rancang bangun mesin konveyor pengering jagung

7/24/2019 Rancang Bangun Mesin Konveyor Pengering Jagung

1/17

RANCANG BANGUN

MESIN PENGERING JAHE MERAH SISTEM KONVEYOR

KAPASITAS 35 KG/PROSES

LAPORAN TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Dalam Menyelesaikan

Program Pendidikan Diploma 3

KONSENTRASI PERAWATAN DAN PERBAIKAN

PROGRAM STUDI TEKNIK MEKANIK

Oleh :

ARBOTOMO M. RAFAEL MARBUN

NIM: 1105011012

JURUSAN TEKNIK MESIN

POLITEKNIK NEGERI MEDAN

MEDAN

2014


2/17


3/17

vi

ABSTRACT

Design of Red Ginger Drying Machine Conveyor System with Capacity 35Kg/ Process

Agricultural processing requires good handling so that the quality can be

kept. One of the agricultural products that are susceptible to physiology damage is

ginger. The damage of ginger is caused by the high water content around 85%,

whereas in order to penetrate the market it must meet requirements including its

water content should be about 10-15%. The only way to get a qualified dry ginger

is through the drying process. Drying can be done naturally and artificial

(mechanical spring). Naturally drying process required to preserve red ginger has

some shortcomings, namely a long time, requires a large area, and less hygienic.

To overcome this problem, the authors designed and made of red gingerdrying machine with conveyor systems. This dryer can reduce the water content

from 45% to 15%. This machine uses a Hp motor and a maximum temperature

of 1000

C produced. In the drying process, the hot air generated by finned heater

air that exhaled by the blower (fan) opposite to the movement of ginger, then the

output is dried red ginger.

From the experiments were carried out, it can be concluded that the overall

machine can work effectively as the machine can achieve the capacity and water

content that authors wanted.

Keywords : drying, red ginger, water content, conveyor, finned heater


4/17

vii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas

rahmad dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas

Akhir ini dengan baik dan tepat pada waktunya.

Laporan Tugas Akhir ini yang berjudul RANCANG BANGUN MESIN

PENGERING JAHE MERAH SISTEM KONVEYOR KAPASITAS 35 KG/

PROSES ini disusun untuk menyelesaikan Pendidikan Diploma 3, JurusanTeknik Mesin Program Studi Teknik Mekanik Politeknik Negeri Medan.

Dalam penulisan Laporan Tugas Akhir ini, penulis telah banyak menerima

bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun secara

tidak langsung, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. M. Syahruddin, S.T., M.T., sebagai Direktur Politeknik Negeri Medan;

2. Idham Kamil, S.T., M.T., sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik

Negeri Medan;

3. Joni Indra, S.T., M.T., sebagai Kepala Program Studi Teknik Mekanik

Politeknik Negeri Medan;

4. Melvin E. Simanjuntak, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah

banyak membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini;

5. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan;

6. Staf Administrasi Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan;

7. Kedua orangtua penulis M. Marbun dan T. br Tampubolon yang selalu

menjadi motivasi dan memberi dukungan baik moril doa dan materi;

8. Rekan-rekan satu team yang tergabung dalam tim tugas akhir yakni :

Chanro, Maripul, Harun, dan Shakti;

9. Teman-teman di Jurusan Teknik Mesin angkatan 2011 Politeknik Negeri

Medan.

Penulis menyadari kemungkinan terdapat kekurangan dan ketidak

sempurnaan laporan tugas akhir ini. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan


5/17

viii

kritikan dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak agar menjadi

masukan untuk kebaikan dikemudian hari.

Akhir kata, semoga laporan tugas akhir ini dapat memberi manfaat bagi kita

semua.

Medan, 25 Agustus 2014

Penulis,

Arbotomo M. Rafael Marbun

NIM : 1105011012


6/17

ix

DAFTAR ISI

SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ................................................ ii

LEMBAR PERSETUJUAN` ...................................................... iii

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................ iv

INTISARI ..................................................................................... v

ABSTRACT ................................................................................. vi

KATA PENGANTAR ................................................................. vii

DAFTAR ISI ................................................................................ ix

DAFTAR GAMBAR ................................................................... xv

DAFTAR TABEL........................................................................ xvi

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................ 1

A.Latar Belakang ................................................................................. 1

B.Rumusan Masalah ............................................................................ 2

C.Tujuan .............................................................................................. 2

D.Manfaat ............................................................................................ 3

E.Teknik Pengumpulan Data ............................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI ..................................................... 4

A. Sejarah Tanaman Jahe Merah ......................................................... 4

1. Kadar Air Jahe Merah ............................................................... 6

2. Kegunaan Tanaman Jahe Merah ............................................... 6

3. Pengolahan Jahe........................................................................ 6

4. Standart Mutu Jahe ................................................................... 7

B. Pengeringan .................................................................................... 8

1.

Pengeringan dengan Cara Alami .............................................. 8


7/17

x

2. Pengeringan dengan Pengering Buatan .................................... 10

C. Proses Pengeringan ......................................................................... 10

D. Laju Pengeringan ............................................................................ 14

1. Periode Laju Konstan (Constant Rate Periode) ........................ 15

2. Periode Laju Menurun (Falling Rate Periode).......................... 15

E. Perhitungan Performansi Teknis Pengeringan................................ 16

1. Kadar Air .................................................................................. 16

2. Kebutuhan Energi Pengeringan ................................................ 19

a. Energi untuk mengeringkan jahe merah (Qjahe) ................. 19

b. Energi untuk menguapkan air jahe merah (Qair) ................ 19

c. Energi yang hilang dari dinding penutup ruang

pengering (Qdinding) ............................................................. 19

d. Total energi yang dibutuhkan untuk mengeringkan

jahe per siklus (QTotal) ........................................................ 20

3. Laju Pengeringan ...................................................................... 20

4.

Efisiensi Sistem ........................................................................ 21

F. Perhitungan Performansi Teknis Elemen Mesin ............................ 21

1. Perhitungan Kecepatan Konveyor ............................................ 21

2. Perhitungan Putaran Poros Idler Konveyor .............................. 22

3. Perhitungan Rasio pada Gear Box ............................................ 22

4. Perhitungan Kapasitas Angkut Belt Konveyor ......................... 22

5. Perhitungan Daya Motor........................................................... 23

a.

Perhitungan daya untuk menggerakkan belt konveyor ....... 23b. Daya rencana motor ........................................................... 23

6. Perhitungan Tegangan pada Belt Konveyor ............................. 23

a. Perhitungan Tegangan Sisi Kencang dan

Tegangan Sisi Kendur......................................................... 23

b. Perhitungan Tegangan Maksimal ....................................... 24

7. Perhitungan Diameter Poros Idler Konveyor ........................... 24

8. Bantalan .................................................................................... 25


8/17

xi

a. Perhitungan Beban Ekuivalen ............................................ 25

b. Perhitungan Umur Nominal ................................................ 26

BAB III PEMBAHASAN ........................................................... 27

A. Desain Konstruksi Mesin ................................................................ 27

B. Komponen Utama Mesin ................................................................ 27

1. Rangka Mesin ........................................................................... 27

2. Belt Konveyor ........................................................................... 28

3. Motor Listrik ............................................................................. 29

4. Roller (Pully Idler) .................................................................... 29

5. Poros Pully Idler ....................................................................... 30

6. Bantalan .................................................................................... 30

7. Frame Penutup .......................................................................... 30

8. Kopling ..................................................................................... 31

9. Gear Box (Speed Reducer) ....................................................... 31

10.Sensor Suhu .............................................................................. 32

11.Finned Heater............................................................................ 32

C. Prinsip Kerja Mesin ........................................................................ 33

D. Prosedur Pengolahan Data .............................................................. 33

1. Perhitungan Teknis Proses Pengeringan ................................... 33

a. Perhitungan Kadar Air ........................................................ 33

1) Massa air mula- mula ................................................... 33

2) Massa air yang diuapkan .............................................. 34

3)

Massa jahe kering ......................................................... 34

4) Massa air akhir .............................................................. 34

5) Kadar air akhir .............................................................. 34

b. Kebutuhan Energi Pengeringan .......................................... 34

1) Total Energi Pengeringan ............................................. 34

2) Energi pengeringan jahe ............................................... 35

3) Energi penguapan air jahe ............................................ 35


9/17


10/17

xiii

h. Bantalan .............................................................................. 50

1) Perhitungan beban bantalan .......................................... 50

2) Perhitungan umur bantalan ........................................... 50

BAB IV ANALISA BIAYA ........................................................ 52

A. Daftar Biaya .................................................................................... 53

1. Biaya Material .......................................................................... 53

2. Biaya Alat ................................................................................. 55

3. Biaya Jasa ................................................................................. 54

4. Biaya Listrik ............................................................................. 54

5. Biaya Pengerjaan Mikrokontroller ........................................... 55

6. Total Biaya Pembuatan Mesin .................................................. 55

7. Harga Jual Mesin ...................................................................... 55

B. Analisa Titik Impas (Break Event Point)........................................ 56

BAB V PERAWATAN DAN PERBAIKAN ............................ 59

A. Perawatan dan Perbaikan ................................................................ 59

1. Preventive Maintenance............................................................ 59

2. Predictive Maintenance ............................................................ 59

B. Perawatan dan Perbaikan Komponen Utama Mesin ...................... 60

1. Perawatan pada Bantalan .......................................................... 60

2. Perawatan pada Poros ............................................................... 60

3. Perawatan pada Belt Konveyor ................................................ 60

4. Perawatan pada Kopling Flens ................................................. 60

5. Perawatan pada Gear Box ......................................................... 61

6. Perawatan pada Motor Listrik .................................................. 61


11/17

xiv

BAB VI SIMPULAN DAN SARAN .......................................... 62

A.

Simpulan ......................................................................................... 62B. Saran ............................................................................................... 62

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


12/17

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Rimpang Jahe Merah .................................................................... 5

Gambar 2. Pengeringan di bawah sinar matahari langsung ........................... 9

Gambar 3. Proses Pengeringan pada Diagram Psikometrik........................... 11

Gambar 4. Kurva laju pengeringan ................................................................ 14

Gambar 5. Desain Konstruksi Mesin Pengering Jahe Merah

Sistem Konveyor ......................................................................... 27

Gambar 6. Rangka Mesin ............................................................................... 28

Gambar 7. Belt Konveyor .............................................................................. 28

Gambar 8. Motor Listrik ................................................................................ 29

Gambar 9. Roller (Pully Idler) ....................................................................... 29

Gambar 10. Poros Pully Idler ......................................................................... 30

Gambar 11. Bantalan Gelinding 6206 ............................................................ 30

Gambar 12. Frame Penutup............................................................................ 31

Gambar 13. Kopling Flens ............................................................................. 31

Gambar 14. Gear Box .................................................................................... 32

Gambar 15. Finned Heater ............................................................................. 32

Gambar 16. Grafik Psikrometrik untuk proses pemanasan dan

penguapan adiabatic .................................................................... 39

Gambar 17. Diagram gaya reaksi tumpuan .................................................... 47


13/17

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Komposisi kimia dan zat gizi jahe merah setiap 100 gram.............. 7

Tabel 2. Persyaratan Khusus Jahe .................................................................. 8

Tabel 3. Data Laboratorium Hasil Percobaan ................................................ 53

Tabel 4. Biaya Material .................................................................................. 54

Tabel 5. Biaya Alat ........................................................................................ 55

Tabel 6. Biaya Jasa ......................................................................................... 56

Tabel 7. Biaya Listrik ..................................................................................... 56


14/17

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Faktor-faktor Koreksi Daya yang Akan ditransmisikan (fc)

Lampiran 2. Ukuran Pasak

Lampiran 3. Faktor faktor V, X, Y, dan X0 dan Y0 Bantalan

Lampiran 4. Tabel bantalan Gelinding

Lampiran 5. Konduktivitas Termal Berbagai bahan

Lampiran 6. Kalor Jenis Bahan

Lampiran 7. Berat Belt Standart, W1

Lampiran 8. Faktor Konversi


15/17

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Jahe menempati posisi yang sangat penting dalam perekonomian masyarakat

Indonesia, karena peranannya dalam berbagai aspek kegunaan. Jahe termasuk

komoditas yang sudah ada sejak ribuan tahun digunakan sebagai bagian dari

ramuan rempah-rempah yang diperdagangkan secara luas di dunia. Walaupuntidak terlalu mencolok, penggunaan komoditas jahe berkembang dari waktu ke

waktu, baik jumlah, jenis, kegunaan maupun nilai ekonominya.

Jahe merah memiliki karakteristik ukuran rimpang yang kecil, berwarna

merah jingga, berserat kasar, beraroma serta berasa tajam (pedas). Dipanen setelah

tua dan memiliki minyak atsiri yang sama dengan jahe kecil sehingga jahe merah

pada umumnya dimanfaatkan sebagai bahan baku obat-obatan.

Jahe merah dapat diolah dalam berbagai bentuk produk olahan, salah satunya

adalah jahe kering. Produk jahe kering ini sangat populer di pasaran karena jahe

kering sifatnya awet dan tidak cepat busuk walaupun disimpan dalam waktu yang

lama.

Alasan yang mendukung proses pengeringan dapat menghambat

pertumbuhan mikroorganisme adalah untuk mempertahankan mutu produk

terhadap perubahan fisik dan kimiawi yang ditentukan oleh perubahan kadar air,

mengurangi biaya penyimpanan, pengemasan dan transportasi, untuk

mempersiapkan produk kering yang akan dilakukan pada tahap berikutnya,

menghilangkan kadar air yang ditambahkan akibat selama proses sebelumnya,

memperpanjang umur simpan dan memperbaiki kegagalan produk.

Proses pengeringan yang dilakukan oleh petani selama ini masih sederhana

yaitu dengan metode penjemuran langsung dibawah sinar matahari. Metode ini

kurang efektif karena akan membutuhkan waktu pengeringan yang relatif lama

yaitu 5 8 hari, proses pengeringan tergantung cuaca, membutuhkan area yang

luas, mudah terkontaminasi, serta suhu dan kelembaban udara tidak dapat


16/17

2

dikontrol. Mempertimbangkan kekurangefektifan metode tersebut, maka perlu

dicari metode yang dapat menggantikan, namun masih memiliki fungsi sama yaitu

sebagai pengering yang dapat menurunan kandungan air dalam jahe merah

menjadi sekitar 15 %.

Menyikapi masalah tersebut, penulis mencoba merancang mesin pengering

jahe merah dengan kondisi temperatur udara maksimum 700C dan kecepatan

udara maksimum 2 m/s, sehingga diharapkan proses pengeringan dapat

berlangsung lebih cepat dengan keseragaman kandungan air di semua bagian jahe

lebih merata.

B. Rumusan Masalah

Dalam hal perencanaan mesin pengering jahe merah ini penulis membatasi

ruang lingkup pembahasan dan disesuaikan dengan permasalahan yang timbul

secara garis besar, antara lain:

1. Bagaimana prinsip kerja dan komponen-komponen utama mesin

pengering jahe ?

2. Bagaimana menghitung performansi teknis yang menunjang mesin

pengering ?

3. Bagaimana proses pembuatan dan menghitung biaya untuk membuat

mesin pengering jahe ?

4. Bagaimana cara pengoperasian dan perawatan mesin pengering jahe ?

C. Tujuan

1. Untuk mempercepat proses pengeringan jahe dan memperoleh hasil yang

lebih baik dibandingkan metode pengeringan alami;

2. Untuk merancang mesin pengering jahe yang nantinya dapat digunakan

masyarakat, khususnya para petani dan pengusaha jahe;


17/17

3

3. Untuk mengetahui prinsip kerja dan komponen-komponen utama mesin

pengering jahe;

4. Untuk mengetahui cara mengoperasikan dan merawat mesin pengering

jahe.

D. Manfaat

Hasil kegiatan rancang bangun ini diharapkan dapat bermanfaat bagi :

1. Pelaku industri pangan untuk memanfaatkan peluang usaha dengan efisien

dan higienis serta mengembangkan jahe merah sebagai produk olahan yang

bersaing;

2. Mahasiswa politeknik yang akan menyusun tugas akhir dengan judul yang

hampir sama untuk dijadikan bahan perbandingan;

3. Semua orang yang membaca Tugas Akhir ini dapat untuk menambah

wawasan tentang rancang bangun mesin pengering jahe.

E. Teknik Pengumpulan Data

Dalam penulisan laporan tugas akhir ini dibutuhkan data yang benar dan

akurat, agar kelayakan laporan tugas akhir ini dapat dipertanggungjawabkan.

Adapun teknik pengumpulan data yang dilakukan penulis dalam menyusun

tugas akhir adalah :

1. Melakukan diskusi dengan dosen yang pembimbing maupun pihak-pihak

yang dapat membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini yang

memahami dan mengerti tentang perancangan alat tersebut;

2. Melakukan studi literatur dengan mencari buku buku yang ada di

perpustakaan kampus Politeknik Negeri Medan maupun sumber lain dari

luar yang berkaitan dengan perancangan mesin tersebut;

3. Melakukan diskusi dengan teman sekelompok;

4. Pengambilan data melalui internet.

rancang bangun mesin konveyor pengering jagung

Documents