Karena dinding silinder statis maka ledakan bahan

bakar akan mendesak torak untuk bergerak dari TMA ke TMB (ekspansi) yang

diteruskan keporos untuk menggerakkan mesin. Gerakan ini juga secara

bersamaan akan mendesak bahan bakar yang ada diruang bilas masuk keruang

pembakaran dan terjadi pembilasan yaitu mendesak gas sisa pembakaran (asap)

bilasan motor bakar dua langkah

Memperhatikan proses langkah kerja m pat langkah dan dua langkah,

terdapat perbedaan secara signifikan, yaitu:

r

ran torak untuk satu siklus.

torak, sedangkan untuk 4 langkah terjadi 4 posisi/ gerakan torak

at

pembuangan

Gambar Proses langkah ekspansi dan pem

otor bakar em

1. Untuk motor 2 langkah tidak diperlukan mekanisme katup seperti yang ada

pada motor 4 langkah.

2. Pada motor 2 langkah terjadi 1 putaran torak untuk 1 siklus, sedangkan moto

4 langkah terjadi 2 puta

3. Dalam sekali gerakan usaha, pada motor 2 langkah terjadi 2 posisi/ gerakan

Perbedaan ini berdasarkan langkah kerja, tetapi secara realita tentu masih terdap

perbedaan yang dapat dicantumkan seperti perbedaan jumlah gas

dan polusi suara pada motor bakar empat langkah dan dua langkah. Hal yang

perlu diingat yaitu daya yang dihasilkan sangat tergantung pada volume silinder.

Daya motor

aya indikator untuk motor bakar empat langkah ( Pi ):

n :

tor (watt)

i = Tekanan rata-rata indikator (Pa =N/m2)(6 – 9 MPa)

e = Pi . µm

ta

µm= efisiensi mekanis

nya 0,7 dari motor 4 langkah

m/s)

Hz)

D

U tuk dua langkah

Pi = Daya indika

p

A = Luas piston dalam (m2)

s = Langkah piston (m)

n = Frekuensi putar (Hz)

Daya Efektif (Pe) rata-rata

P

Tekanan Efektif (pe) rata-ra

pe = Pi . µm

Tekanan rata-rata 2 langkah ha

Jika z merupakan jumlah silinder, maka:

Motor 4 langkah watt

Motor 2 langkah Pe = pe. A.s.n.z watt

Kecepatan rata-rata s. n ( piston (V) = 2.

S = langkah piston (m) dan n = frekuensi (

2in s.P =

A. pi.

1n A.s. pi.Pi =

2n.z A.s. .pP e

e =

3.3 Motor Listrik

Motor listrik merupakan alat yang digunakan untuk mengubah energi

gi mekanik. Pada bab ini membahas motor listrik hanya secara

um.

Ber an menjadi:

Ke u bandingkan dengan motor bakar:

guan

Dal gunakan karena memiliki

keistim

iannya

a

Ak memiliki kerugian dalam penggunaannya, yaitu:

listrik menjadi ener

um Walaupun demikian mahasiswa/i diharapkan dapat memilih motor listrik

yang tepat dalam perancangan sesuai dengan spesifikasi dan kemampuan motor

listrik. Berdasarkan sumber tegangan, motor listrik dibedakan menjadi:

1. Motor listrik satu fase (110 V/ 220 V )

2. Motor listrik tiga fase ( 220 V / 380 V )

dasarkan prinsip kerja motor listrik dibedak

1. Motor listrik serempak (sinkron)

2. Motor listrik tak serempak (asinkron)

unt ngan penggunaan motor listrik di

Suara dan getaran kurang menjadi gang

Tidak ada gas buang yang menimbulkan polusi

Cara menghidupkannya sederhanan

am aplikasi, mesin tak serempak lebih dominan di

ewaan, antara lain:

Struktur sederhana

Mudah pengoperas

Perawatan sederhan

Harga relatif rendah

an tetapi motor listrik juga

Motor listrik memerlukan sumber listrik ( daya tertentu ), menggunakan kabel

sumber daya, maka beratnya akan semakin

umum pemasangan dan biaya menggunakan sumber listrik lebih tinggi

an motor bakar,

Pa istrik arus searah ( DC ) dan motor listrik

yang harus terhubung dengan sumber listrik yang berarti lokasi penggunaan

terbatas pada panjangnya kabel.

Jika menggunakan accu sebagai

besar.

Secara

dan kurang praktis dibandingkan menggunakan bahan bakar.

Untuk menghasilkan daya yang sama dengan yang dihasilk

maka motor listrik akan lebih berat.

da motor listrik dikenal juga motor l

arus bolak-balik ( AC ). Motor listrik DC mempunyai daya besar pada putaran

rendah, tetapi dalam aplikasinya motor listrik AC lebih banyak digunakan dengan

alasan arus AC tersedia secara luas walaupun tidak mudah untuk mengubah

putarannya.

BAB IV

SAMBUNGAN

Hasil Pembelajaran

lesaikan bab ini ditunjang dengan menjawab dari beberapa

ahami

riteria Penilaian

ra dalam menguasai bab ini adalah dapat diukur dengan

mbungan

ng digunakan

umber Pustaka

ros, 1993, ‘Elemen Mesin’, Erlangga, Jakarta Pusat

an Elemen

Setelah berhasil menye

pertanyaan yang diajukan dosen dalam sesi tanya jawab secara lisan, dan

menyelesaikan tugas – tugas dan latihan secara tertulis, Saudara dapat mem

arti sambungan, menjelaskan, menentukan dan menghitung kekuatan sambungan.

K

Keberhasilan Sauda

kriteria sebagai berikut :

1.4.Menjelaskan tentan sa

1.5.Menentukan jenis sambungan ya

1.6.Menghitung kekuatan sambungan

S

Jac Stolk dan C. K

Sularso dan Kiyokatsu Suga, 1991, ‘Dasar Perencanaan dan Pemilih

Mesin’, Pradnya Paramita, Jakarta

Pendahuluan

esin merupakan perpaduan/ penggabungan dari banyak elemen

esin,

ilihan bentuk sambungan dilihat dari kebutuhan,

rakitan

Suatu m

m dengan mana elemen yang satu disambung dengan elemen yang lain

dengan cara menggunakan sambungan. Sambungan yang dilakukan dapat dalam

bentuk “sliding atau fixed”.

Pada dasarnya pem

apakah sambungan tersebut perlu dilepaskan atau permanent. Pertimbangan akan

bentuk sambungan merupakan hal yang penting dalam perancangan. Hal tersebut

berkenaan dengan kekuatan sambungan, kemudahan perawatan dan pergantian

elemen mesin. Hal pokok lainya yaitu bahan yang digunakan sebagai sambungan,

yaitu harus lebih lemah dari pada elemen yang disambung dengan harapan jika

terjadi beban lebih, maka elemen sambungan yang mengalami kerusakan.

Penyambungan menjadi suatu proses yang sangat penting dalam pe

suatu mesin sebagai penentu apakah mesin tersebut dapat berfungsi dengan baik.

Kondisi tersebut menjadikan sambungan sebagai salah satu topik yang perlu

dibahas dalam buku mesin dan peralatan ini.

4.1 Pengertian Sambungan

an perpaduan/ penggabungan dari banyak elemen

esin,

.2 Sambungan Paku Keling

ku keling sebagai sambungan permanen banyak

jump

paku keling

Suatu mesin merupak

m dengan mana elemen yang satu disambung dengan elemen yang lain

dengan cara menggunakan sambungan. Sambungan yang dilakukan dapat dalam

bentuk sliding atau fixed. Contoh sambungan bentuk ”sliding” dapat berupa

connecting rod crank pin, poros dan bantalannya, roda gigi, belt dan rantai.

Sambungan jenis ”fixed” biasanya berupa bentuk pengikat antara elemen yang

satu dengan elemen yang lainnya. Cara pengikatan elemen-elemen ini dapat

berbentuk ikatan permanen atau bersifat sambungan dapat dilepas. Sambungan

permanen dapat dilakukan dengan metode las, paku keling dan susut-tekan. Untuk

sambungan dapat dilepaskan dapat berupa sambungan mur-baut.

4

Sambungan dengan pa

di ai pada sambungan ketel uap, kapal laut, jembatan, dll. Secara umum paku

keling dapat dibedakan atas paku keling pejal dan paku keling berongga. Paku

keling pejal biasanya digunakan untuk keperluan yang umum, sedangkan paku

keling berongga sering digunakan pada pesawat udara dan mesin yang

memerlukan ketelitian tinggi.

Tinjauan kekuatan sambungan

sambungan keling untuk kampuh berimpit dapat ditulis sebagai

berikut:

a. Beban terpusat.

Tinjauan kekuatan

T

FF

d s

1,5d

b FF t

erhadap tarikan: F ≤ (b – i d) s σt

erhadap geseran: F ≤ n ( π/4)d2 τs

tu baris

eluruhan paku keling

kan

n

paku keling memperhitungkan distribusi gaya yang

ng digunakan, jumlah dan bentuk susunan paku

T

Terhadap desakan F ≤ n.d.s σdes

b = Lebar flat

i = Jumlah paku keling dalam sa

n = Jumlah kes

d = diameter paku keling

σt = Tegangan tarik diijinkan

τs = Tegangan geser diijin

σdes = Tegangan desak diijinka

Tinjauan kekuatan sambungan

didapatkan flat, kampuh bilang ya

keling.

4.3 Sambungan Las

Sambungan las termasuk sambungan permanen seperti halnya paku keling.

eutce Industries Norman ( DIN ) adalah ikatan metalurgi

paku keling adalah:

. Kekuatan sambungan lebih besar dan sambungan lebih rapat

4. lebih ekonomis baik dipandang segi material ataupun segi

Me n berdasarkan cara kerjanya dapat dibedakan menjadi:

) Metode las-tekan

Definisi las menurut D

pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan

lumer atau cair. Pada masa sekarang teknik pengelasan telah digunakan secara

luas pada kontruksi bangunan baja dan kontruksi mesin. Luasnya penggunaan

teknik pengelasan ini disebabkan kontruksi bangunan baja dan kontruksi mesin

yang dibuat dengan menggunakan teknik penyambungan las ini menjadi lebih

ringan, proses pembuatannya lebih sederhana sehingga biaya keseluruhannya

menjadi lebih murah dibandingkan penyambungan cara lain.

Keuntungan-keuntungan sambungan las terhadap sambungan

1

2. Sambungan lebih ringan sehingga cocok untuk konstruksi yang memerlukan

kondisi ringan.

3. Saat pengelasan relatif tidak bersuara ribut.

Lebih praktis,

pembiayaan.

tode pengelasa

a adalah cara pengelasan dengan mana bagian yang akan

menjadi

satu tanpa bahan tambahan.

disambung dipanaskan (tanpa mencair) dan kemudian ditekan hingga

b) Metode las cair adalah cara pengelasan yang mana bagian yang disambung

dipanaskan sampai mencair dengan sumber panas dari busur listrik ataupun

busur gas.

c) Pemantrian adalah cara pengelasan dengan mana bagian yang akan disambung

diikat dan disatukan dengan menggunakan paduan logam yang mempunyai

titik cair rendah.

Me

1.

Pengelasan gas cair

n termit

gen

njadi:

e pengelasan, tetapi yang sering dijumpai pemakaiannya

da yang mencair

gen

tode las tekan terbagi menjadi:

Pengelasan api

2.

3. Pengelasan tahanan listrik

4. Pengelasan teka

5. Pengelasan tekan oto

Pengelasan las cair terbagi me

1. Pengelasan busur

2. Pengelasan lebur termit

3. Pengelasan lebur otogen

Masih banyak metod

dimasyarakat meliputi:

1. Pengelasan dengan eletro

2. Pengelasan dengan elektroda bungkus

3. Pengelasan lebur oto

4. Metode pematrian

Tinjauan kekuatan sambungan las:

F = 2 (0,707) s. L. τs F = (0,707) s. L. τs

F1 = Fba

b+

= (0,707) s. L1. τs

2 =

F Fba

a+

= (0,707) s. L2. τs

L

s

S = tebal flat

F

L

F

L1

L2

F

4.4 Sambungan susut-tekan

Samb asuk jenis sambungan permanen yang dapat

dibagi atas:

nt)

an dingin.

an cara menekan poros dengan gaya tertentu

ini dapat terjadi karena adanya sifat elastis bahan yang akan disambung.

ungan susut-tekan term

a) Sambungan tekan (force joi

b) Sambungan penyusutan yang dibedakan atas penyusutan panas dan

penyusut

Sambungan tekan diperoleh deng

kedalam sebuah lubang berdiameter lebih kecil dari diameter poros tersebut. Hal

Sambungan tekan lebih banyak digunakan dibanding dengan sambungan

penyusutan panas ataupun penyusutan dingin. Sambungan tekan mempunyai

keuntungan-keuntungan antara lain adalah sederhana dalam perancangan,

keandalannya cukup tinggi dan bongkar-pasang dapat dilakukan tanpa

mengurangi kekuatan sambungan. Kelemahan sambungan tekan ini antara lain

sulit mengontrol tingkat kepercayaan sambungan selama pemasangan dan

membutuhkan ketelitian ukuran-ukuran dari bagian-bagian yang akan disambung.

Sambungan penyusutan panas diperoleh dengan cara memanaskan lubang

sehingga mengembang dan poros dapat dimasukkan dedalam lubang tersebut,

kemudian bagian tersebut didinginkan hingga lubang mengecil kembali seperti

ukuran semula dan akan menjepit poros. Sambungan penyusutan dingin diperoleh

dengan mendinginkan poros sehingga mengecil dan poros dapat dimasukkan

kedalam lubang, kemudian poros mengembang kediameter semula dan

selanjutnya lubang akan menjepit poros sehingga terjadi sambungan. Pada

sambungan penyusutan panas akan terjadi perubahan bentuk dan struktur molekul

bahan karena pemanasan yang dilakukan sebelum penyambungan dan karena

pemanasan yang dilakukan sebelum penyambungan. Pada sambungan penyusutan

dingin akan kurang stabil pada temperatur rendah. Sambungan penyusutan ini

lebih kuat ± 2,5 kali dari sambungan tekan.

4.5 Sambungan Ulir Sekrup

Sambungan ulir sekrup termasuk sambungan yang dapat dilepas setiap

aat sesuai kehendak operatornya. Keuntungan-keuntungan penggunaan ulir

Rel

rah

ggi

gan ulir sekrup antara lain pada permukaan ulir

n yang lebih besar sehingga bagian ini lebih mudah

ud penggunaannya dibedakan menjadi:

pengikatan biasanya dipakai ulir dengan bentuk V atau

mahan ulir bentuk V, yaitu:

s

sekrup ini antara lain:

a) iable dalam operasinya tinggi

b) Mudah dipasang dan dilepas

c) Kuat dan relatif mu

d) Efisiensi proses pembuatannya tin

Kelemahan penggunaan sambun

terjadi konsentrasi teganga

rusak. Sambungan ulir sekrup untuk maks

a) Ulir sekrup pengikatan

b) Ulir sekrup gerak

c) Ulir sekrup gas

Ulir sekrup untuk maksud

bulat. Kelemahan-kele

a) Ujung-ujung yang tajam pada puncak ataupun pada alas ulir akan melemahkan

ulir, terutama bila ulir menerima beban berulang atau beban kejut.

gan puncak

Profil ulir dapat digambarkan sebagai berikut:

a) Bentuk V (segitiga)

esiu

lir konis antara lain:

Beban merata pada seluruh ulir

seal

cepat

n rusak

ekanisme Gaya Pada Ulir Sekrup:

ila pada ulir bekerja gaya aksial sebesar F maka kesetimbangan gaya-gaya pada

b) Sukar dalam pembuatan ujung-ujung tajam, terutama bila bahan ulir dari besi

tuang, karena itu banyak dipakai bentuk bulat atau bentuk V den

dan dasar ulirnya sedikit dibulatkan, sebab ujung yang tajam mudah rusak.

b) Bentuk persegi panjang

c) Bentuk trapesium

d) Bentuk bulat

e) Bentuk setengah trap m

Keuntungan-keuntungan penggunaan u

a)

b) Dapat digunakan untuk sambungan rapat walaupun tanpa

c) Cara penggunaannya mudah dan

Kelemahan ulir konis ini adalah cara pembuatannya sulit dan kemungkina

lebih mudah.

Perhitungan M

B

ulir dapat dituliskan sebagai berikut:

p

F

F/2 F/2

ϕF

N

PµN

L

dm

πdm

( )[ ]( )m

mnaikP

µL/πd1.dL/ F

−=

π =π µ+

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−

+=

µ.Lπ.dd . . L

FPm

mturun

µπ

µ merupakan koefisien gesek pada ulir

BAB V

MESIN TEKNOLOGI PENGOLAHAN HASIL PERKEBUNAN

HASIL PEMBELAJARAN

Setelah berhasil menyelesaikan bab i ng dengan menjawab dari beberapa

pertan dan

an latihan secara tertulis, Saudara dapat memahami

ai berikut :

ra kerja alat dan mesin boiler, kompresor, mesin-mesin

n dan alat pengolahan hasil perkebunan

Sum

eralatan, DIPA.

Polnep. Pontianak.

ant Layout and Material Handling, Regents/Prentice Hall Englewood Clift, New Jersey USA. 1993

Apple, tak Pabrik dan Pemindahan Bahan, Edisi III, ITB. Bandung. 1990

ni ditunja

yaan yang diajukan dosen dalam sesi tanya jawab secara lisan,

menyelesaikan tugas – tugas d

arti boiler, kompresor, mesin-mesin pengering, pendingin, mesin pengolahan hasil

perkebunan

Kriteria Penilaian

Keberhasilan Saudara dalam menguasai bab ini adalah dapat diukur dengan

kriteria sebag

2. Menjelaskan ca

pengering, pendingin, mesin pengolahan hasil perkebunan

3. Mengenal fungsi mesi

ber Pustaka

Agato, Kuswartini, DUM Susilo, 2005. Buku Ajar Mesin dan P

Meyers, Fred, Pl

M James, Tata le

Pendahuluan

Secara umum proses pengolahan pada produk hasil perkebunan adalah

eliputi proses pengolahan dengan pengeringan dan pendinginan sehingga

uk hasil perkebunan yang dapat langsung digunakan atau masih

membu

n temperature tertentu.

g masuk boiler telah melewati beberapa perlakuan seperti pembersihan,

m

diperoleh prod

tuhkan proses selanjutnya. Untuk itu kita perlu mengetahui bagaimana

mesin yang digunakan dalam proses tersebut, antara lain :

Boiler

Boiler dapat dikatakan sebagai suatu system pemanasan air untuk

didapatkan air panas atau uap (steam) dengan tekanan da

Air yan

penetralan baik dari kandungan mineral, garam maupun logam yang terkandung

dalam air. Air tersebut juga biasanya telah diberi pemanasan awal (reheater).

Gambar Boiler Pipa Air Jenis Boiler Boiler berdasarkan letak air yang akan diproses:

o Boiler pipa api yaitu produk pembakaran dilewatkan didalam pipa dengan air

berada disekitar pipa.

o Boiler pipa air yaitu air dilewatkan dalam pipa sedangkan produk pembakaran

melewati sekitar pipa.

Selain boiler pipa api dan pipa air, masih terdapat boiler lorong api, tetapi boiler

digunakan. Pada umumnya boiler pipa api digunakan untuk

epasitas di atas 50.000 Lb

o

Kondisi ini terjadi karena keperluan pengoperasian, seperti pada kereta api uap

menggunakan boiler horisontal karena harus mengikuti bentuk lokomotif. Pada

lorong api ini jarang

k /hr dan tekanan 300 psi. Dibawah kapasitas dan

tekanan tersebut digunakan boiler pipa air.

Boiler berdasarkan posisi/ peletakan/ kontruksi:

Boiler vertikal

o Boiler horisontal

pabrik digunakan boiler vertikal dengan tujuan minimalisasi lokasi. Bahan bakar

boiler dapat berupa bahan bakar cair, (bbm) dan padat (batu bara, dll). Jenis bahan

bakar sangat dipengaruhi bentuk ruang pembakaran dan fasilitas bantu ruang

pembakaran. (combution room).

Kegunaan Produk Boiler

Keperluan akan produk boiler sangatlah bervariasi, ada yang hanya

as, uap yang masih mengandung air dan bertekanan rendah

kelapa sawit, sedangkan uap panas bertekanan

mutar turbin. Untuk dapat mengetahui lebih lanjut

ngen

menggunakan air pan

hingga keperluan uap panas bertekanan tinggi. Aplikasi penggunaan produk boiler

berupa air panas biasa digunakan untuk pencucian produk, air panas untuk dikapal

dan penginapan. Produk boiler berupa uap campuran dan uap panas biasa

digunakan untuk penguapan, perebusan dan sebagai penggerak (generator uap).

Contoh penggunaan uap campuran pada pengolahan yaitu pada pengolahan

minyak atsiri dan perebusan TBS

tinggi digunakan untuk me

me ai uap dapat dipelajari klasifikasi uap pada perubahan fase zat murni (pada

tekanan 1 atm)

Gambar Perubahan fase air murni pada tekanan 1 atm

20°

Q

100°

Q

100°

Q

100°

Q

100°

Q State 1 State 2 State 3 State 4 State 5

o State 1, sebagai compressed liquid atau sub colled liquid

o State 2, Fluida tepat akan berubah fase disebut saturated liquid (cairan jenuh)

State 3, Liquid berubah menjadi uap (menguap) sehingga terbentuk campuran

ua n cairan jen

State 4, campuran tepat berubah menjadi uap seluruhnya yang disebut

o State 5, suhu terus bertambah, volum mbah disebut superheated vapor

Control boiler

asilkan.

3. gan yang benar dan efisiensi yang tinggi pada

4. p hasil pembakaran

voleme sedikit bertambah.

o

p da uh.

o

saturated vapor (uap jenuh).

e berta

yang perlu diperhatikan:

1. Panas, proses yang digunakan atau tenaga listrik yang dih

2. Aliran bahan bakar cairan atau padat dan efisiensi pengapian.

Aliran udara untuk doron

pembakaran.

Aliran pembuangan ua

Efesiensi Boiler = %100xKeluaran = %100xmEnergistea masukan nbakarEnergibaha

rtutup

W

QIn

Gambar Siklus te

InWOut

QOut

Boiler

Kondensor

TurbinPompa

in

outinth Q

QQ −=η

B. Kompresor

Kompresor merupakan mesin atau peralatan yang difungsikan untuk

emanpatkan udara/ gas da atu ruang tertutup. Tujuan dari pemanpatan gas

tu agar didapatkan tekanan udara yang lebih besar dalam ruang tersebut

ibandingkan tekanan udara luar (atmosfer), sehingga jika diberi saluran dari

alam ruang keluar maka udara akan bergerak dari dalam ruang keluar sampai

kanan udara dalam ruang dan udara atmosfer sama kembali. Kondisi tersebut

menjadi prinsip dasar kompresor.

m lam su

ini yai

d

d

te

Gambar Skema kerja torak pada kompresor

Tekanan didalam silinder ( σ ):

AP

=σ , A merupakan luas penampang silinder

plikasi dan pen

Kompresor jenis perpindahan / displacement

A gembangan dasar kerja kompresor:

-

Fluida

Silinder

Torak

P

Kompresor perpindahan masih manual dan sederhana dengan sedikit

enyempurnakan prinsip dasar. Apabila suatu gas didalam ruang tertutup

iperkecil volumenya, maka gas akan mengalami kompresi. Pada kompresor

perpindahan digunakan suatu kontruksi, dengan mana torak yang bergerak bolak-

balik untuk mengisap, menekan serta mengeluarkan gas secara berulang-ulang.

ih

kecil dari tekanan atmosfer, sehingga udara luar akan masuk lewat celah katup

ap. Kem

engecil sehingga tekanan akan naik menekan klep katub untuk menjadi rapat

engan dinding dan apabila torak terus ditekan maka tekanan semakin besar.

ondisi tersebut menyebabkan tekanan didalam silinder lebih besar dari tekanan

tmosfer dan apabila udara disalurkan kedalam ban, ara akan bergerak

asuk dalam ban.

m

d

Gambar Kompresor perpindahan

Apabila torak ditarik ke atas, tekanan didalam silinder yaitu dibawah torak leb

is

BanTorak

Klep katup

Silinder

udian saat torak ditekan kebawah, volume udara dibawah torak

m

d

K

a maka ud

m

Kompresor Otomatis

Kompresor ini merupakan pengembangan dari displacement kompresor

yang dilengkapi sistem torak dengan dua katub yang digerakkan motor listrik.

Gambar Kompresor otomatis

rak pada kompresor memiliki kesamaan dengan motor

tuk

e aka

iperlukan 3 proses yaitu: isap, k bar untuk

etiga proses adalah sama dengan proses yang sa otor bakar empat

ngkah kecuali tanpa adanya pembakaran.

. Proses isap

aat piston bergerak menuju titik mati bawah, katub isap terbuka dan udara terisap

masuk ruang silinder.

Prinsip kerja sistem to

bakar empat langkah dengan perbedaan yaitu pada sistem torak kompresor tidak

terjadi pembakaran dan proses pembuangan gas sisa pembakaran. Un

m

Tangki udara bertekanan

Sistem torakMotor listrik

Katub udara keluar

ndapatkan udara bertekanan yang akan ditampung dalam tangki udara, m

d ompresi dan keluar. Ilustrasi gam

k ma pada m

la

1

S

2. Proses kompresi

Saat piston bergerak dari titik mati bawah menuju titik mati atas, katub isap

tertutup dan udara didalam silinder dimampatkan.

3. Proses keluar

Bergeraknya piston dari titik mati bawah menuju titik mati atas pada proses

kompresi menyebabkan tekanan meningkat. Tekanan yang besar menyebabkan

katup keluar terbuka kemudian udara bertekanan mengalir keluar menuju tangki

kan sistem torak tetap hidup. Apabila motor listrik tidak

anual, maka motor listrik tersebut akan mati secara otomatis

matis bila sesuai pengaturan

ya sama dengan tekanan atmosfer). Kompresor otomatis ini

sor memiliki kesamaan dengan penghembus udara, akan tetapi

ggi.

penampungan.

Udara bertekanan akan terus masuk tangki penampungan selama motor

listrik yang menggerak

dimatikan secara m

bila udara dalam tangki bertekanan telah mencapai tekanan tertentu sesuai

pengaturan otomatis dan akan hidup secara oto

otomatis (biasan

sering dijumpai dibengkel-bengkel kendaraan bermotor atau mesin peralatan yang

memerlukan dukungan kerja kompresor.

Jenis kompresor

Kompre

yang mempunyai peluahan 738 mmHg atau lebih baru dapat disebut sebagai

kompresor.

1. Kompresor turbo, penghembus udara turbo dengan tekanan peluahan 738

mmHg atau lebih disebut kompresor turbo. Kompresor turbo mempunyai ciri

dapat meluahkan terus-menerus gas dengan komposisi beraturan yang sesuai

bagi penerapan tekanan rendah dan aliran gas besar. Motor listrik dihubungkan

langsung atau melalui roda gigi penggerak untuk memperbesar putaran karena

kompresor dijalankan pada putaran tin

2. Kompresor torak, Kompresi dikerjakan oleh piston torak dalam silinder dan

mac

dengan motor berkutub jamak atau melalui hubungan sabuk yang

3.

4.

rtentu pada

am kompresor ini sesuai untuk tekanan 5 kg/cm2 atau lebih). Pada

umumnya untuk kerja perputaran lambat dan kompresor dapat dikopel

langsung

sesuai. Kompresor ini banyak digunakan untuk keperluan industri.

Kompresor berputar, Suatu rotor eksentrik berputar dalam silinder

membentuk kompresi. Motor langsung kekopel untuk kerja perputaran tinggi.

Kompresor sekrup, Sama halnya dengan kompresor putar, tetapi kompresor

ini menggunakan dua sekrup berhadapan yang dalam perputarannya memaksa

gas dalam arah aksial.

C. Mesin pada proses pengeringan

Pada prinsipnya untuk mencapai penghilangan air dari produk hasil

perkebunan dengan cara pengeringan paling efisien, desain sistem

pengeringan harus memperhitungkan berbagai proses dan mekanisme yang

terjadi dalam produk. Proses dan mekanisme adalah kepentingan te

hasil perkebunan dengan struktur fisik yang tertentu, oleh karena pengaruh

struktur produk pada pergerakan air dari produk.

Gambar Sistem Pembakaran Gas Alam secara langsung dalam pengeringan

Pengeringan Kabinet menggunakan rak-rak atau pemegang produk serupa

untuk ekspose produk dengan udara panas dalam ruangan tertutup. Pergerakan

udara melewati permukaan produk adalah pada kecepatan relatif tinggi untuk

dan massa akan berlangsung dengan

Tunnel dryer merupakan alat dengan udara pengering dipanaskan dihantarkan

uk. Truk produk dilewatkan melalui

enjaga waktu tinggal

meyakinkan bahwa perpindahan panas

cara efisien.

pada satu ujung terowongan dan bergerak pada kecepatan yang terbentuk

melalui rak-rak produk terbawa pada tr

terowongan pada kecepatan yang diperlukan untuk m

yang diperlukan dehidrasi.

Belt atau conveyor dryer adalah proses pengeringan dengan produk mungkin

juga dipindahkan melalui pengering dengan menempatkannya pada belt atau

conveyor

Rotary dryer merupakan tipe produk

menjatuhkan “tumbling” dalam rotary ai

sisi dryer dan bergerak menuju sisi

susunan baffle dalam silinder.

tertentu dapat dikeringkan dengan

r dryer. Produk basah memasuki satu

lain dengan kombinasi gravitasi dan

Spray drying merupakan pengeringan produk cair sering disempurnakan

dalam penghilangan air dari pangan cair terjadi setelah cairan di atomisasi atau

disemprotkan kedalam udara panas dalam chamber pengering.

Drum dryer merupakan proses ketika pa

pada permukaan drum, panas dapat di

pengeringan berperan kedalam udara seki m

dipakai untuk memanaskan langsung pe

memanaskan udara, yang selanjutnya

Sejak kedua perpindahan panas melalu

air keluar dari film tipis adalah tipik

memberikan pengeringan yang luma

ngan cair disebarkan pada film tipis

aplikasikan dari dalam drum ketika

tar pengering, pada kasus ini, stea

rmukaan drum, daripada untuk

memanaskan dan mengeringkan pangan.

i drum logam dan perpindahan massa

al agak baik, tipe pengering ini dapat

yan cepat.

Freeze-drying me

mengurangi suhu produk yang kebanyakan

dan dengan penurunan tekanan sekitar pr

Ketika kualitas produk me

pengeringan beku memberikan pendekatan

rupakan pengeringan beku disempurnakan dengan

air produk dalam keadaan padat,

oduk, dapat tercapai sublimasi es.

njadi faktor penting untuk penerimaan konsumen,

alternatif untuk penghilangan air.

Contoh Soal :

Pengering kabinet dipakai untuk mengeringkan produk dari kadar air 68%

(wet basis) menjadi 5,5% (wet basis). Udara pengering masuk sistem pada

suhu 54oC dan RH 10%, dan meninggalkan pada 30oC dan RH 70%. Suhu

produk adalah 25oC selama pengeringan. Hitung jumlah udara yang

diperlukan untuk pengering berbasis 1 kg padatan produk.

Diketahui :

• Kadar air produk awal w1 = 0,68/0,32 = 2,125 kg H2O/kg padatan

• Kada air produk akhir w2 = 0,055/0,945 = 0,058 kg H2O/kg padatan

• Udara masuk pengering = 54oC dan RH 10%

• Udara keluar pengering = 30oC dan RH 70%

• Suhu produk = 25oC

• Perhitungan berbasis pada 1 kg padatan produk

Penyelesaian :

Kebutuhan air untuk pengeringan dapat dinyatakan menggunakan persamaan

sebelumnya dengan modifikasi

(ma/mp)W2 + w1 = (ma/mp)W1 + w2

1. Menggunakan PC

W1 = 0,0186 kg H2O/kg udara kering (suhu 30oC dan RH 30%)

W2 = 0,0094 kg H2O/kg udara kering (suhu 54oC dan RH 10%)

2. Menggunakan modifikasi persamaan

ma/mp (0,0094 kg H2O/kg udara kering) + 2,125 kg H2O/kg padatan =

ma/mp (0,0186 kg H2O/kg udara kering) + 0,0582 kg H2O/kg padatan

0,0092 ma/mp = 2,067

ma/mp = 224,65 kg udara kering/kg padatan

D. Mesin pada proses pendinginan

Komponen utama sistem pendinginan kompresi uap mekanis sederhana adalah

refrigeran mengalir melalui komponen ini, fasenya berubah dari cair ke gas

dan selanjutnya kembali ke cair.

Proses kompresi menaikkan suhu refrigeran dengan cukupnya diatas suhu

kamar sekitar kondensor, sehingga perbedaan suhu antara refrigeran dan

kamar memacu aliran panas dari refrigeran ke kamar.

Sistem menggunakan barrier non-permeable antara produk dan refrigeran,

sistem pembekuan indirect termasuk juga sistem apa saja tanpa kontak

langsung, termasuk juga dimana bahan kemasan menjadi barrier

Tipe yang paling mudah dikenal sistem pendingin indirect adalah tipe

pendingin plate, Produk dibekukan ketika berada diantara dua plate beku.

5. Mesin Pengecilan Ukuran

Pengecilan ukuran sebagai istilah umum meliputi juga pemotongan,

pemecahan dan penggilingan. Pengecilan ukuran dilakukan secara mekanis tanpa

terjadi perubahan sifat-sifat kimianya.

Pemecahan bahan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil atau sebaliknya,

pembentukan satuan-satuan yang lebih besar dari bahan yang terpecah halus

adalah operasi yang penting dalam industri pangan.

1. Pengecilan Ukuran Bahan

Pengecilan ukuran mungkin merupakan tujuan utama operasi atau bagian

dari operasi. Pengecilan ukuran dapat dibedakan menjadi pengecilan ukuran yang

ekstrim atau penggilingan pengecilan ukuran yang relatif masih berukuran lebih

besat atau sering menjadi bentuk-bentuk khusus atau pemotongan.

Tujuan pengecilan ukuran sebagai bagian untuk mendapatkan permukaan

yang lebih luas. Hal ini sangat penting terhadap semua jenis bahan padat untuk

penegringan, ektraksi, pelarutan, pendinganan dan pemanasan.

a. Tenaga yang dibutuhkan

Pada kenyataannya, semua bahan memiliki titik-titik lemah dimana

pemecahan terjadi paling awal. Makin lanjut pengecilan terjadi, makin

kecil kemungkinan partikel masih memiliki titik-titik lemah, sehingga

pengecilan ukuran lebih lanjut sulit.

Berdasarkan percobaan-percobaan, untuk pengecilan butiran-butiran yang

kasar, yang mana peningkatan luas permukaan persatuan berat adalah

secara nisbah kecil, untuk menghitung kebutuhan tenaga dengan nilai yang

mendekati ketepatan digunakan hukum Kick. Untuk pengecilan ukuran

sampai diperoleh bubuk yang lembut, yang mana dihasilkan permukaan

baru yang keseluruhannya lebih luas digunakan hukum Rittinger. Dari

keseluruhan itu hukum Bond mengajukan anggapan dengan rumus E =

E1(100/L2)1/2 (1-1/q1/2)

Yang mana satuan L dalam mikron, E1 adalah jumlah tenaga yang

dibutuhkan untuk mengecilkan ukuran butiran besar menjadi butir-butir

kecil 100 mikron, q adalah L1/L2. Persamaan ini kebanyakan digunakan

dalam membuat perbandingan-perbandingan kebutuhan tenaga pada

beberapa tingkat pengecilan ukuran.

b. Ukuran butiran-butiran

Pembatasan mengenai rata-rata diameter partikel adalah salah satu

masalah besar dalam studi proses penggilingan dan dalam penyelidikan

perbandingan serta dalam penilaian kerja alat penggiling. Setiap alat

penggiling mengahsilkan partikel-partikel yang ukuran dan bentuk yang

berbeda.

Cara penentuan kelembutan butiran-butiran hasil penggilingan adalah

dengan menggunakan ayakan Tyler. Alat ini digunakan untuk mengukur

kelembutan dengan rentang dimensi terkecilnya adalah kurang lebih antara

0,125 in sampai 0,0029 in. Ayakan Tyler terdiri atas sejumlah saringan

atau ayakan. Ukuran lubangnya bermula dari 200 mesh, kemudian ukuran

selanjutnya adalah V2 atau 1,414 kali ukuran lubang sebelumnya.

c. Luas permukaan butiran-butiran

Jika suatu butiran digiling, ukuran butiran hasil penggilingan akan

bermacam-macam. Apabila dilakukan penggilingan lagi, ukuran butiran

menjadi lebih kecil lagi, tetapi perubahan ukuran terjadi sangat sedikit

pada butiran yang lembut. Pada penggilingan terus menerus, bagian yang

lembut makin banyak dan akhirnya menjadi banyak.

d. Teknis penggilingan

Secara umum beberapa mekanisme bekerja bersama-sama dalam alat

penggiling, jadi hasil pengecilan ukuran adalah karena tekanan, pukulan,

gesekan dan lain-lain. Mekanisme tertentu sering dominan dan alat

penggiling dapat dikelompokkan secara garis besar berdasarkan karena

geseskan sedangkan mekanisme utamanya adalah pemukulan.

e. Jenis-jenis alat pengecilan ukuran

Alat pengecil ukuran dapat dibagi berdasarkan cara operasi menjadi dua

kelompok, yaitu impact mill (penggilingan dengan pukulan) dan

penggilingan dengan gesekan.

Impact mill adalah pengecilan ukuran dengan pemukul yang berputar

sangat cepat.

Hammer mill adalah pengecilan ukuran dengan pemukul yang berputar

paling cocok untuk bahan yang agak keras.

Pin mill adalah pengecilan ukuran dengan piringan yang tetap tidak

bergerak dengan piringan yang berputar.

Roller mill adalah pengecilan ukuran pada biji-bijian untuk menghasilkan

gilingan yang halus sampai sangat halus pada produk-produk yang cair.

Grater adalah pemarut digunakan untuk pengecilan ukuran bahan yang

agak keras.

Serta beberapa jenis alat pemotong dengan pisau menghasilkan kerusakan

produk yang kecil.

2. Pembesaran Ukuran Bahan

Pembesaran ukuran dan pembuatan suatu bentuk bahan adalah berperan sangat

penting dalam industri pengolahan biji-bijian, gula, coklat, pakan dan lain-lainya.

Alat yang digunakan untuk keperluan ini adalah dikembangkan dari suatu alat

yang biasa digunakan untuk industri lainnya atau meniru cara yang dilakukan

dengan tangan.

a. Perubahan bentuk

Proses perubahan bentuk yang dapat terus-menerus adalah ekstrusi. Bahan

yang akan dibentuk ditekan melalui suatu lubang yang mana akan

menentukan bentuk yang diingini. Contoh dalam pembuatan produk pasta,

pellet, dan lain-lain.

b. Aglomerasi bubuk

Produk berupa bubuk sering lebih disukai karena lebih mudah penanganan,

pengepakan, penyimpanan dan pengangkutannya. Penggerombolan

(aglomerasi) butir-butiran bubuk dapat menyebabkan air lebih mudah

masuk melewati rongga-rongga diantara gerombolan butir-butiran

sehingga dapat meningkatkan kemudahan pembasahan dan dispersi atau

pun pelarutan bubuk.

c. Pengembangan (popping) padi-padian

Padi-padian dapat mengembang, jika dilakukan pemanasan dalam keadaan

kering pada suhu tinggi. Kecuali itu terjadi perubahan rasa dan aroma,

sehingga padi-padian tersebut enak dimakan. Peristiwa perubahan sifat ini

banyak dimanfaatkan dalam pembuatan berondong jagung (popcorn) dan

olahan padi-padian lain untuk makanan kecil maupun sereal untuk sarapan.

E. Material Handling

Pemindahan bahan menggambarkan keadaan pemindahan di suatu tempat,

bagaimana pemindahan dilaksanakan, barang yang di pindah dan tujuannya.

Tujuan pemindahan bahan adalah

1. Menaikan kapasitas

2. Memperbaiki kondisi kerja

3. Memperbaiki pelayanan pada pelanggan

4. Meningkatkan pemanfaatan ruang peralatan

5. Mengurangi Ongkos

Dalam suatu urutan waktu kegiatan pemindahan bahan dalam perusahaan

dapat dikatakan akan melewati tiga tahapan pengembangan :

1. Konvensional

2. Kontemporer

3. Maju

Pada pemahaman maju dapat digambarkan setiap pemindahan bahan dan

kegiatan distribusi secara fisik sebagai bagian dari suatu sistem termasuk :

pemindahan bahan dari semua sumber, seluruh pemindahan dalam pabrik dan

distribusi barang jadi ke pelanggan.

G

dil

1.

Bahan Mentah

Pe

nerim

aan

a

ak

D

a

b

c

Pemurnian

n

Pengolaha

Sistem Pabrikasi

Gud

ang

Bah

an

Men

tah

Penggilingan

Gud

ang

Prod

uk Ja

di

Peng

irim

an

mbar Dau

Barang

ukan seca

Gud

ang

Um

um

Dis

tribu

si

Ped

agan

g B

esar

Pen

guba

h

Ped

agan

g K

ecil

Pel

angg

an

lr

iskontiny

. Perpind

Contoh

. Pemind

Contoh

. Pemind

Contoh

Penyalu

r Ulang Barang (dari Pro

-barang yang dipindahk

ra :

u

ahan barang dengan arah

: traktor

ahan barang dengan arah

: lift

ahan barang dengan arah

: forklift

Pengumpu

duction Handbook, The Ronald Press. Co)

an dari suatu tempat ke tempat lain dapat

perpindahan horisontal.

vertikal

kombinasi

2. Kontinyu

a. Perpindahan barang dengan arah perpindahan horisontal.

Contoh : belt conveyor

b. Pemindahan barang dengan arah vertikal

Contoh : bucket elevator

c. Pemindahan barang dengan arah kombinasi

Contoh : chain conveyor

Barang-barang yang dapat dipindahakan dapat berupa :

1. Barang-barang berupa barang curah

2. Barang-barang berupa potongan-potongan

3. Manusia ataupun hewan

Prinsip-prinsip pemindahan bahan :

1. Semua kegiatan pemindahan harus direncanakan

2. Rencanakan urutan operasi dan susunan peralatan untuk mengoptimumkan

aliran barang

3. Gunakan gravitasi untuk memindahkan barang jika mungkin

4. Manfaatkan volume bangunan semaksimal mungkin

5. Gunakan peralatan pemindah mekanis atau otomatis jika mungkin

6. Dalam pemilihan peralatan pemindah pertimbangkan semua aspek barang

yang dipindah, pemindahan yang dilakukan dan cara yang digunakan

7. Minimumkan perbandingan bobot mati peralatan yang bergerak terhadap

beban muatan

8. Peralatan dirancang untuk mengangkut harus tetap bergerak

9. Kurangi waktu kosong atau tidak produktif

10. Rencanakan perawatan pencegahan dan perbaikan terjadwal untuk peralatan

pemindah

11. Ganti cara dan peralatan pemindahan yang kuno jika peralatan dan metode

yang lebih efisien akan memperbaiki operasi

12. Gunakan peralatan pemindah bahan untuk memperbaiki pengendalian

produksi, pengendalian persediaan dan pemindahan lainnya

13. Gunakan peralatan pemindah untuk membantu mencapai kapasitas produksi

penuh

14. Tentukan efisiensi kinerja pemindahan dalam batasan biaya tiap satuan yang

dipindahkan

Faktor-faktor pertimbangan pemilihan peralatan pemindahan bahan, antara

lain :

1. Jalur pengangkutan

2. Sifat obyek yang diangkut

3. Karakteristik-karakteristik bangunan

4. Keadaan ruangan yang tersedia

5. Kapasitas peralatan penanganan yang diperlukan

Jenis-jenis peralatan pemindah dasar

1. Penghantar adalah peralatan yang digunakan gaya berat atau tenaga (mesin)

biasanya digunakan untuk memindahkan muatan merata dari tempat ke tempat

sepanjang satu lintasan tetap dengan fungsi utama menghantar. Contoh :

penghantar pneumatik

2. Derek dan kerekan adalah peralatan layang yang digunakan untuk

memindahkan berbagai beban atau muatan secara serentak antar dua tempat

yang tetap dengan dukungan dan penghantar rel, fungsi utama memindahkan.

Contoh : Kerekan

3. Truk industri adalah kendaraan tangan atau bermesin (bukan kendaraan jalan

raya) digunakan untuk memindahkan beban campuran atau sejenis secara

serentak sepanjang berbagai lintasan yang mempunyai permukaan yang dapat

dijalani (dilalui) dengan fungsi utama mengangkut. Contoh : Kereta traktor

gandengan

4. Perlengkapan tambahan adalah peralatan atau penunjang yang digunakan

dengan peralatan pemindah agar lebih mudah pemakaiannya. Contoh : peti

kemas

Masalah yang menonjol di dalam layout fungsional adalah bagaimana

mengangkut barang-barang di dalam proses produksi dari sati bagian ke bagian

yang lain sehingga proses produksi tidak terganggu akibat terlambatnya barang-

barang atau bahan-bahan yang akan diproses di suatu bagian tertentu. Masalah ini

merupakan masalah material handling atau pengendalian material. Material

handling adalah suatu seni dan ilmu untuk memindahkan, membungkus, dan

menyimpan bahan-bahan dalam segala bentuk (B.K. Hedge, 1972)

Tujuan dari pemindahan bahan adalah mencapai pemndahan bahan-bahan

yang tertib teratur dengan memenuhi syarat-syarat yang telah disebut di muka,

dan yang lebih penting lagi adalah bahwa tujuan tersebut dapat dicapai dengan

biaya yang rendah.

Penurunan biaya material handling dapat diusahakan dengan cara:

1. Pengurangan jumlah dan jarak pengangkutan. Hal ini dapat ditempuh

dengan mengadakan perubahan terhadap layout.

2. Pengurangan waktu yang dibuthkan di dalam pengangkutan bahan. Hal

ini dapat dicapai dengan mengurangi atau menghilangkan sama sekali

waktu-waktu menunggu (waiting time). Dengan melakukan

penghematan terhadapwaktu maka akan terdapat penghematan

berbagai macam biaya disampung itu jadwak waktupun dapat

dipercepat. Penghematan waktu berarti pula pemanfaatan alat-alat

material handling secara lebih efektif.

3. Pemilihan alat pengangkutan bahan yang tepat Alat-alat pengangkutan

bahan harus dipilih agar biaya operasional dan biaya modalnya

minimum, terdapat keluwesan yang tinggi dalam pengangkutan

bahan-bahan memiliki tingkat keselamatan yang tinggi, dan

sebagainya.

Alat-alat material handling ada beberapa macam antara lain:

1. Bagi pabrik yang masih memiliki ruangan –ruangan yang cukup lebar

maka dapat dipergunakan:

a) Prahoto

b) Traktor

c) Lori-lori kecil

d) Truk pengangkut (fork lift truck)

2. Bagi pabrik yang memiliki ruangan-ruangan yang terbatas dapat

menggunakan:

a) Ban berjalan (conveyors)

b) Elevator (lift)

c) Derek (cranes)

Pada banyak perusahaan biasanya para pekerja sendiri yang mengangkut

bahan-bahan yang diprosesnya dari satu tempat ke tempat lain sehingga hal ini

mempengaruhi produktivitas kerja mereka, waktu untuk melayani mesin

berkurang, mengakibatkan kelelahan dan sebagainya. Oleh karena itu seyogyanya

material handling dalam pabrik perlu dipikirkan lebih lanjut, misalnya dengan

penyediaan peralatan materials handling xecukupnya sehingga tidak mengganggu

kelancaran proses produksi.

Di dalam perencanaan materials handling beberapa unsur perlu

diperhatikan: Produk, macam/jenisnya: berat, ringan, cair, padat, kecil, dan

seterusnya. Ini menentukan sekaligus pemilihan alatalat material handling. Dari

mana ke mana bahan dipindah-pindahkan: relative dekat, atau jauh. Keadaan

ruangan: cukup luas/sempit: atap: tinggi/rendah. Bentuk gedung: datar, bertingkat.

Dana yang tersedia untuk pembelian/penyewaan alat-alat material handling. Perlu

pengambilan keputusan ekonomis investasi pada aktiva tetap: kegunaannya,

penghematan jangka pangjang yang diakibatkan oleh penggunaan fasilitas

tersebut. Perlu dipertimbangkan pula kemungkinan-kemungkinan perkembangan

baru penggunaan alat-alat material handling, putusan penggantian, dan lain-lain.

Contoh beberapa gambar material handling :

F. Contoh Mesin dan Peralatan pada Industri Perkebunan

1. Mesin dan Peralatan pada Pengolahan Kelapa Sawit (Mini Pabrik)

Penerimaan tandan, untuk 3 ton TBS/jam penerimaan dilakukan di pabrik dan

untuk kapasitas lebih besar penerimaan panen adalah dengan pelataran bongkar

pindah seperti untuk pabrik standar.

Perebusan, untuk 3 ton TBS/jam rebusan adalah tipe tegak berkapasitas 1 ton

TBS/jam. Untuk produk lebih besar yaitu tipe mendatar dengan lori keranjang 1-

1,5 ton TBS. Seperti pada pabrik standar berkapasitas 3 atau 6 ton TBS/jam.

Penebahan, untuk 1 ton TBS/jam penebahan dilakukan dengan tangan untuk 3 ton

TBS/jam lebih besar penebahan dilakukan dengan memakai penebah tipe drum

sama dengan pabrik standar.

Pengempaan, untuk ukuran kecil berkapsdaitas 3 ton TBS/jam atau 5-6 ton

TBS/jam untuk 1 ton TBS/jam menggunakan kempa hidrolik kecil yang digerakan

dengan tanngan berkapasitas 350 kg TBS/jam dan peremasan yang dilakukan

dengan cara menumbuk buahg rebus yang masih panas dalam lubang kayu.

Pengutipan minyak, adalah dilakukan dengan pengendapan minyak dari cairan

kempa mirip cara standar hanya berukuran kecil. Pada pabrik 12 ton TBS/jam.

Pemurnian minyak dilakukan dengan sentrifus dan pengeringan dengan vakum

pada kapasitas yang lebih kecil pengeringan dilakukan dengan memakai kipas

sedangkan untuk 1 ton TBS/jam hanya dengan penguapan alamiah.

Pemisahan sabut, adalah sama seperti cara standar kecuali 1 ton TBS/jam

pengeringan alamiah pemecahan biji memakai alat pemecah kecil tipe sumbu

mendatar kapasitas 3 ton TBS/jam untuk yang lebih besar memakai pemecah lebih

besar tipe sumbu tegak kapasitas 2 ton TBS/jam pemisahan ini dilakukan secara

manual dan untuk yang lebih besar memakai hidrosiklon. Pengeringan dilakukan

dalam silo pengering inti untuk yang kecil 2 ton TBS/jam dengan pengeringan

alamiah.

Ketel uap, berkapasitas 3 ton TBS/jam memakai tipe tegak bertekanan kerja 10

bar untuk lebih besar memakai tipe ketel mendatar bertekanan kerja 18 bar

(uapnya juga untuk menjalankan turbo generator).

Pembangkit listrik, adalah memakai diesel generator, dengan pemakaian listrik

30-40 kilo volt ampere/ton TBS.

2. Mesin dan Peralatan pada Pengolahan Pasca Panen Kakao

Produksi biji kakao Indonesia secara signifikan terus meningkat, namun

mutu yang dihasilkan umumnya masih rendah dan beragam, khususnya yang

dihasilkan oleh petani perkebunan rakyat. Oleh karena itu teknologi pengolahan

kakao pada tingkat petani perlu dikembangkan agar mampu menghasilkan biji

kakao bermutu tinggi secara berkelanjutan. Salah satu upayanya adalah melalui

penerapan alat dan mesin hasil rekayasa terkini untuk dikembangkan pada usaha

agribisnis perkebunan rakyat.

Mesin Pemecah Buah Kakao

1. Spesifikasi Teknis a. Tenaga Penggerak

- Type/Model : Motor listrik 3 HP, 3 Phase, 380 V - Bahan Bakar : Solar

b. Kapasitas Kerja : 1000 buah kakao per jam 2. Keunggulan

Ø Kecepatan kerja terjamin Ø Kebersihan biji terjamin Ø Konsumsi energi rendah Ø Mudah diadopsi oleh perkebunan besar maupun perkebunan rakyat

Mesin Pemisah Lendir Biji Kakao Segar (Depulper)

1. Spesifikasi Teknis a. Tenaga Penggerak

- Type/Model : Motor listrik 3 HP, 3 Phase, 380 V

- Bahan Bakar : Solar b. Dimensi Peralatan

- Panjang : 165 cm - Lebar : 60 cm - Tinggi : 120 cm

c. Kapasitas Kerja : 2 Ton biji kakao segar per jam 2. Keunggulan

Ø Hasil pengupasan seragam dan bersih Ø Konsumsi energi rendah Ø Perawatan mudah dan murah Ø Dapat berfungsi sebagai mesin pencuci Ø Mudah dipindah-pindahkan

Mesin Pengering dan Fermentasi Biji Kakao Tenaga Surya atau Limbah Kakao

1. Spesifikasi Teknis

a. Tenaga Penggerak - Kebutuhan Listrik : Kipas Aksial : Motor Listrik ¼ HP, 220V, 1 Phase Kipas Sentrifugal : Motor Listrik 1 HP, 220V, 1 Phase - Bahan Bakar : Tenaga Surya (Solar Cell) atau Kayu bakar 2-3 m3/ton biji kakao kering

b. Kapasitas Kerja : 5 ton biji kakao basah 2. Keunggulan

Ø Hemat energi (tenaga surya dan kayu bakar) Ø Konsumsi energi rendah (23 KWH per ton biji kakao kering) Ø Hemat tenaga kerja Ø Bebas polusi Ø Kompak dan perawatan mudah Ø Kapasitas pengoperasian alat dapat diatur sesuai jumlah panen

Mesin Sortasi Biji Kakao Kering

1. Spesifikasi Teknis

a. Tenaga Penggerak - Type/Model : Motor Listrik 3 HP, 3 Phase, 220/380 V - Daya/Putaran Mesin : 16 Rpm - Bahan Bakar : Solar

b. Dimensi Peralatan - Panjang : 3,5 m - Lebar : 0,8 m - Tinggi : 2 m

c. Kapasitas Kerja : 1246 kg/jam biji kakao 2. Mekanisme Kerja/Cara Pengoperasian/Fleksibelitas Pengoperasian

Ø Mudah diadopsi oleh Perkebunan Besar maupun Perkebunan Rakyat. Ø Dapat digunakan untuk komoditas lain seperti Jagung, Padi, dll. Ø Kapasitas pengoerasian alat dapat diatur sesuai jumlah panen.

Mesin Penghancur Biji dan Pemisah Kulit Kakao

1. Spesifikasi Teknis a. Tenaga Penggerak

- Type/Model : Motor Listrik 1 PK, 3 Phase, 380 V; Motor Bakar - Daya/Putaran Mesin : 1440 Rpm - Bahan Bakar : Minyak tanah atau gas

b. Kapasitas Kerja : 120 Kg/jam biji kakao

2. Keunggulan Ø Konsumsi energi rendah Ø Harga bersaing Ø Mudah diadopsi oleh Perkebunan Besar atau Perkebunan Rakyat. Ø Mudah dipindahkkan ke tempat lain. Ø Perawatan mudah dengan biaya rendah.

Mesin Penyangrai Biji Kakao

1. Spesifikasi Teknis

a. Tenaga Penggerak

- Type/Model : Motor Listrik 2 PK, 3 Phase, 380 V; Motor Bakar - Daya/Putaran Mesin : 940 Rpm - Bahan Bakar : Minyak tanah atau gas

b. Dimensi Peralatan - Panjang : 140 cm - Lebar : 90 cm - Tinggi : 160 cm

c. Kapasitas Kerja : 25 Kg/jam biji kakao

2. Keunggulan Ø Dapat digunakan untuk komoditas lainnya (kopi). Ø Mutu biji dan keseragaman biji tersangrai konsisten Ø Mudah diadopsi oleh Perkebunan Besar atau Perkebunan Rakyat. Ø Mudah dipindahkkan ke tempat lain. Ø Sumber panas burner berbahan bakar minyak tanah atau gas.

Mesin Penepung Kakao

1. Spesifikasi Teknis a. Tenaga Penggerak

- Type/Model : Motor Listrik 1 HP - Daya/Putaran Mesin : 1440 Rpm - Bahan Bakar : Solar - Transmisi : V belt, 3 alur, jenis B

b. Dimensi Peralatan - Panjang : 67 cm - Lebar : 60 cm - Tinggi : 70 cm

c. Kapasitas Kerja : 120 kg/jam

2. Keunggulan Ø Dapat digunakan untuk komoditas lainnya (kopi).

Ø Mutu biji dan keseragaman biji tersangrai konsisten Ø Mudah diadopsi oleh Perkebunan Besar atau Perkebunan Rakyat. Ø Mudah dipindahkkan ke tempat lain. Ø Sumber panas burner berbahan bakar minyak tanah atau gas.

Alat Kempa Lemak Kakao (Kakao Butter)

1. Spesifikasi Teknis Tenaga Penggerak : Kempa Hidraulis

2. Keunggulan Ø Dapat digunakan untuk memisahkan lemak dan pasta kakao Ø Mudah diadopsi oleh Perkebunan Rakyat. Ø Mudah dikembangkan oleh bengkel alsintan setempat. Ø Mudah dipindahkkan ke tempat lain.

3. Mesin dan Peralatan pada Pengolahan Pasca Panen Kopi

Buah kopi glondong yang telah ditimbang dimasukkan ke bak penerimaan

yang berlantai miring ke arah saluran yang menuju bak syphon dan dilakukan

penyemprotan untuk membantu pengaliran buah kopi glondong.

Gambar Bak Penerimaan Kopi Merah

Keterangan :

1. Bak cadangan 3. Saluran pengeluaran

2. Bak penerimaan 4. Penyetel katup pengeluran

Fungsi : Tempat menampung buah kopi merah yaitu buah kopi superior dari

kebun sebelum dialirkan ke dalam bak siphon untuk proses pengolahan kopi cara

basah.

Spesifikasi : Bak dibuat dari beton dengan kontruksi dasar bak yang miring.

Terdapat pintu pengeluaran pada sisi yang berhadapan dengan bak siphon.

Kapasitasnya adalah 50 ton kopi gelondong merah.

b. Sortasi Basah

Sortasi basah dilakukan dengan menggunakan bak syphon untuk

memisahkan buah kopi superior dan buah kopi inferior serta kotoran yang

terbawa. Pemisahan tersebut didasarkan pada perbedaan berat jenis. Buah kopi

superior mengalir bersama dengan air melalui pipa yang ada di tengah bak

syphon menuju vis pulper, sedangkan buah kopi inferior akan terapung, mengalir

langsung menuju bak rambangan melalui pintu pengeluaran.

Alat yang digunakan bekerja berdasarkan perbedaan berat jenis kopi

sehingga kondisi proses yang dipersyaratkan agar dapat menunjang tercapainya

proses adalah tinggi air yang digunakan, kecepatan aliran dan perbandingan antara

air dan kopi. Tinggi air harus mampu menciptakan daya

angkat yang lebih besar daripada massa jenisnya. Kecepatan aliran air

menyebabkan kopi superior yang masuk di dalam bak semakin banyak sehingga

mengakibatkan kopi dalam bak syphon terlalu lama. Jika kopi berada di bak

syphon terlalu lama maka kopi akan terfermentasi dan mengeluarkan bau sting.

Apabila kecepatan aliran air terlalu kecil maka kapasitas alat tidak tercapai karena

terlalu kecil. Semakin banyak air yang digunakan maka pemisahan tidak efisien

( biaya lebih mahal ) sedangkan bila kopi yang masuk terlalu besar daripada air

yang masuk maka pemisahan tidak bagus atau kopi sulit dipisahkan.

Perbandingan antara kopi dan air yang sering digunakan adalah 1 : 1 dan

merupakan suatu perbandingan Volume. (Anonim, 1999 ).

Gambar Bak Siphon

Keterangan : A. Tampak atas B. Tampak samping

1. Bak superior 4. Pipa pengeluaran kotoran

2. Pipa pengeluaran buah superior 5.Saluran pemasukan kopi glondong

3. Saluran pengeluaran buah inferior

Fungsi : Untuk memisahkan buah kopi superior dengan buah kopi inferior dan

kotoran berdasarkan berat jenisnya.

Spesifikasi : Bak terbuat dari semen dinding dalam dilapisi dengan porselin

yang mempunyai kemiringan 45 o dan bagian tengah bak terdapat bak superior

dilengkapi dengan pipa superior. Kapasitas 2,5 ton kopi gelondong per jam.

c. Pengupasan

Pengupasan yaitu pemisahan biji kopi dengan daging buah yang dilakukan

dengan menggunakan vis pulper. Prinsip pengupasannya yaitu dengan cara

menggesek dan adanya sedikit proses penekanan terhadap buah kopi sehingga

menjadi memar akibatnya bagian daging buah akan mudah dipisahkan. Hasil dari

pengupasan berupa kopi HS ( Horn Schild ).

Kondisi proses yang dipersyaratkan pada proses pengupasan meliputi

perbandingan antara air dan kopi, besar kecilnya celah antara silinder dan pisau

karet, dan kelicinan permukaan pisau karet. Perbandingan air dan kopi harus

mampu menciptakan kecepatan aliran. Jika perbandingan antara kopi dan air

terlalu besar maka kecepatan aliran akan lambat dan pemisahan antara kopi kupas

dengan pulp kurang sempurna, sedangkan bila terlalu kecil maka proses

pengupasan kurang efisien ( banyak kopi yang tidak terkupas ). Perbandingan air

dan kopi adalah 2 : 1 ( Anonim ).

Besar kecilnya celah antara silinder dan pisau karet harus diatur supaya

kopi tidak pecah atau lecet karena terlalu sempit tapi semua kopi dapat dikupas.

Permukaan pisau karet yang licin akan mempersulit pemisahan antara kulit

dengan biji kopi.

Gambar Vis Pulper

Keterangan :

1. Corong pemasukan 5. Pisau baja

2. Silinder pengupas buah ukuran besar 6. Baut penyetel pisau

3. Silinder pengupas kedua 7. Saluran pengeluaran pulp

4. Pisau Karet 9. Saluran air

Fungsi : Mengupas pulp dari kulit kopi gelondong baik untuk proses pengolahan

cara basah maupun cara kering.

Spesifikasi : 2 buah silinder yang dilapisi buble plat berdiameter 40 cm x 60

cm terbuat dari besi. 2 buah pisau karet ukuran (60 x 7 x 2) cm. 2 buah roda

penggerak diameter 50 x 16 cm. Penggerak elektrometer; 965 rpm, daya 15 HP.

d. Pencucian

Tujuan pencucian adalah untuk menghilangkan lendir yang terbawa kopi

dan juga untuk mengefektifkan penghilangan kulit buah. Pencucian yang

dilakukan menggunakan alat Raung Washer. Prinsip kerja pencucian yaitu adanya

gesekan antara biji – biji kopi dengan dibantu semburan air dari silinder. Hasil

pencucian juga dipengaruhi oleh jarak antara silinder dengan sreen plat dan juga

posisi bandul pemberat.

Agar proses pencucian dapat tercapai maka perbandingan antara kopi dan

air pencuci harus sesuai. Perbandingan yang sesuai dapat mencuci dengan baik

karena kopi dapat bergesekan sehingga sisa pulp yang menempel di biji dapat

tercuci. Bila jumlah kopi terlalu sedikit maka kopi tidak dapat bergesekan satu

sama lain. Bila kopi tidak tercuci bersih maka bandul pemberat akan turun untuk

mempermudah kopi bergesekan. Perbandingan air dan kopi, yaitu 3 : 1

Gambar Raung Washer

Keterangan :

1. Corong pemasukan 8. Bandul pemberat

2. Ulir 9. Saluran pengeluaran

limbah

3. Silinder 10. Kran pengatur air

4. Screen plat 11. Pipa saluran air

5. Lubang air penyemprot biji kopi 12. Elektromotor

6. As penghubung 13. Puli

7. Pintu pengeluaran 14. Dudukan

Fungsi : Menghilangkan lendir dan mengupas pulp dari biji yang tidak terkupas

oleh Vis pulper untuk proses pengolahan kopi cara basah dan cara kering.

Spesifikasi : 1 buah as utama berdiameter 3 inchi panjang 200 cm. 1 buah

silinder yang memiliki bagian berbentuk ulir untuk menekan kopi biji dan

berbentuk ring untuk pencucian. Screen plat berdiameter 2 mm dilengkapi dengan

pisau. Penggerak elektrometer ; 950 rpm, daya 27 HP. Kapasitas 2,5 ton kopi

gelondong / jam.

e. Penirisan.

Setelah biji HS basah dicuci, kemudian ditiriskan dalam bak penirisan.

Penirisan dilakukan dengan cara pemberian air pada bak dan dilakukan

penyemprotan air pada biji kopi yang bersangkutan. Penirisan dilakukan berulang

hingga air tirisan jernih dan tidak berubah.

Tujuan dari penirisan adalah untuk membersihkan sisa lendir dan warna

merah pada biji HS basah, karena bila biji kopi masih mengandung kotoran dapat

mengakibatkan warna yang tidak hijau kebiruan dan mengakibatkan cacatnya biji

kopi.

Gambar Bak HS Basah

Keterangan :

1. Bak penyalur ke pompa 5. Penyetel katup

2. Bak penampung HS basah 6. Plat borders

3. Pintu pengeluaran ke bak penyalur 7. Saluran air penirisan

4. Lubang pengeluaran ke pompa

Fungsi : Menampung dan meniriskan biji kopi berkulit tanduk basah dari raung

washer sebelum dikeringkan dengan mason drier.

Spesifikasi : Bak terbuat dari beton dan dinding bagian dalam dilapisi porselin.

Bagian dasar bak dibuat miring ke tengah dan diatas dasar diberi plat borders

berdiameter 5 mm. Pada ujung bak menuju pompa HS basah terdapat bak

penyalur untuk mempermudah penyaluran biji ke pompa.

f. Pengeringan.

Tujuan pengeringan adalah untuk menurunkan kadar air biji kopi HS

basah dari 53 % menjadi kopi HS kering yang mempunyai kadar air 10 – 11%.

Alat yang dipergunakan adalah Mesin Pengering. Prinsip kerja dari alat ini adalah

perpindahan panas dari udara pengering yang dihembuskan oleh blower ke

permukaan biji kopi secara konveksi dan diteruskan dari permukaan ke dalam biji

kopi. Sejalan dengan itu, maka terjadi perpindahan massa air dari permukaan biji

kopi ke udara kemudian dilanjutkan dengan perpindahan air dari dalam biji ke

permukaan secara difusi.

Gambar Pompa HS Basah

Keterangan :

1. Pipa pemasukan biji kopi HS basah 6. As

2. Mur pengikat 7. Bantalan peluru

3. Kipas 8. Puli penggerak

4. Body pompa 10. Motor penggerak

5. Pipa pengeluaran HS basah

Fungsi : Memindahkan biji kopi berkulit tanduk basah dari bak penampungan

ke dalam mason drier.

Spesifikasi : 1 set impeller dengan tutup terbuat dari besi, penggerak

elektromotor, diameter roda penggerak 31 cm, 940 rpm.

Gambar Mason Drier

Keterangan :

1. Tungku api 9. Pintu pemasukan/pengeluaran biji kopi

2. Ruang panas udara 10. Katup

3. Pipa pemanas 11. Sudu-sudu pembalik

4. Saluran udara segar masuk 12. Tromol berlubang

5. Cerobong asap 13. Tiang penyangga

6. Blower 14. Plat besi berlubang

7. Bantalan metal 15. Motor penggerak

8. Gigi penggerak 16. Batu tahan api

Fungsi : Mengeringkan biji kopi berkulit tanduk basah dari kadar air 52-55 %

hingga mencapai kadar air 10-11 %

Spesifikasi : Setiap unit mason memiliki 1 set oven & heater tempat

pembakaran kayu. Mason drier berbentuk silinder dan dibagi menjadi 2 buah

tromol dengan dinding berlubang diameter 5 mm. 1 unit gear box untuk memutar

silinder dengan elektromotor ; 960 rpm, 7,5 HP. Kapasitas 9 ton biji HS basah/18

jam.

Menurut Hendrowidyatmoko ( 1991 ), proses pengeringan dibagi menjadi

dua periode, yaitu periode lembab dan periode higroskopis. Periode lembab

menunjukkan terjadinya penguapan air pada biji kopi dan juga terjadi penurunan

kadar air sekitar 30 %, sedangkan periode higroskopis terjadi difusi air dari dalam

biji kopi ke permukaan biji kopi. Periodisasi proses pengeringan menurut

Hendrowidyatmoko

Tabel Periodisasi Proses Pengeringan.

Periode Pengeringan Jam Lama (jam) Suhu (0C)

Periode Lembab 0 – 6 6 110 – 125

Periode Higroskopis 6 – 8

8 – 13

13 – 16

16 – 18/22

2

5

3

2 - 4

110 – 120

90 – 110

80 – 100

60 – 80

Sumber : Hendrowidyatmoko, 1991.

Diketahui bahwa proses pengeringan selama 5 jam pertama bertujuan

untuk menguapkan air yang terdapat di permukaan biji kopi atau mencapai

periode lembab, dan jam berikutnya bertujuan untuk mencapai periode

higroskopis. Proses pengeringan dihentikan bila kadar air biji kopi telah mencapai

10 – 11 %. Pengukuran kadar air dimulai pada jam ke 14 dengan menggunakan

cera tester.

g. Penyimpanan Sementara ( Tempering)

Tujuan penyimpanan sementara adalah untuk menurunkan dan

menyeragamkan suhu biji kopi HS kering yang masih rapuh sehingga tidak

mudah pecah pada saat digerbus.

Penyimpanan sementara dilakukan minimal selama 2 hari dan dapat pula

selama 3 – 4 bulan. Tempat penyimpanan kopi selama 2 hari berbeda dengan

tempat penyimpanan selama 3 – 4 bulan yang digunakan sebagai tempat

penimbunan hasil sampai kondisi pasar memungkinkan. Biji kopi kering yang

disimpan lama akan menjadi lembab sehingga kadar airnya meningkat, maka

perlu dilakukan perlakuan pengeringan sebelum digerbus untuk mengurangi kadar

airnya agar biji kopi tidak terlalu ulet pada saat digerbus.

Gambar Elevator

Keterangan :

1. Silinder/rol 7. Bantalan peluru

2. Aligator 8. Motor penggerak

3. Saluran biji HS kering dari bak 9. Body

4. Bucket 10. Bak penampung HS kering

5. Saluran pengeluaran 11. Katup pengeluaran

6. Silinder penggerak

Fungsi : Menaikkan biji kopi berkulit tanduk kering dari gudang penyimpanan

sementara ke tempat penampungan biji yang akan di gerbus

Spesifikasi : Elevator memiliki tinggi 7 m. Elevator memiliki 45 bucket.

Bagian bawah elevator terdapat bak penampungan kopi HS kering dengan dasar

miring. 2 buah silinder berdiameter 30 cm sebagai pemutar aligator. Penggerak

elektromotor, 1410 rpm, daya 2 HP.

h. Penggerbusan.

Penggerbusan yang menggunakan Huller ini bertujuan untuk mengupas

kulit tanduk dan kulit ari yang melekat pada biji kopi HS kering. Prinsip kerja dari

Huller ini adalah gesekan antar biji – biji kopi oleh perputaran silinder dan

tekanan dari ketiga pisau serta pisau statis sehingga kulit tanduk akan pecah dan

terkelupas dari keping biji kopi.

Biji kopi berkulit tanduk kering masuk ke Huller melalui corong

pemasukan yang terdapat pada bagian atas mesin tersebut, dan kemudian didorong

oleh perputaran pisau berbentuk S. Pisau berbentuk balok dan pisau statis yang

terdapat pada penutup silinder menggerbus biji kopi sehingga kulit tanduk pecah

dan terlepas dari keping biji. Kemudian biji kopi yang telah digerbus, didorong

keluar oleh pisau berbenruk segitiga melalui lubang pengeluaran dan dialirkan ke

dalam katador. Bagian sekam akan disedot keluar melalui pipa menuju tempat

penampungan. Biji kopi yang bercampur dengan sekam ditampung oleh bucket

katador dibawa ke atas blower.

Gambar. Huller

Keterangan :

1. Puli penghubung blower 9. Bantalan peluru

2. Body 10. Besi pengikat

3. Corong pemasukan 11. Pisau baja

4. Katup 12. Screen plat

5. Silinder pengupas 13. Pipa pengeluaran sekam

6. Baut penyetel pisau 14. Kipas

7. Pintu pengeluaran 15. Puli

8. Puli penggerak as 16. Van belt

Fungsi : Mengupas kulit tanduk dan kulit ari yang melekat pada biji kopi HS

kering.

Spesifikasi : Memiliki sebuah silinder yang terdapat 3 jenis pisau yaitu pisau S,

pisau balok dan pisau segitiga. 1 buah screen plat panjang 100 cm, lebar 31 cm,

diameter lubang 3 mm. Penggerak elektromotor ; 950 rpm, daya 15 HP.

i. Sortasi kering.

Sortasi kering merupakan pemisahan biji kopi kering setelah digerbus. Biji

kopi kering dipisahkan kering dari bahan lain seperti kulit ari, kulit tanduk, dan

kotoran lainnya berdasarkan ukuran dan nilai cacatnya. Ada 3 tahap sortasi kering

yang dikerjakan antara lain :

1). Sortasi mekanis dengan menggunakan katador.

Tujuan penggunaan katador dalam sortasi adalah untuk memisahkan biji

kopi dengan kulit tanduk, kulit ari, serta kulit gelondong yang terikut bersama biji.

Prinsip kerja dari sortasi menggunakan katador adalah pemisahan berdasarkan

berat yang dilakukan dengan bantuan hembusan udara oleh bowler. Dengan

adanya hembusan blower maka tiap komponen tersebut akan terlempar dengan

jarak yang berbeda ke tempatnya masing –masing. Tempat pengeluaran hasil

sortasi katador dibedakan menjadi 4 :

• Biji kopi utuh dan sebagian kecil buah glondong kering yang relatif lebih berat

tidak terlempar oleh hembusan blower melainkan langsung jatuh ke dalam

lubang pengeluaran 1 yang berada di dekat blower.

• Biji kopi pecah dan kulit tanduk ukuran besar yang relatif agak berat terlempar

pada lubang 2.

• Biji kopi meniran dan kulit tanduk ukuran kecil yang relatif lebih ringan akan

jatuh pada lubang yang ke 3.

• Kulit ari, dedak, debu serta pecahan kulit glondong ukuran kecil terlempar

paling jauh , masuk lubang 4.

Biji kopi yang keluar melalui lubang 1 dialirkan menuju ayakan goyang,

sementara kopi pecah dan kulitnya pada lubang 2, 3, 4 di tampung di dalam

karung.

Gambar Katador

Keterangan :

1. Saluran biji kopi dari Huller 7. Sirip blower

2. Bucket 8. Puli blower

3. Elevator 9. Sekat

4. Rantai penghubung 10. Saluran pengeluaran biji

5. Gear 11. Motor penggerak

6. Body

Fungsi : Memisahkan biji kopi hasil gerbusan dari sisa-sisa kulit tanduk dan kulit

ari yang masih terbawa dari huller

Spesifikasi : Blower penghembus udara berdiameter 45 cm. Elevator yang

memiliki 28 bucket yang berfungsi untuk menaikkan biji kopi dari Huller ke

bagian atas katador. 4 buah corong pengeluaran, 3 buah sekat yang terletak di

dalam mesin untuk menahan biji kopi dan kotoran berdasar berat jenisnya.

Penggerak elektromotor ; 1440 rpm, 5,5 HP.

2). Pengayakan.

Tujuan pengayakan adalah untuk memisahkan biji kopi berdasarkan perbedaan

ukurannya. Pengayakan dilakukan dengan menggunakan ayakan goyang yang

bergerak maju mundur yang disebabkan oleh poros engkol eksentrik yang

digerakkan oleh elektromotor. Hasil sortasi dengan ayakan dibedakan menjadi 4 :

• Biji ukuran besar ( L ) adalah biji yang tidak lolos ayakan 7,5 mm.

• Biji ukuran sedang ( M ) adalah biji kopi yang lolos ayakan 7,5 mm tetapi

tidak lolos ayakan 6,5 mm.

• Biji ukuran kecil ( S ) adalah biji kopi yang lolos melewati lubang ayakan 6,5

mm tetapi tidak lolos ayakan 5,5 mm.

• Biji ukuran sangat kecil ( SS = sub standard ) adalah biji kopi yang lolos

melewati lubang ayakan 5,5 mm.

Gambar Ayakan Goyang

Keterangan :

1. Corong pengeluaran grade L 8. Plat berlubang 6,5 mm

2. Corong pengeluaran grade M 9. Pintu kontrol

3. Corong pengeluaran grade S 10. Silinder eksentrik

4. Penyekat 11. Batang penghubung

5. Plat berlubang 7,5 mm 12. Hak ban

6. Plat penyalur dari katador ke ayakan 13. Motor penggerak

7. Plat ezyer 14. Tiang penyangga

Fungsi : Memisahkan biji kopi berdasarkan ukuran

Spesifikasi : Plat ayakan yang terdiri dari 3 tingkat, yaitu ; tingkat I plat

ayakan berdiameter 7,5 mm ; Tingkat II plat ayakan berdiameter 6,5 mm ; Tingkat

III plat besi polos. Penggerak elektromotor ; 1420 rpm, daya 3 HP. Poros engkol

penggerak maju mundur ayakan panjang 52 cm.

3). Sortasi manual.

Tujuan sortasi manual adalah untuk memisahkan biji yang telah diayak

berdasarkan cacat pada bijinya. Biji cacat dipisahkan dari biji normalnya. Sortasi

manual dilakukan secara berkelompok yang terdiri dari 4 orang dan 1 meja sortasi.

Tugas dari penyortir pertama adalah untuk memisahkan glondong dan

kotoran kemudian dimasukkan ke dalam kotak pertama, sedangkan tugas

sampingannya adalah memisahkan biji kopi hitam dan pecah ke kotak kedua.

Kopi yang sudah bersih dari cacat tersebut digeser ke sebelah kanan pada orang

kedua.

Tugas dari penyortir kedua adalah untuk memisahkan biji cacat terbakar,

biji muda, biji tutul dan biji berlubang lebih dari 1 kemudian dimasukkan ke

dalam kotak ketiga. Penyortir kedua melakukan koreksi bila ada biji cacat yang

lolos orang pertama, diambil dan dimasukkan ke dalam kotak 1 dan 2. Biji yang

bersih dari cacat digeser ke sebelah kanan pada orang yang ketiga.

Tugas dari penyortir yang ketiga adalah untuk memisahkan biji tutul

ringan, biji berkulit ari dan berlubang 1 kemudian masuk pada kotak 4. Selain itu,

tugas dari penyortir ketiga adalah untuk mengoreksi bila masih terdapat bila masih

ada biji berlubang lebih dari 1 kemudian dimasukkan ke dalam kotak 3.

Tugas dari penyortir keempat adalah mengoreksi bila masih ada cacat dan

dimasukkan ke dalam kotak 5. Hasil sortasi akhir dimasukkan ke dalam kotak

yang ada di sebelah kanan meja dimana biji tersebut merupakan biji mutu 1.

Gambar Meja Sortasi

Keterangan :

1. Pintu pengeluaran 5. Kotak IV

2. Kotak I 6. Kotak V

3. Kotak II 7. Pintu pengeluaran hasil sortasi, mutu I

4. Kotak III

Fungsi : Untuk menghamparkan dan memisahkan biji kopi yang di sortir menurut

jenisnya.

Spesifikasi : Meja sortasi dibuat dari papan kayu. Di atas meja terdapat lima

kotak tempat biji, yaitu kotak I untuk biji glondong dan kotoran; kotak II untuk

biji hitam dan biji pecah; kotak III untuk biji berlubang lebih dari satu, biji

terbakar biji tutul dan biji muda; kotak IV untuk biji tutul ringan, biji berkulit ari

dan berlubang satu; kotak V untuk kotoran maupun biji cacat yang masih terikut

dan belum terpisahkan oleh penyortir I,II dan III.

4.1.2. Pengolahan Cara Kering.

a. Pememaran

Pememaran dilakukan pada buah kopi yang berwarna hijau, sehingga

daging buah kopi menjadi rusak yang akan memperluas permukaan buah kopi

agar cepat kering. Pememaran dilakukan dengan kneuzer yang akan menggencet

buah kopi dengan silinder putar dan plat lengkung statis yang ada di bawahnya.

Buah kopi hijau harus dimemarkan dahulu sebelum dikeringkan, tetapi buah kopi

hitam / rambangan langsung dijemur setelah ditiriskan dari rak rambangan.

Gambar Kneuzer

Keterangan :

1. Corong pemasukan 5. Sabuk penghubung

2. Silinder 6. Roda penggerak

3. Pisau 7. Elektromotor

4. Pengeluaran

Fungsi : Mememarkan buah kopi gelondong hijau

Spesifikasi : Penggerak elektromotor ; 920 rpm, daya 3 HP

b. Pengeringan.

Pengeringan dilakukan di atas lantai pengeringan yang ada di halaman

pabrik dengan sinar matahari. Pengeringan dilakukan jam 07.00 – 14.00 dalam

sehari tergantung cuaca. Untuk mencapai kadar air yang diharapkan, pengeringan

dilakukan selama 7 – 15 hari bila cuaca tidak mendung / hujan.

c. Penyimpanan sementara.

Seperti pada pengolahan cara basah, penyimpanan sementara juga

dilakukan setelah buah kopi dikeringkan dengan tujuan untuk menyeragamkan

kadar air sehingga biji kopi yang tercampur dengan kulit buah tersebut tidak

pecah sewaktu digerbus.

d. Penggerbusan.

Tujuan penggerbusan adalah untuk memisahkan kulit tanduk, kulit ari dan

kulit buah yang masih melekat pada biji kopi. Biji kopi yang masih berkulit

tanduk dan kulit ari serta kopi glondong akan saling bergesekan akibat perputaran

silinder dan gesekan dengan pisau statis. Adanya gaya gesekan ini menyebabkan

terlepasnya kulit dari biji.

e. Sortasi kering.

Sortasi kering meliputi sortasi mekanis dengan katador dan pengayakan,

dan sortasi kering secara manual. Katador akan memisahkan biji kopi dengan

bgian lain berdasarkan berat, biji kopi utuh akan jatuh dekat dengan blower

menuju ayakan. Sedangkan bagian lain akan terlempar lebih jauh keluar melalui

corong ditampung dengan karung plastik. Pengayakan dilakukan juga dengan

menggunakan ayakan goyang dengan ukuran screen diameter 7,5 mm. Biji yang

tidak lolos ayakan diameter 7,5 mm merupakan biji kopi ukuran besar ( L ),

sedangkan biji yang lolos ayakan berdiameter 7,5 mm merupakan biji kopi yang

berukuran S.

Gambar Mesin pengupasan biji kopi kering

Gambar Mesin Sortasi Biji Kopi Kering

Gambar Mesin Sangrai Kopi

Gambar Mesin Pembubuk Kopi

4. Mesin dan Peralatan pada Pengolahan Pasca Panen Karet

Tahapan-tahapan pengolahan RSS adalah sebagai berikut :

a. Penerimaan latek

Latek hasil penyadapan yang berasal dari berbagai kebun yang berada

disekitar pabrik diangkut dengan tangki yang ditarik oleh truk. Sesampainya

dipabrik latek diterima dan dicampur didalam bak penerimaan. Latek

tersebut harus mengalami penyaringan untuk mencegah aliran latek yang

terlalu deras dan terbawanya lump atau kotoran lainnya ke dalam bak

penerimaan.

b. Pengenceran latek

Pengenceran latek atau memperlemah kadar karet adalah menurunkan kadar

karet yang terkandung dalam latek sampai diperoleh kadar karet bakunya.

Dalam pengenceran latek, jumlah air yang diperlukan harus sesuai dengan

keperluan sehingga diperoleh kadar karet baku untuk pembuatan sheet.

c. Pembekuan

Ukuran bak pembekuan yang digunakan dalam proses koagulasi bermacam-

macam, tergantung pada besarnya produksi dari masing-masing kebun.

Pabrik sheet milik perkebunan besar umunya menggunakan tangki

pembekuan dari aluminium atau besi yang tahan karat yang bersekat dengan

ukuran standar sebagai berikut :

- Panjang bak bagian dalam 300 cm

- Lebar bak bagian dalam 70 cm

- Tinggi bak bagian dalam 40 cm

- Jarak antar sekat 4 cm

d. Penggilingan

Koagulum yang telah membeku kemudian dilepas dari cetakannya dan

kemudian siap untuk dilakukan penggilingan. Mesin penggiling dilengkapi

dengan air pelincir yang terletak di atas gilingan masing-masing.

Penggilingan koagulum dilakukan dengan baterai sheet yang terdiri atas 4,5

atau 6 gilingan beroda dua yang berjalan secara otomatis. Untuk mesin

giling yang mempunyai gilingan sebanyak 4 buah biasanya dari gilingan 1

sampai gilingan 3 lembaran yang dihasilkan berupa lembaran yang halus

sedangkan pada gilingan yang terakhir digunakan gilingan yang berpola, hal

ini dimaksudkan untuk memperluas permukaan sehingga mempercepat

adanya proses pengeringan

e. Pengasapan dan Pengeringan

Lembaran sheet yang keluar dari mesin gilingan mengandung 30% air, yaitu

air yang melekat pada permukaan lembaran dan air yang terdapat diantara

butiran karet yang terdapat dalam lembaran itu sendiri. Untuk mendapatkan

lembaran yang sungguh-sungguh kering, air yang terdapat dalam lembaran

harus dikeluarkan. Disamping itu lembaran perlu diawetkan agar tahan

terhadap kerusakan karena gangguan jamur yang akan mengakibatkan

penurunan kualitas. Oleh karena itu dilakukanlah pengeringan. Untuk

pengeringan dan pengasapan digunakan rumah asap. Bentuk rumah asap

bermacam-macam dari yang sederhana dan berkapasitas rendah sampai yang

modern dan berkapasitas tinggi.

Rumah pengasapan dibagi menjadi 2 yaitu :

- Rumah pengasapan sederhana

Merupakan rumah pengasapan dan pengeringan sederhana berbentuk

bangunan kecil saja, berdinding bilik, dan beratap genting. Pada umumnya

rumah ini dilengkapi dengan ventilasi yang berguna untuk mengatur

peredaran udara dengan baik.

- Rumah Pengasapan Modern

Rumah pengasapan modern terdiri dari banyak kamar, beratap genting.

Tiap kamar terdiri atas dua ruangan, ruang atas disebut dengan stook

kamer yakni bagian dapur. Dalam ruangan ini dilakukan pengasapan

dengan kayu baka yang menghasilkan asap yang berfungsi untuk

mengasapi lembaran yang ada diatasnya.

f. Pengepakan

Peti pengepakan yang dipergunakan terbuat dari kayu dan sebelum

dibungkus lembaran sheet dilipat untuk memudahkan pengaturan dalam

peti pengepakan. Setelah itu dilakukan pengepresan. Pengepresan

dilakukan dengan dua cara yaitu :

1. Pada pabrik yang mempunyai kapasitas produksi yang rendah

digunakan alat press yang digerakkan dengan tangan.

2. Pada pabrik yang mempunyai kapasitas yang tinggi biasanya

digunakan mesin press hidraulik yang digerakkan dengan

electrometer. Setelah dipress kemudian bandela dibungkus kembali

dengan lembaran sheet yang telah ditaburi dengan campuran talk dan

perekat, baru kemudian diberi tanda/merk sesuai dengan peraturan.

Keterangan gambar :

1. Wadah Penerimaan latek

2. Wadah penyaringan latek

3. Wadah pengenceran latek

4. Wadah asam semut

5. Bak koagulasi

6. Penggilingan koagulum secara manual

7. Penggilingan dengan hand mangel pola licin

8. Penggilingan dengan hand mangel pola motif

9. Bak pencucian

10. Ruang pengeringan angin

11. Rumah asap

1 2

3

4

5

6 7 8

9 10 11

Gambar. Peralatan dan tata letak alat dalam suatu pabrik pengolahan RSS.

BAB VI

PEMELIHARAAN SERTA SANITASI MESIN DAN PERALATAN

HASIL PEMBELAJARAN

Setelah berhasil menyelesaikan bab ini ditunjang dengan menjawab dari beberapa

pertanyaan yang diajukan dosen dalam sesi tanya jawab secara lisan, dan

menyelesaikan tugas – tugas dan latihan secara tertulis, Saudara dapat memahami

dan menjalankan proses pemeliharaan dan sanitasi mesin dan peralatan

pengolahan hasil perkebunan

Kriteria Penilaian

Keberhasilan Saudara dalam menguasai bab ini adalah dapat diukur dengan

kriteria sebagai berikut :

1. Menjelaskan cara pemeliharaan dan sanitasi mesin dan peralatan pengolahan

hasil perkebunan

Sumber Pustaka

Agato, Kuswartini, DUM Susilo, 2005. Buku Ajar Mesin dan Peralatan, DIPA.

Polnep. Pontianak.

Darsam, dkk, Petunjuk Praktek Alat dan Mesin Pengolahan Hasil Pertanian 3, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, Jakarta. 1981

Kamarijani, Perencanaan Unit Pengolahan, Handout Fakultas Teknologi

Pertanian Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. 1983 Kartika, Bambang, Tata Letak Peralatan dalam Pabrik dan Penanganan Bahan,

Bahan Ajaran. PAU Pangan dan Gizi Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. 1992

Kuswartini, Laporan Kerja Praktek PT. Indocement Tunggal Prakarsa-Bogasari

Flour Mills Division Jakarta, Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. 1996

Pearson, Haris S, Mesin dan Peralatan Usaha Tani, Edisi VI, Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. 1990

Suyitno, dkk, Petunjuk Laboratorium Rekaya Pangan, PAU Pangan dan Gizi

Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. 1989

Pendahuluan

A. Pemeliharaan Mesin dan Peralatan

Pemeliharaan mesin dan peralatan (maintenance) adalah suatu cara

yang lebih baik, efisien dan ekonomis dari pada menunggu mesin dan

peralatan tersebut rusak dan harus diperbaiki.

Tujuan dari pemeliharaan mesin dan peralatan adalah :

1. Membuat mesin dan peralatan selalu dalam keadaan siap pakai

2. Menghemat biaya exploitasi

3. Mendeteksi kerusakan yang akan terjadi

4. Mengoptimalkan umur mesin dan peralatan

Struktur organisasi dalam suatu pabrikasi juga terdapat departemen

yang khusus menangani pemeliharaan pabrik. Gambar dari struktur

organisasi tersebut dapat dilihat di bawah ini :

Struktur Organisasi

Kepala Teknisi

Teknisi Pabrik

Departemen Departemen Bengkel Mesin Pemeliharaan Pabrik

Gambar Struktur Organisasi Pabrikasi

Pemeliharaan yang baik adalah mencegah kerusakan. Biaya

pemeliharaan tertinggi bukan biaya reparasi, tetapi biaya “berhenti untuk

reparasi” menyebabkan berhentinya produksi, akibatnya : mesin dan

peralatan juga karyawan menganggur, produksi hilang dan pada akhirnya

pesanan tertunda.

Biaya pemeliharaan preventif adalah biaya-biaya yang timbul dari

kegiatan pemeriksaan dan penyesuaian mesin dan peralatan, penggantian

atau perbaikan komponen-komponen dan kehilangan waktu produksi yang

diakibatkan oleh kegiatan-kegiatan tersebut.

Biaya pemeliharaan korektif adalah biaya-biaya yang timbul bila

mesin dan peralatan rusak atau tidak dapat beroperasi yang meliputi

kehilangan waktu produksi, biaya pelaksanaan pemeliharaan atau pun biaya

penggantian mesin dan peralatan.

Kebijaksanaan dan Alternatif Pemeliharaan

Alternatif Pemeliharaan Mereparasi, memperbaiki atau

mengganti Kebijaksanaan-Kebijaksanaan Pemeliharaan Pada akhir

n jam operasi

Pada periode waktu

persiapan

Setelah kerusakan

Memeriksa, mengukur kebutuhan reparasi,

perbaikan/penggantian

Pemeliharaan Perbaikan (Remedial)

X

Pemeliharaan

Preventif

X

X

Pemeliharaan

Kondisional

X

Salah satu maksud utama kegiatan pemeliharaan adalah untuk

memelihara rehabilitas sistem pengoperasian pada tingkat yang dapat

diterima dan tetap memaksimumkan laba atau meminimumkan biaya.

Ada dua kategori kebijaksanaan dalam pemeliharaan mesin dan

peralatan, antara lain :

1. Kebijaksanaan-kebijaksanaan yang cenderung untuk mengurangi

frekuensi kerusakan-kerusakan.

a. Pemeliharaan preventif termasuk pemeliharaan kondisional

b. Simplikasi operasi

c. Penggantian awal

d. Perancangan reliabilitas ke dalam komponen-komponen sistem

e. Instruksi yang tepat kepada para operator

2. Kebijaksanaan-kebijaksanaan yang cenderung untuk mengurangi akibat

kerusakan-kerusakan.

a. Percepatan pelaksanaan reparasi dengan demikian harus

meningkatkan jumlah tenaga reparasi

b. Mempermudah tugas reparasi dalam mendesign mesin dan peralatan

c. Penyediaan keluaran alternatif selama waktu reparasi adanya mesin

dan peralatan cadangan.

B. Sanitasi Mesin dan Peralatan

Sanitasi adalah pengendalian yang terencana terhadap lingkungan

produksi, bahan-bahan baku, mesin dan peralatan serta pekerja untuk

mencegah pencemaran pada hasil olah, kerusakan hasil olah, mencegah

terlanggarnya nilai estetika konsumen, serta mengusahakan lingkungan kerja

yang bersih dan sehat.

Mesin dan peralatan yang dimaksud adalah alat dalam pabrik yang

dipakai dalam memperlakukan bahan olah, meliputi alat-alat pemindah

bahan, alat-alat tempat bahan mengalami perubahan penyesuaian serta

perlengkapan mengendali proses, seperti penggiling, pengering, pencampur,

pemanas dan lain-lain.

Mesin dan peralatan pengolahan yang memenuhi persyaratan sanitasi

adalah mesin dan peralatan yang konstruksinya sedemikian rupa sehingga

mudah dibersihkan dan dibuat dari bahan-bahan yang mudah dibersihkan

dan tidak berpengaruh negatif terhadap produk serta tahan terhadap bahan

dan bahan pembersih

BAB VII

PENJADWALAN MESIN

HASIL PEMBELAJARAN

Setelah berhasil menyelesaikan bab ini ditunjang dengan menjawab dari beberapa

pertanyaan yang diajukan dosen dalam sesi tanya jawab secara lisan, dan

menyelesaikan tugas – tugas dan latihan secara tertulis, Saudara dapat memahami

penjadwalan mesin dan peralatan pengolahan hasil perkebunan

Kriteria Penilaian

Keberhasilan Saudara dalam menguasai bab ini adalah dapat diukur dengan

kriteria sebagai berikut :

1. Menjelaskan cara penjadwalan mesin dan peralatan pengolahan hasil

perkebunan

Sumber Pustaka

Agato, Kuswartini, DUM Susilo, 2005. Buku Ajar Mesin dan Peralatan, DIPA.

Polnep. Pontianak.

Ahyari, Agus, Manajemen Produksi Perencanaan Sistem Produksi, Buku 2 Edisi 4 BPFE. Yogyakarta. 1986

Biegel, E.John, Pengendalian Produksi Suatu Pendekatan Kuantitatif, Akademika

Pressindo. Jakarta. 1992 Herjanto, Eddy, Manajemen Produksi dan Operasi, PT. Gramedia Widiasarana

Indonesia, Jakarta. 1997 Kamarijani, Perencanaan Unit Pengolahan, Handout Fakultas Teknologi

Pertanian Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. 1983

Long, Chang Yih, Quantitative System Version 3.0, Georgia Institute of Technology, Prentice-Hall International, Inc, New Jersey, USA.1995

Pearson, Haris S, Mesin dan Peralatan Usaha Tani, Edisi VI, Gadjah Mada

University Press. Yogyakarta. 1990 Pendahuluan

Penjadwalan (scheduling) merupakan salah satu kegiatan penting dalam

suatu perusahaan industri untuk mengalokasikan tenaga operator, mesin dan

peralatan produksi, urutan proses, jenis produk, dan sebagainya.

Tujuan dari penjadwalan mesin adalah untuk meminimalkan waktu proses,

waktu tunggu langganan dan tingkat persediaan serta penggunaan yang efisien

dari fasilitas, personel, mesin dan peralatan.

Dampak positif dengan adanya penjadwalan mesin adalah rendahnya biaya

operasi, waktu pengiriman yang dapat meningkatkan kepuasan pelanggan.

Pemilihan teknik penjadwalan tergantung dari pengendalian yang

diperlukan selama proses, contoh : perlunya pengendalian terhadap waktu kosong

dari mesin yang biaya operasinya tinggi. Dikenal dua buah teknik penjadwalan,

antara lain :

A. Teknik Penjadwalan Maju (Forward Scheduling)

Teknik penjadwalan ini dimulai dari pekerjaan seawal mungkin sehingga

pekerjaan biasanya selesai sebelum batas waktu yang dijanjikan (due date).

Ciri-ciri dari teknik penjawdalan ini antara lain :

1. Terjadinya akumulasi persediaan sampai pekerjaan tersebut diperlukan

pada mesin berikutnya

2. Mengasumsikan pengadaan material dan operasi dimulai segera setelah

pesanan diterima.

3. Dilakukan secara berurutan dari awal hingga seluruh kegiatan operasi

selesai

4. Banyak digunakan dalam perusahaan dimana operasi dibuat berdasarkan

pesanan dan pengiriman segera setelah pekerjaan selesai.

B. Teknik Penjadwalan Mundur (Backward Scheduling)

Teknik penjadwalan ini berlawanan dengan penjadwalan maju, kegiatan

operasi yang terakhir dijadwalkan lebih dulu yang selanjutnya secara berturut-

turut ditentukan jadwal untuk kegiatan sebelumnya satu per satu secara

mundur. Ciri-ciri dari teknik penjawdalan ini antara lain :

1. Meminimalkan persediaan

2. Perlu perencanaan dan estimasi waktu tenggang yang akurat

3. Tidak terjadi break down selama proses

4. Tidak terjadi perubahan due date yang lebih cepat

Untuk menggambarkan perbedaan dari dua teknik penjadwalan di atas

dapat di lihat contoh berikut ini :

Misalnya suatu perusahaan mendapat dua pesanan pekerjaan A dan B yang

keduanya diproses dengan menggunakan fasilitas mesin yang sama. Perusahaan

ini menggunakan aturan-aturan First Come First Serve (FCFS) sehingga

pekerjaan A yang datang lebih dulu mendapat prioritas untuk diselesaikan lebih

dulu. Kedua pekerjaan dijadwalkan harus selesai dalam waktu 10 hari. Saat ini

tidak ada pekerjaan yang dikerjakan sehingga semua fasilitas dapat digunakan

untuk mengerjakan pekerjaan A dan B. Tabel berikut menunjukkan urutan proses

yang diperlukan untuk mengerjakan pekerjaan A dan B, serta waktu proses yang

diperlukan pada tiap mesin.

A B Urutan Proses Mesin Waktu

Proses Mesin Waktu

Proses 1 2 3

1 2 3

2 3 1

1 3 2

3 1 2

Penjadwalan maju dan penjadwalan mundur dari kedua pekerjaan tersebut dapat

digambarkan :

A. Penjadwalan Maju

Hari ke 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mesin 1 Mesin 2 Mesin 3

Arah Penjadwalan

B. Penjadwalan Mundur

Hari ke 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mesin 1 Mesin 2 Mesin 3

Arah Penjadwalan

Keterangan Tabel :

Pekerjaan A Pekerjaan B

Dalam kegiatan Jobbing Shop Production semua produk dibuat melalui

dua pusat kerja yang berbeda dan mesin yang berbeda pula.

Tujuannya untuk mengatur urutan pekerjaan yang dapat meminimalkan total

waktu penyelesaian seluruh pekerjaan. Metode yang banyak digunakan untuk

meminimalkan waktu proses atau waktu kosong (idle time) adalah Kaidah

Johnson (Johnson’s Rule)

Prosedur Kaidah Johnson :

1. Susun daftar pekerjaan beserta waktu prosesnya untuk setiap pusat kerja

2. Pilih pekerjaan dengan waktu terpendek, jika pekerjaan tersebut berada pada

pusat pertama, urutkan pekerjaan tersebut diawal, namun jika waktu terpendek

berada pada pusat kedua, urutkan pekerjaan diakhir

3. Lakukan pengurutan lebih lanjut pada pekerjaan lainnya sampai selesai

Contoh Soal :

Suatu Perusahaan Makanan Kaleng “TPHP FOOD” mendapat pesanan untuk

membuat produk Kaleng enam jenis Buah. Proses pembuatan produk dimulai dari

Pusat I yang pekerjaannya mengolah bahan baku menjadi produk jadi, dan

selanjutnya proses pengemasan dan labeling pada Pusat II. Data waktu proses

untuk masing-masing produk Kaleng Buah adalah sebagai berikut:

Waktu Proses (jam) Jenis Produk Pusat I Pusat II A B C D E F

5 4 14 2 8 11

5 3 9 6 11 12

Dengan menggunakan Kaidah Johnson maka penyelesaian pengurutan pekerjaan

di atas dapat dilakukan serta banyaknya idle time juga dapat ditentukan.

Untuk situasi dimana pekerjaan menggunakan tiga pusat kerja yang sama,

masalah menjadwalkannya menjadi lebih kompleks. Kaidah Johnson masih bisa

diterapkan bila memenuhi kondisi sebagai berikut :

1. Waktu proses yang terpendek pada Pusat I harus lebih lama dari waktu proses

terpanjang di Pusat II

2. Waktu proses yang terpendek pada Pusat III harus lebih lama dari waktu

proses terpanjang di Pusat II.

Contoh Soal :

Terdapat tiga pekerjaan D.E.F yang akan diproses melalui tiga Pusat kerja yang

sama.

Waktu Proses (jam) Pekerjaan Pusat I Pusat II Pusat III D E F

8 12 7

4 6 5

7 10 9

Ujilah apakah memenuhi dengan Kaidah Johnson ? kemudian buat urutan proses

pekerjaannya.

Dalam pembuatan produk ganda, dimana terdapat kemungkinan beberapa

mesin dapat melakukan pekerjaan yang sama, akan terjadi masalah-masalah

pengerjaan pesanan ke mesin-mesin. Sasarannya adalah untuk menurunkan Total

Biaya. Untuk perhitungan dapat digunakan suatu metode yang sederhana yang

disebut Metode Indikator.

Langkah pertama untuk menentukan jumlah jam yang diperlukan dalam

mengerjakan suatu pesanan yang telah diberikan pada suatu mesin. Langkah

kedua adalah membuat beberapa ukuran dari efisiensi setiap mesin yang

mengolah setiap pesanan ini dengan indikator. Mesin dengan kecepatan produksi

yang paling tinggi untuk suatu pesanan diberikan indikator 1 (satu).