RANCANGAN ALAT PEMARUT KELAPA MENGGUNAKAN PENGGERAK MANUAL
DENGAN MEMPERTIMBANGAN EFISIENSI WAKTU DAN ANTROPOMETRI
RANCANGAN ALAT PEMARUT KELAPA MENGGUNAKAN PENGGERAK
MANUAL DENGAN MEMPERTIMBANGAN EFISIENSI WAKTU DAN
ANTROPOMETRI
Aliah Rahman, 2Ahmad A.
Latuponu, 3Kimin Kimin, 4Agung K.
Henaulu, 5Awia Conang
1, 2, 3, 5
Program Studi Teknik Mesin.
Fakultas Teknik.
Universitas Darussalam Ambon Program Studi Teknik Industri.
Fakultas Teknik.
Universitas Darussalam Ambon iarahman73@gmail.
com, 2ahmadlatupono66@gmail.
com, 3kimin@unidar.
id , 4agung@unidar.
awiaconang@gmail.
INFO ARTIKEL
Diterima : 10 Desember 2020 Direvisi : 29 April 2021 Disetujui : 24 Juni 2021 Kata Kunci :
Antropometri.
Efisiensi.
Pemarut Kelapa.
Penggerak Manual.
ABSTRAK
Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis rancangan pemarut kelapa dengan sistem manual yang akan digunakan petani kelapa di dusun Air Pepaya Negeri Haruru Maluku Tengah yang daerahnya belum teraliri listrik dan terisolir.
Proses produksi minyak kelapa di daerah pedesaan masih dilakukan dengan cara tradisional, yaitu diparut kemudian diperas, berikutnya proses itu masih dilakukan dengan alat dan cara yang relatif masih lambat dan tidak efisien.
Pemilihan ini tentunya didasarkan karena ketersediaan alat dan menghindarkan penggunaan motor bensin yang dirasa cukup mahal dalam biaya Proses produksi alat pemarut kelapa dilakukan tanpa melapas batok dengan menggunakan penggerak manual, sehingga waktu dan tenaga yang dibutuhkan manusia lebih singkat, selain itu pada alat ini juga dikombinasikan dengan alat pemeras santan dengan sistem ulir tekan dengan hasil perasan yang lebih baik dari sisi kapasitas dan Hasil penelitian menunjukkan pada putaran poros yang digerakkan n5 = 5,233 rad/s atau 0,83 kali putaran, akan menghasilkan putaran pada pisau parut sebesar 114 rad/s atau = 18,143 kali putaran dengan kecepatan potong 0,358 m/s atau memiliki perbandingan putaran yang terjadi antara putaran pada poros penggerak dengan putaran pada poros pisau parut adalah i = 21,785, sehingga daya atau energi yang dikeluarkan manusia jauh lebih kecil dan efisien dalam melakukan kegiatan proses produksi.
Dengan tinggi sadel hingga pengayuh adalah 70 cm da lebar 35 cm.
PENDAHULUAN
Kelapa dikenal sebagai tanaman yang serbaguna karena seluruh bagian tanaman ini bermanfaat bagi kehidupan manusia serta mempunyai nilai ekonomis yang cukup tinggi.
Salah satu bagian yang terpenting dari tanaman kelapa adalah buah kelapa.
Berdasarkan data yang diperoleh dari BPS Kabupaten Maluku Tengah menyebutkan Produksi Perkebunan Kelapa Untuk Tahun 2019 : 13.
184 ton dan untuk tahun 2020 : 19.
892 ton dari luas Lahan yang sudah digunakan .
21,418 Ha.
Seiring dengan perkembangan ilmu dan teknologi menuntut manusia agar dapat bekerja cepat dengan hasil yang lebih optimal serta keselamatan kerja yang terjamin .
, .
, .
, .
Disamping itu pemilihan teknologi yang digunakan haruslah bernilai ekonomis, efektif dan efisien.
Bila dilihat proses pengolahan kelapa salah satunya pengolahan minyak kelapa di daerah pedesaan masih dilakukan dengan cara tradisional .
, .
, .
, yaitu dengan diparut kemudian diperas, yang kedua proses itu masih dilakukan dengan alat dan cara yang relatif masih lambat dan tidak efisien.
Pemilihan ini tentunya didasarkan untuk menghindarkan penggunaan motor bensin atau motor listrik yang dirasa cukup mahal dalam biaya operasionalnya .
Dari luas lahan dan produksi kelapa yang disebutkan di atas menunjukkan adanya ketidakseimbangan antara bahan baku dengan alat pengolah kelapa yang digunakan oleh masyarakat, khususnya petani kelapa.
Artinya bahan baku yang tersedia tidak mampu untuk diolah dengan alat dan cara yang ada pada masyarakat.
Inilah yang ISSN: 1979-889X .
ISSN: 2549-9041 .
http://w.
menyebabkan banyak petani kelapa beralih pada pengolahan kelapa kopra dikarenakan ketidaktersediaan alat yang lebih efisien dalam mengolah kelapa menjadi salah satu produk olahan kelapa yakni minyak kelapa .
irgin coconut oi.
Virgin coconut oil (VCO) telah diolah dengan berbagai Ada dengan cara yang lebih modern dan cara yang masih tradisional.
Perolehan VCO dengan cara tradisional menggunakan perlatan yang maksimal biasanya memiliki nilai jual yang cukup tinggi, karena bisa digunakan sebagai obat .
Apalagi bila ditunjang dengan proses pemanasan dengan suhu tertentu dan proses pengeringan dalam jangka waktu tertentu pula, maka akan menghasilkan VCO yang berkualitas .
Pada beberapa penelitian memuat tentang rancangan alat pemarut namun menggunakan alat bantu motor penggerak, yakni menggunakan mesin penggerak motor listrik dengan daya 100 watt .
, dan penelitianya memliki dimensi berbeda dengan 2 fungsi yakni sebagai mesin pemarut dan juga pemeras.
Sedangkan pada penelitian ini lebih menekankan pada rancangan alat bantu secara manual dengan mempertimbangkan antropometri.
Tujuan dari penelitian ini adalah merancangan alat pemarut kelapa yang lebih ergonomis.
II.
METODE PENELITIAN
Tipe Penelitian Penelitian ini merupakan aplikasi dan penerapan ilmu dan teknologi tepat guna, sekaligus merupakan salah Barometer.
Volume 6 No.
Juli 2021, 352-359 satu pemecahan terhadap masalah krisis energi, yakni dengan pemanfaatan tenaga manusia dengan sistem penggerak manual pada perancangan alat yang dibuat.
Jenis Data Observasi, yaitu pengamatan langsung pada objek yang akan diteliti dengan cara melihat potensi kelapa yang ada di tempat tinggal penulis dan kemudian menjadi dasar dalam mendisain dan membuat alat.
Studi Kepustakaan, menggunakan literatur yang berhubungan dengan perancangan alat.
Pelaksanaan penelitian ini dimulai dengan studi literatur dan lapangan, tujuannya menemukan informasi dari referensi utama dan pendukung yang sesuai dengan informasi lapangan.
Berikutnya melakukan persiapan pengadaan alat dan bahan pendukung rancangan penelitian.
Pengukuran awal pada antropometri manusia .
asyarakat Dusun Air Pepay.
, kemudian dilanjutkan dengan proses rancangan alat yang terdiri dari pengukuran, pemotongan, dilanjutkan dengan tahapan uji coba hasil Dan terakhir adalah proses pengamatan .
nalisis hasil rancanga.
, jika ditemukan terdapat ketidaksesuaian, maka rancangan ditinjau kembali.
Waktu dan Lokasi Penelitian Waktu Penelitian dilaksanakan selama 2 bulan.
Dan Penelitian ini dilaksanakan di Dusun Air Papaya Negeri Haruru Kecamatan Amahai Kabupaten Maluku Tengah.
Flow Chart Penelitian i.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari alat pengukuran sepeda statis pada Tabel I, dimana akan diperoleh daya manusia adalah rata-rata daya .
alam satuan KW) dibagi daya manusia.
Sehingga diperoleh hasil 422,6331/1000/0,746 KW = 0,567 HP, dan putaran pada poros penggerak 50 rpm.
Adapun diagram .
low char.
dari penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1.
TABEL I
DATA PENDUKUNG MENGGUNAKAN SEPEDA STATIS
Jarak .
Kecepatan .
Kerja (J) Daya (J/.
7,476 409,6774 7,532 411,5756 7,224 407,0513 7,065 400,6410 7,840 430,8682
7,812
429,0323
8,260
459,5469
8,036
453,3762
7,420
401,9293
7,628
422,6331
Rata2342,222 Sumber : Data Lapangan Desain Alat Dalam penelitian ini, peneliti akan mendesain alat pemarut kelapa sesuai Gambar 3.
Gambar 2 Sistem transmisi daya alat pemarut Gambar 1 Flow chart penelitian ISSN: 1979-889X .
ISSN: 2549-9041 .
http://w.
Komponen-komponen yang digunakan dalam mendesain alat sesuai Gambar 2, dimana komponen tersebut yang meliputi :
RANCANGAN ALAT PEMARUT KELAPA MENGGUNAKAN PENGGERAK MANUAL
DENGAN MEMPERTIMBANGAN EFISIENSI WAKTU DAN ANTROPOMETRI
5,233 ycycaycc/yc = 5,233 ycu 57.
Poros penggerak Roda gigi penggerak Rantai Roda gigi yang digerakkan Poros yang digerakkan Roda besar Sabuk (V-belt ) Puli Poros pada puli Puli penghubung Poros puli penghubung Roda gigi kerucut lurus vertikal Roda gigi kerucut lurus horisontal Poros penghubung pisau parut Pisau parut 5,233 ycycaycc/yc = 299,97! Dengan demikian putaran aktual yang terjadi diperoleh 299,97! ycEycycycaycycaycu = ycu 1/yc Putaran = 0,83 x/s Artinya kecepatan putar dalam 1 sekon yang diperlukan untuk memutar pedal penggerak alat tidak mencapai satu putaran penuh yaitu hanya 299,970 per sekonnya atau 0,83 kali putaran per sekonnya.
Sehingga :
Gaya tekan yang diperlukan pada pedal diperoleh persamaan berikut .
2An R = P_m/F_t a.
Dimana :
Ft = Gaya tekan (N) Pm = Daya manusia .
= 0,567 hp = 0,423 Kw = 423 Watt n1 = Putaran pada poros penggerak .
= 50 rpm = 1 rev/min .
= 0.
1047 rad/s = 5,235 rad/s R = Jari-jari .
= 0,15 m 2yuU5,235 ycycaycc/yc .
0,15 yco = Gambar 3 alat tampak samping kiri yayc = Dari rangkaian alat diperlukan perhitunganperhitungan yang berkaitan dengan hasil rancangan.
Berikut ini adalah persamaan-persamaan dalam perhitungan dan analisis pada bagian engkol/ pedal, roda gigi, roda besar .
, puli, roda gigi pisau parut, dan Perhitungan Analisis pada Engkol/Pedal Gaya puntir pada pedal Putaran aktual yang terjadi pada poros pedal, yaitu sebagai berikut :
1 ycycaycc = = 57,3! 2yuU yuU Dimana .
putaran pedal yang diperoleh dari pengukuran alat pada sepeda statis yaitu 50 rpm atau sebesar 5,235 rad/s.
Maka .
1 ycycaycc = = 57,3! 2yuU yuU 5,233 ycycaycc/yc = A A .
! ?
ISSN: 1979-889X .
ISSN: 2549-9041 .
http://w.
423 ycA yco/yc yayc 423 ycA yco/yc 2yuU 5,235 ycycaycc/yc .
0,15 yco 423 ycA yco/yc 4,932 yco ycycaycc/yc 1Ft = 85,766 N Momen Puntir pada poros pedal Momen puntir, diperoleh dengan persamaan berikut .
Mt = Ft x R Dimana :
= Momen Puntir (N.
= Gaya Tekan (N) = 85,766 N = Jari-jari, jarak pedal ke poros .
= 0,15 m Sehingga :
Dapat diperoleh nilai Mt adalah = 85,766 N x 0,15 m = 12,865 N.
Barometer.
Volume 6 No.
Juli 2021, 352-359 Jadi, momen puntir yang terjadi pada poros pedal oleh adanya gerak putar lengan pedal adalah sebesar :
12,865 N.
ya& = 0,064 m R4 = 0,032 m ycu" = 13,654 rad/s Perhitungan Analisis pada roda gigi Roda gigi penggerak diameter 0,167 m, dan Roda gigi yang digerakkan dengan diameter 0,064 m.
Putaran pada poros yang digerakkan Maka akan diperoleh dengan menggunakan persamaan di bawah ini .
n 2 D2 = n5 D4 a.
Dimana :
= Putaran pedal = Diameter roda penggerak = Putaran poros yang digerakkan = Diameter roda gigi yang digerakkan Sehingga :
ycO!" = 2 yuU .
ycI$ Sehingga dapat diperoleh .
5,235 rad/s .
0,167 m = n5 .
0,064 m 0,874 m rad/s = n5 .
0,064 m !,$%& ( )* /ycu" = !,!.
& (
ycO!" = 2 .
3,14 .
13,654 ycycaycc/yc ycu 0,032 yco ycO!" = 85,790 ycycaycc/yc ycu 0,032 yco ycO!" = 2,745 yco ycycaycc/yc Dengan demikian, kecepatan keliling yang terjadi pada roda gigi penggerak dengan roda gigi yang adalah sama, yaitu : 2,745 m rad/s.
= 50 rpm = 0,167 cm = A.
Perhitungan = 0,064 cm Analisis pada Roda Besar/Pelak.
Puli, roda gigi poros pisau parut ycu" = 13,654 rad/s Dari hasil analisis diperoleh putaran poros roda yang digerakkan adalah sebesar 13,654 rad/s.
Sehingga :
ycO!% = 2 yuU .
ycI& Perbandingan putaran, diperoleh dengan menggunakan persamaan berikut .
ycO!% = 2 .
3,14 .
13,654 ycycaycc/yc ycu 0,2055 yco ycO!" = 85,790 ycycaycc/yc ycu 0,2055 yco ycO!% = 17,623 yco ycycaycc/yc Dimana :
= Perbandingan putaran = Putaran pada poros penggerak = Putaran pada poros yang digerakkan Untuk menghitung putaran pada puli n9, menggunakan persamaan .
n 5 D6 = n9 D8 a.
Dimana :
= Putaran poros yang digerakkan = Diameter roda besar yang digerakkan = Putaran poros yang digerakkan = Diameter puli yang digerakkan Sehingga diperoleh nilai sebagai berikut :
13,654 rad/s 5,235 rad/s = 2,608 Kecepatan keliling gigi roda penggerak Kecepatan putar/keliling roda penggerak sama dengan kecepatan sudut yang terjadi pada roda penggerak dialikan jari-jari, dengan menggunakan persamaan berikut .
ycO)9 = yuiycI)9 Dimana :
yui = 2 yuU .
ya: = 0,167 m R2=0,0835 m ycu: = 5,235 rad/s Kecepatan keliling pada roda besar Vrb ycO).
= yuiycI).
Dimana :
yui = 2 yuU .
ycu" ya.
= 0,411 m R5 = 0,2055 m ycu" = 13,656 rad/s Sehingga :
13,656 rad/s.
0,411 m = n9 .
0,08 m 5,613 rad/s .
m = n9 .
0,08 m a.
Sehingga :
ycO!" = 2 yuU .
ycI# ycO!" = 2 .
3,14 .
5,235 ycycaycc/yc ycu 0,0835 yco ycO!" = 32,8799 ycycaycc/yc ycu 0,0835 yco ycO!" = 2,746 yco ycycaycc/yc Kecepatan keliling roda gigi yang digerakkan Sama halnya dengan perhitungan pada point c.
atas, maka dapat diperoleh .
Dimana :
yui = 2 yuU .
ycu" ISSN: 1979-889X .
ISSN: 2549-9041 .
http://w.
$,&'( * ,/.
ycu# ycu# = 70,163 rad/s 1,12 0 Perbandingan putaran yang terjadi pada poros roda besar n5 dengan poros pada puli n9, adalah sebagai berikut :
Dimana :
= Perbandingan putaran n5 = Putaran pada poros penggerak N9 = Putaran pada poros yang digerakkan Sehingga :
9:,.
<= >?@/A
=,<B< >?@/A
= 5,138
Dikerenakan besar diameter poros dan puli D8
adalah sama dengan besar poros dan puli D10, maka transmsi putaran yang terjadi antara RANCANGAN ALAT PEMARUT KELAPA MENGGUNAKAN PENGGERAK MANUAL
DENGAN MEMPERTIMBANGAN EFISIENSI WAKTU DAN ANTROPOMETRI
keduanya adalah tetap/sama, yaitu = 70,163 rad/s.
Sehingga diperoleh hubungan persamaan :
n9 = n11 .
Karena : D8 = D11 ycO>?@?A9 = Sehingga :
n8 D9 = n14 D13
!44
Dimana :
= Perbandingan putaran n11 = Putaran pada poros puli penghubung n14 = Putaran pada poros pada pisau parut 70,163 rad/s .
0,065 m = n14 .
0,04 m 4,560 rad/s .
m = n14 .
0,04 m &,".
! )* /- .
ycu<& = !,!& ( Sehingga :
<<& )* /i = %!,<.
D EFG/H
= 1,625
ycu<& = 114 rad/s 1 ycycaycc = = 57,3! 2yuU yuU Dimana .
putaran pedal yang diperoleh dari pengukuran alat pada sepeda statis yaitu sebesar 114 rad/s.
Maka .
1 ycycaycc = = 57,3! 2yuU yuU 5,233 ycycaycc/yc = A A .
! ?
5,233 ycycaycc/yc = 114 ycu 57.
5,233 ycycaycc/yc = 6532,2! Dengan demikian putaran aktual yang terjadi x 1/sekon ycEycycycaycycaycu = 18,143 ycu/ycyceycoycuycu ycEycycycaycycaycu = Nilai ini mengandung maksud bahwa kecepatan putar dalam 1 sekon yang diperlukan untuk memutar poros pisau parut disini mencapai 6532,20 per sekonnya atau 18,143 kali putaran per Kecepatan potong pisau parut Dengan menggunakan persamaan berikut, maka kecepatan potong diperoleh .
ISSN: 1979-889X .
ISSN: 2549-9041 .
http://w.
co/y.
Perbandingan putaran yang terjadi pada poros puli penghubung n11 dengan putaran poros pada pisau parut n14, adalah sebagai berikut .
= 45
Sehingga dengan menggunakan persamaan di atas dapat diuraikan putaran aktual yang terjadi pada poros pisau parut, yaitu sebagai berikut :
Dimana :
D = Diameter pisau parut = 0,06 m n = Putaran poros pisau parut = 114 rad/s yuU .
0,06 yco .
114 ycycaycc/yc ycO>?@?A9 = :<,&%$ = 0,358 m/s Untuk menghitung putaran pada poros pisau parut dengan menggunakan persamaan berikut .
n11 D12 = n14 D13 a.
Dimana :
n11 = Putaran poros puli yang digerakkan = 70,163 rad/s D12 = Diameter roda gigi kerucut lurus vertikal pada poros puli yang digerakkan = 0,065 m n14 = Putaran poros pisau parut = A.
D13 = Diameter roda gigi kerucut lurus Horizontal pada poros pisau parut = 0,04 m Sehingga dengan demikian dengan transmisi yang ada menunjukkan kenaikan putaran, yaitu dimulai dari poros pedal 5,233 rad/s atau 0,83 kali putaran penuh, ditransmisikan melalui rantai, roda gigi, roda besar, v-belt, puli, roda gigi kerucut lurus dan sampai pada poros pisau parut menghasilkan putaran sebesar 114 rad/s.
Maka, perbandingan putaran yang terjadi pada poros pedal n1 dengan putaran poros pada pisau parut n14, adalah sebagai !45 C >?@/A 5,235 rad/s 21,777 TABEL II
DATA PERCOBAAN ALAT
Percobaan n pedal rata-rata .
Rata-rata t .
5,33 5,56 5,83 5,57 0,250 0,250 0,250 0,250 Analisis Antropometri Data antropometri berupa tinggi badan yang diperoleh dari 116 penduduk dengan tinggi badan yang bervariasi, yang dapat disajikan seperti Tabel i dan IV.
Barometer.
Volume 6 No.
Juli 2021, 352-359 bias digunakan pada kalangan masyarakat dusun Air papaya Negeri Haruru sesuai antropometri TABEL i DATA PANJANG KAKI HINGGA PANGKAL PAHA Panjang kaki .
Frekuensi
73 Ae 75
76 Ae 78
79 Ae 81
82 Ae 84
> 85
n = 116
TABEL IV
DATA PANJANG LENGAN (JANGKAUAN)
Panjang lengan
Frekuensi
56 Ae 58
59 Ae 61
62 Ae 64
65 Ae 67
> 68
n = 116 Data ini kemudian digunakan untuk menghitung nilai nilai persentil ini akan digunakan untuk mengestimasi prosentase dari populasi pengguna yang dapat menggunakan peralatan yang dirancang, dengan persamaan-persamaan yang perlu dihitung adalah mean ( ).
Standar Deviasi () dan persentil .
seperti yang tersaji berikut ini:
=Oc A Oc(MJNM)! =O AP< a.
p = A fp a.
Dimana :
= rata-rata sampel = Standar deviasi p = persentil xi = frekuensi ukuran tinggi sampel ke Ae i fp = frekuensi presentil n = jumlah sampel Dengan persamaan di atas, maka dapat diperoleh nilai mean untuk kedua objek .
inggi kaki dan panjang lengan adalah 23,2 dengan standar deviasinya adalah 6,870 untuk tinggi kaki dan 7,190 untuk jangkauan lengan.
Sedangkan persentil .
dapat dilihat pada Tabel V:
TABEL V
HASIL REKAPITULASI PERSENTIL
Objek pengamatan p.
Tinggi kaki
11,90
23,20
Panjang lengan
11,37
23,20
34,50 35,02 Dengan demikian, maka hasil rancangan alat pemarut manual ini dirancang dengan tinggi sadel hingga pengayuh adalah 70 cm da lebar 35 cm.
Ukuran ini akan ISSN: 1979-889X .
ISSN: 2549-9041 .
http://w.
IV.
KESIMPULAN
Dari tahap perencanaan sampai pada proses dan selesainya pembuatan alat ini, dapat ditarik kesimpulan bahwa dengan putaran pedal 5,235 rad/s atau 0,83 kali putaran per sekonnya yang dipakai dalam mengoperasian alat, akan menghasilkan putaran yang tinggi pada poros pisau parut yaitu 114 rad/s atau 18,143 kali putaran per sekonnya dengan kecepatan potong 0,358 m/s, sehingga daya atau energi yang dikeluarkan manusia jauh lebih kecil dan efisien dalam melakukan kegiatan proses produksi.
Dengan tinggi sadel hingga pengayuh adalah 70 cm dan lebar 35 cm
UCAPAN TERIMA KASIH