perancangan mekanisme mesin
TRANSCRIPT
PERANCANGAN MEKANISME MESIN
PENGEMAS PRODUK BUBUK KOPI SACHET
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan
Program Sarjana Teknik (S1)
Oleh :
Edy Siswanto
201410120311129
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2018
iv
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIK
Jurusan : Teknik Mesin, Teknik Sipil, Teknik Elektro,
Teknik Industri, D3 Elektronika, Teknik Informatika
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 pes 128.
Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI
Nama : EDY SISWANTO
No. Induk : 201410120311129
Judul : PERANCANGAN MEKANISME MESIN
PENGEMAS PRODUK BUBUK KOPI SACHET
Pembimbing I : Ir. Eko Hariyadi, MT
No Kegiatan Caatan Asistensi Paraf
1 Judul TA dan
BAB I
Persetujuan Judul TA
lengkapi
2 BAB II lengkapi
3 BAB III
Hayati dan Hitung kapasitas jumlah
kemasan permenit
4 BAB IV Buat Kesimpulan dan Makalah Seminar
5 BAB V Susun Power Point untuk Seminar
Malang 27 Oktober 2018
Mengetahui :
Ketua Jurusan Teknik Mesin Dosen Pembimbing I
(Murjito, ST, MT) (Ir. Eko Hariyadi, MT)
v
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIK
Jurusan : Teknik Mesin, Teknik Sipil, Teknik Elektro,
Teknik Industri, D3 Elektronika, Teknik Informatika
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 pes 128.
Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI
Nama : EDY SISWANTO
No. Induk : 201410120311129
Judul : PERANCANGAN MEKANISME MESIN
PENGEMAS PRODUK BUBUK KOPI SACHET
Pembimbing I : Ir. Achmad Fauzan HS, MT
No Kegiatan Caatan Asistensi Paraf
1
Judul TA
dan
BAB I
Perbaiki latar belakang, mencari masalaha nyata,
kemanfaatan harusnya naratif
Perbaiki redaksi kalimat
2 BAB II
Selalu beri penjelasan pada tiap bmekanisme
perancangan yang digunakan/dipilih
Lengkapi dengan mesin-mesin yang sudah ada
3 BAB III
Perancangan menggunakan metode phal and beitz
Lengkapi dengan hak paten tiap mekanisme dan
keseluruhan beserta jenis FFS mesin vertikal lainnya
4 BAB IV Diperbaiki dengan penomoran sehingga tertelusuri
Lengkapi
5 BAB V
Lengkapi dengan gambar secara umum dan hitung
berat mesin
Selesaikan seluruh gambar desain mesin
Malang 27 Oktober 2018
Mengetahui :
Ketua Jurusan Teknik Mesin Dosen Pembimbing II
(Murjito, ST, MT) (Ir. Achmad Fauzan HS, MT)
vi
SURAT PERNYATAAN
KEASLIAN TULISAN
Yang bertanda tangan di bawah ini
Nama : Edy Siswanto
NIM : 201410120311129
Jurusan : Teknik Mesin
Fakultas : Teknik
: Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa:
1. Tugas Akhir dengan judul:
Perancangan Mekanisme Mesin Pengemas Produk Bubuk Kopi Sachet
adalah hasil karya saya, dan dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat
karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar
akademik di suatu Perguruan Tinggi, dan tidak terdapat karya atau pendapat
yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian ataupun
keseluruhan, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan
disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka.
2. Apabila ternyata di dalam naskah tugas akhir ini dapat dibuktikan terdapat
unsur-unsur PLAGIASI, saya bersedia TUGAS AKHIR ini
DIGUGURKAN dan GELAR AKADEMIK YANG TELAH SAYA
PEROLEH DIBATALKAN, serta diproses sesuai dengan ketentuan hukum
yang berlaku.
3. Tugas akhir ini dapat dijadikan sumber pustaka yang merupakan HAK
BEBAS ROYALTI NON EKSKLUSIF.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk dipergunakan
sebagaimana mestinya.
Koordinator
Plagiasi
Koordinator
Naskah Publikasi
Malang, 26 Oktober 2018
Yang Menyatakan
M. Irkham Mamungkas, ST., MT Ary Dwiastuti, S. Pd Edy Siswanto
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan
nikmat, rahmat dan karunia yang telah diberikan, juga sholawat dan salam penulis
tujukan kepada Nabi Besar Muhammad SAW sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul “erancangan Mekanisme Mesin Pengemas
Produk Bubuk Kopi Sachet”
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang secara
langsung atau tidak langsung membantu menyelesaikan skripsi ini dengan baik :
1. Bapak Dr. Ahman Mubin, ST., MT. selaku Dekan Fakultas Teknik
2. Bapak Murjito, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Mesin
3. Ibu Iis Siti Aisyah, ST, MT, PhD selaku Sekretaris Jurusan Mesin
4. Bapak Ir. Eko Hariyadi, MT. selaku dosen pembimbing pertama yang
banyak meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan, masukan,
dan arahan yang membangun bagi penulis.
5. Bapak Ir. Achmad Fauzan, HS, MT. selaku dosen pembimbing kedua
yang banyak meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan,
masukan, dan arahan yang membangun bagi penulis.
6. Ibu Ary Dwiastuti, S. Pd. yang telah membantu dalam pembuatan naskah
publikasi, serta keluarga yang telah memberikan dukungan dan nasehat
yang sangat berarti sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.
7. Teman – teman seperjuangan yang membantu atas kelancaran
perancangan yang saya lakukan.
8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu yang telah
membantu penulis selama ini.
Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari kesempurnaan, Oleh
sebab itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun guna
penyusunan karya ilmiah yang lebih baik lagi.
Malang, Agustus 2018
Edy Siswanto
x
DAFTAR ISI
COVER ……………………………………………….………………………..…i
POSTER ………………………………………………………...……………..…ii
LEMBAR PENGESAHAN ………………………………………….……..…...iii
LEMBAR ASISTENSI DOSEN PEMBIMBING 1 ……...……………………iv
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN …………………….….…...vi
ABSTRAKSI BAHASA INDONESIA ……………………………………..….vii
ABSTRAKSI BAHASA INGGRIS …………………………………………...viii
KATA PENGANTAR ………………………………………..…………………ix
DAFTAR ISI ……………………………………...…………………….……......x
DAFTAR TABEL ………………………………………………...………...….xiv
DAFTAR GAMBAR ………………………………………………..……….....xv
BAB I PENDAHULUAN ……………………………………...…………………1
1.1 Latar Belakang ………………………………………............................1
1.2 Rumusan Masalah ……………………………………..……………….2
1.3 Tujuan Penulisan …………………………………………….…………2
1.4 Manfaat Penulisan ………………………..………………….................2
1.5 Batasan Masalah …………………………………..…………………....4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ……………………………………....................5
2.1 Pengertian Pengemasan ………………………………….......................5
2.2 Fungsi Pengemasan ………………………………………….…………5
2.2.1 Peran Kemasan Pada Bahan Makanan …………………………5
2.2.2 Informasi Dan Perlindungan Konsumen Pada Kemasan ……….6
2.3 Prosedur Dan Teknologi Pengemasan Pada Plastik Film ……………...6
2.3.1 Mesin Overpackaging ……………………………………..........7
2.3.2 Mesin Pengantong Form Fill Seal ………………………………9
2.3.3 Jenis Jenis Kantong Kemasan Yang Diproduksi Dengan Mesin
FFS ……………………………………………………………12
2.3.4 Weigherfiller (Timbangan Penggisi) Pada FFS Machine ..........13
2.4 Plastik ..............................................................................................................17
xi
2.5 Jenis – Jenis Mekanisme Mesin Pengemas Ffs Vertikal Yang Sudah ada
………………………………………………………………………...20
2.5.1 Uncontinuous Packaging Machine ……………………………20
2.5.2 Continuous Packaging Machine ……………………................20
BAB III METODE PERANCANGAN ………………………………...............21
3.1 Prosedur Perancangan ………………………………………………...21
3.1.1 Diagram Alur Perancangan (Flow Chart) ……………………..21
3.1.2 Penjelasan Setiap Fase Perancangan Mesin Pengemas ………..23
3.2 Perencanaan Mekanisme Mesin Pengemas …………………………...24
3.2.1 Perencanaan Mekanisme Pembentukan Plastik, Pengisian Produk
Dan Penyegelan………………………………………………..24
3.2.2 Perencanaan Weigher Filler ………………………...................27
3.2.3 Perencanaan Roller Friction ………………………..................29
3.2.4 Perencanaan Sealer Horizontal ………………………………..29
3.2.5 Perbandingan Putaran Antara Poros Penyegel, Roller Dan
Timbangan ……………………………………………………31
3.3 Desain Awal Perancangan …………………………….........................32
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN …………………………....33
4.1 Komponen-Komponen Yang Akan Ditentukan Dan Dihitung ………33
4.2 Penentuan Dimensi Kantong Kemasan ……………………………....34
4.3 Penentuan Dimensi Pada Roller Friction …………………………......35
4.3.1 Penentuan Dimensi Pada Roller Friction ……….......................35
4.3.2 Menentukan Ukuran Poros Untuk Roller …………..................36
4.4 Penentuan Dimensi Sealer Pada Bagian Horizontal Kemasan …….......38
4.4.1 Penentuan Dimensi Pada Sealer ………………………………39
4.4.2 Menentukan Ukuran Poros Untuk Sealer ……………...............39
4.5 Pentuan Dimensi Volumetrik Filler Weigher …………………..……42
4.5.1 Penentuan Dimensi Volume Mangkok ……………………......42
4.5.2 Penentuan Dimensi Volume Dan Tebal Corong ……………...43
4.6 Penentuan Dimensi Film Bag Former (Pembentuk Kantong Plastik)
……………............………………………………………………….45
xii
4.7 Waktu Yang Dibutuhkan Produk Untuk Jatuh Dari Weigher Ke Atas
Sealer ……………………………………………………...……...…46
4.8 Menghitung Torsi, Usaha Dan Daya Pada Tiap Komponen Dan
Keseluruhan …………………………………………………….…...48
4.8.1 Menghitung Torsi, Usaha Dan Daya Untuk Menggerakkan
Weigher Filler ……….............................................................48
4.8.2 Menghitung Torsi, Usaha Dan Daya Untuk Menggerakkan
Roller Friction ……………………………….......…………..49
4.8.3 Menghitung Torsi, Usaha Dan Daya Untuk Menggerakka
Sealer…………………...……………………………………50
4.9 Peraturan Suhu Pemanas ……………………………….……………51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN …………………………..….................52
5.1 Kesimpulan ………………………………………………….…..................52
5.1.1 Kapasitas Mesin Pengemas ………………………………….52
5.1.2 Mekanisme Mesin Pengemas …………………..…................52
5.2 Saran ……………………………………….………….….………....53
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………..……….........54
LAMPIRAN …………………………………………………………………….55
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pinsip “Pushing Upward” langkah 1 dan 2 ………………………….7
Gambar 2.2 Operasi prinsip “Pushing Upward dan downward” …………………7
Gambar 2.3 Prinsip “Pushing downard”…………………………………….….…8
Gambar 2.4 Proses Operasi Prinsip “Pushing Through”………………………….8
Gambar 2.5 Proses Prinsip “Pushing in”……………………………………….…9
Gambar 2.6 Pushing in dengan memutar penutup 1 dan 2 ……………………….9
Gambar 2.7 Mesin FFS vertikal (mengggunakan flat film reel) ……………….…10
Gambar 2.8 Mesin FFS Horizonal (mengggunakan flat film reel) .………………10
Gambar 2.9 Mesin FFS vertikal (mengggunakan reel of film folded lenghtwise)
…………...……………………………………..………………..…11
Gambar 2.10 Mesin FFS vertikal (mengggunakan two flat reels) ………………11
Gambar 2.11 Mesin FFS (menggunakan tubular film) ………………………….12
Gambar 2.12 Pillow Pouch ”fin seal” ……………………………………...........13
Gambar 2.13 Pillow Pouch ”lap seal” …………………………………………...13
Gambar 2.14 Three Weld Pouches ……………………………………................14
Gambar 2.15 Auger filler ………………………………………………………..15
Gambar 2.16 Volumetric Filler ………………………………………………….15
Gambar 2.17 multiplehead weigher ……………………………………………..16
Gambar 2.18 Uncontinuous Packaging Machine ……………………………….20
Gambar 2.19 Continuous Packaging Machine ………………………………….20
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Menurut Pahl And Beitz ……………...22
Gambar 3.2 FFS packaging machine ……………………………………………24
Gambar 3.3 Vertical packaging Machine ……………………………………….25
Gambar 3.4 Continuous packaging machine by single sealer curve o ………….25
Gambar 3.5 Continuous packaging machine by double sealer curve o …………26
Gambar 3.6 Perencanaan Mekanisme Pembentukan Plastik, Pengisian Produk...27
Gambar 3.7 Volumetric filler ……………………………………………………27
Gambar 3.8 Augher Filler …………………………………………….………....28
Gambar 3.9 Perencanaan mekanisme weigher filler …………………………….28
Gambar 3.10 Perencanaan mekanisme roller friction dalam menarik plastik …..29
xiv
Gambar 3.11 sealer Curve D …………………………………............................29
Gambar 3.12 Sealer single and double Curve O ………………………………...30
Gambar 3.13 Perencanaan mekanisme penyegelan oleh sealer …………………30
Gambar 3.14 Perencanaan Proses Pembentukan,Pengisian dan Penyegelan ……31
Gambar 3.15 Desain awal perancangan mesin pengemas bubuk kopi ………….32
Gambar 4.1. Perencanaan Awal mesin Pengemas bubuk kopi sachet …………..33
Gambar 4.2. Perencanaan Dimensi Kantong Kemasan …………………............34
Gambar 4.3. Komponen-komponen pada roller friction ………………………...35
Gambar 4.4. Perencanaan Diameter Roller Friction …………………………….35
Gambar 4.5. Dimensi Roller Friction ……………………………………………36
Gambar 4.6. Posisi poros pada Roller Friction ………………………………….36
Gambar 4.7. Fenomena penarikan plastic ……………………………………….37
Gambar 4.8. komponen – komponen pada sealer ……………………………….38
Gambar 4.9. Perencanaan Tebal sealer pada bagian horizontal kemasan ……….39
Gambar 4.10 Dimensi sealer Horizontal ………………………………………...39
Gambar 4.11 Posisi poros pada sealer …………………………………………...40
Gambar 4.12 Komponen – komponen pada weigher filler ……………………...42
Gambar 4.13 Perencanaan Volumetric filler …………………………………….43
Gambar 4.14. Perencanaan volume tangki ………………………………............43
Gambar 4.15 gaya pada tangki …………………………………………..…........44
Gambar 4.16 Perencanaan dimensi pipa bawah pada bag former ……………….45
Gambar 4.17 Perencanaan dimensi pipa bagian bawah pada bag former ……….46
Gambar 4.18 Perencanaan dimensi pipa bagian atas pada bag former ………….46
Gambar 4.19 Fenomena jatuhnya produk ………………………...........………..46
Gambar 4.20 Fenomena lamanya sealer menyegel plastic ……………………...51
Gambar 5.1 Hasil Rancangan Mesin Pengemas ………………………...............53
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Perbandingan putaran antara poros sealer,dan weigher beserta waktu
dan jumlah bungkusan ………………….…………………………….32
xv
54
DAFTAR PUSTAKA
Bureau, G. MultonJ.-L. 1996. Food Packaging Technology Volume 1. New York:
VCH Publisher, Inc.
Bureau, G. MultonJ.-L. 1996. Food Packaging Technology Volume 2. New York:
VCH Publisher, Inc.
Hooper J.H. 1999. Confectionary Packaging equipment. Gaithersburg: Aspen
Publisher, Inc.
Irmawan. 2013. Analisa Daya Mesin Packaging. Fakultas Teknik. Universitas
Wijaya Putra Surabaya: Surabaya.
Sato, G.Takeshi dan Hartanto, N.Sugiarto.2013.Menggambar Mesin Menurut
Standar ISO.Jakarta Timur: PT Balai Pustaka(Persero).
Sularso dan Suga, Kiyokatsu. 1987.Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen
Mesin.Bandung: Pradnya Paramita.