Available online at JKTM Website :
http://journal.
id/index.
php/jktm/index JURNAL KAJIAN TEKNIK MESIN Vol.
8 No.
RANCANG BANGUN MESIN PENGIRIS TEMPE DENGAN MOTOR
PENGGERAK 0,5 HP UNTUK MENDUKUNG UMKM
Andi Saidah1*.
Arief Farudin 2 Program Studi S1 Teknik Mesin.
Fakultas Teknik.
Universitas 17 Agustus 1945 Jakarta Jl.
Sunter Permai Raya No.
Jakarta Utara 14350 E_mail :1andisaidah19@gmail.
com, 2arief.
farudin20@gmail.
ABSTRAK
Kedelai merupakan hasil pertanian yang mempunyai sumber protein sangat tinggi.
Kedelai diolah menjadi beberapa jenis bahan pangan salah satunya yakni tempe.
Olahan tempe digunakan untuk menu lauk keluarga seperti keripik tempe.
Pembuatan keripik tempe masih banyak yang manggunakan cara tradisional yaitu dengan cara mengiris tipis-tipis tempe memakai pisau, dengan menggunakan cara ini memerlukan waktu yang lama serta hasil irisan tak konsisten.
Untuk meningkatkan efisiensi produksi keripik tempe penulis bertujuan untuk membuat alat teknologi tepat guna yaitu mesin pengiris tempe dengan metode eksperimental yang menggunakan motor listrik 0.
5 HP sebagi penggerak.
Pengujian dilakukan dengan 3 variasi kecepatan putar .
Hasil pengujian dari penelitian menunjukkan bahwa dengan putaran 150 rpm menghasilkan kapasitas sebesar 2,173 kg/menit, selanjutnya dilakukan pengujian kedua dengan putaran 173 rpm menghasilkan kapasitas sebesar 2,418 kg/menit, selanjutnya dilakukan pengujian ketiga dengan putaran 210 rpm menghasilkan kapasitas sebesar 2,826 kg/menit.
Kata kunci: teknologi tepat guna, pengiris tempe ABSTRACT SoybeanAos one of the agricultural product that has a very high source of protein.
Soybeans can be processed into various kinds of food, one of which is tempeh.
Processed tempeh is used for family side dishes such as tempeh There are still many who use the traditional method of making tempe chips, namely by thinly slicing tempeh using a knife, using this method takes a long time and the results of the slices are inconsistent.
increase the efficiency 0f the pr0duction 0f tempeh chips, the author aims to make an appropriate technological tool, namely a tempeh slicing machine with an experimental method that uses a 0.
5 HP electric motor as a driving force.
The test was carried 0ut with 3 variati0ns of rotation .
The test results from the research show that with a rotation of 150 rpm produces a capacity of 2,173 kg/minute, then a second test with a rotation of 173 rpm produces a capacity of 2,418 kg/minute, then a third test with a rotation of 210 rpm produces a capacity of 2,826 kg/minute.
Keywords: appropriate technology, tempe slicing PENDAHULUAN 1 Latar Belakang Masa1ah Indonesia yaitu salah satu dari penduduknya pekerja di industri pertanian.
Menurut data dari artikel Badan Pusat Statistik per Agustus 2020 dari total 128,45 juta penduduk Indonesia yang bekerja.
Berdasarkan data yang ada, banyaknya pekerja pertanian yaitu 38,23 juta.
Salah satu dari hasil pertanian Kedelai kandungan protein nabati yang sangat penting bagi tubuh manusia (BSN,2.
Salah satu olahan dari kedelai yang sering dijumpai di masyarakat adalah tempe.
Olahan tempe digunakan untuk menu lauk keluarga seperti keripik tempe, dan lain-lain.
Untuk meningkatkan efisien dan membutuhkan berbagai alat dan mesin bermanfaat untuk membantu pekerjaan manusia.
Alat dan mesin ini dapat diartikan sebagai alat teknologi tepat guna yang dapat mengubah dari sistem tradisional menjadi sistem modern dengan berbagai mekanisme.
Dalam pembuatan keripik tempe lebih sering menggunakan cara tradisional yakni mengiris tempe menggunakan pisau.
Cara tradisional ini memerlukan waktu yang lama sehingga menghasilkan irisan tidak konsisten.
Semakin perkembangan jaman, terbuka peluang untuk memproduksi alat pengiris tempe agar mempermudah dan mempercepat proses pembuatan keripik tempe dengan kualitas yang baik.
2 Rumusan Masalah Dari penelitan yang sudah dikaji, maka muncul beberapa rumusan masalah.
Bagaimana proses merancang dan membuat mesin pengiris tempe ? Kecepatan berapa irisan tempe yang bagus dengan ketebalan 2-3 mm ? 3 Batasan Masalah Batasan masalahnya , yaitu :
Bahan baku digunakan adalah tempe berbentuk bulat yang sudah di Perancangan ini berfokus pada perancangan mesin pengiris tempe.
4 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian , yakni :
Perancangan serta menciptakan alat pengiris tempe.
Mencari kecepatan yang cocok untuk irisan tempe dengan ketebalan 2-3 5 Manfaat Penelitian Manfaat penelitian , yaitu :
Menciptakan alat pengiris tempe.
Memperoleh pengetahuan tentang perencanaan dan pengujian mesin pengiris DASAR TE0RI 1 Kedelai Kede1ai kacang-kacangan yang diolah untuk bahan pangan yakni, tempe, tahu, kecap, susu Kedelai leguminosae, supfamili papilionoideae dan merupakan salah satu tanaman pangan yang memiliki protein tinggi.
Kedelai yang dibudidayakan terdiri dari beberapa jenis, yaitu kedelai putih dan kedelai hitam (Subaedah, 2.
Tanaman agroekosistem seperti di lahan sawah, di lahan kering pada berbagai tanah, kesuburan, iklim dan pola penanaman berbeda akibatnya hambatan yang terjadi karena agroekosistem akan berbeda.
Penanaman kedelai di sawah dilakukan di akhir musim hujan ataupun setelah panen padi, sedangkan pada lahan kering penanaman kedelai dilakukan pada saat musim hujan dan akhir dari musim hujan.
2 Tempe Tempe yaitu makanan dari biji kedelai serta bahan lain di proses fermentasi .
agi temp.
Lewat fermentasi ini, kedelai mengalami penguraian menjadi senyawa sederhana akibatnya mudah Tempe dikonsumsi untuk lauk pauk, sayur maupun makanan ringan.
Bahan baku tempe adalah kacang kedelai.
(Pusido, 2.
3 Komponen AeKomponen Mekanik Adapun komponen-komponen mekanik yang digunakan pada mesin pengiris tempe ini :
2,3.
1 Motor Listrik Motor listrik yaitu alat dapat mengkonversi listrik menjadikan energi magnetik dan kemudian menjadi energi Elektromagnetisme adalah dasar operasi motor listrik dengan menghasilkan gaya magnet yang diperlukan untuk gerakan rotasi atau linier.
Motor listrik terdapat beberapa komponen utama yaitu stator, rotor, poros, bearing, dan rumah motor sebagai pembungkus berbagai 2 Puli dan V-belt Puli Berfungsi mentransmisikan energi dari satu poros ke poros lain yang menggunakan berbagai sabuk .
abuk datar, sabuk-V, ataupun taI.
Ukuran puli dapat menyebabkan rasio kecepatan, sebab itu ukuran puli dipih teIiti untuk diperoIeh perbandingan kecepatan sesuai harapan.
(Achmad, 2.
Gambar 2.
1 Ukuran penampang sabuk V Dalam penentuan jenis sabuk/beIt yang digunakan, terIebih dahuIu dicari daya rencana serta putaran puIi penggerak.
Putaran puIi kecil .
uIi penggera.
yaitu kecepatan putar yang diterima langsung dari motor Iistrik.
Jenis sabuk/belt yang akan digunakan dicari menggunakan diagram pemilihan sabuk/belt dibawah ini :
Gambar 2.
Diagram Pemilihan Sabuk-V 2,3,3 Poros Poros yaitu bagian terpenting dari Hampir setiap mesin menggunakan energi/tenaga bersama putaran.
Poros untuk mesin umumnya terbuat dari baja batang ditarik.
Poros yang digunakan sebagai penerus putaran tinggi serta beban berat umumnya terbuat dari baja paduan yang memiliki pengerasan kuIit sangat tahan keausan (Sularso dan Kiyokatsu, 2,3,4 PillOw BlOck Bearing PillOw blOck bearing adalah sebuah alas atau dudukan untuk mendukung kinerja dari sebuah poros dengan menampung bantalan .
Material yang digunakan biasanya terbuat dari besi cor atau cor baja.
Pillow block bearing memiliki dua komponen utama, yakni elemen bantalan statis serta elemen dalam berputar serta dapat memopang beban tetap di posisinya masing-masing.
Bantalan dipasang dengan menggunakan baut ke fondasi untuk mengamankannya dengan sempurna saat poros berputar.
5 Pisau Piringan Pisau piringan yaitu komponen yang berfungi untuk mengiris bahan baku.
Pisau piringan berputar yang digerakkan oleh motor listrik melalui poros yang terhubung dengan pisau piringan.
Pisau piringan umumnya terbuat cari cor Terdapat 4 jumlah mata pisau yang terkunci dengan baut pada piringan.
Mata pisau dapat disetel ketebalannya dengan maju atau mundur dari mata pisau sesuai dengan ketebalan yang di harapkan.
6 Pegas Pegas adalah sebuah komponen yang dapat menyimpan energi di saat salah satu ujungnya diberikan sebuah gaya.
Pegas adalah sebuah komponen yang berfungsi menerima beban dinamis dan memberikan kenyamanan (Adri Hernando.
Dalam kondisi beban yang diterima oleh pegas, material yang dimiliki oleh pegas harus memiliki kekuatan elastisitas yang tinggi dan juga ketangguhan yang Elastisitas adalah sifat dari sebuah mengembalikan kondisi seperti semula setelah mengalami perubahan kondisi karena ada gaya tekan atau gaya tarik dari Material yang digunakan pegas idealnya adalah baja karbon, baja karbon tinggi, baja paduan dan stainless steel (Aji, dkk, 2.
METODE PENELlTIAN Metode yang digunakan yaitu eksperimental/rekayasa dan studi literatur diperoleh dari jurnal ilmiah, buku, skripsi, internet dan penelitian yang berkaitan dengan alat pengiris bahan pangan.
Penelitian dimulai dari menentukan spesifikasi bahan yang digunakan sesuai spesifikasi yang ditentukan, memilih alternatif yang terbaik dengan tujuan alat dapat bekerja secara efisiensi, efektif serta biaya yang terjangkau.
digunakan dipenelitian, yaitu : mesin las, gerinda, bor, jangka sorong, palu, kunci pas, kaca mata las, kaca mata Safety dan Adapun bahan yang digunakan dipenelitian, yaitu : motor listrik, puli dan v-belt, poros, pillow block bearing, disc cutter, pegas tekan dan dimmer.
3,3 Diagram Alir 4 Konsep Mesin Pengiris Tempe 3,1 Waktu dan Tempat Penelitian ini dilakukan 6 bulan, diawali pada bulan Maret 2022 hingga September 2022.
Proses pembuatan alat perancangan alat dan proses pengujian alat.
Pada kegiatan perancangan dan pengujian alat ini dilakukan di bengkel daerah Jakarta Utara.
3,2 Bahan dan Alat Adapun peralatan yang akan pengiris tempe bekerja sebagaimana fungsinya.
Gambar 3.
Konsep Mesin Pengiris Tempe 5 Perancangan Mesin Perancangan mesin dilakukan sesuai dengan konsep alat yang sudah di Perancangan mesin dilakukan bertahap, sebagai berikut :
Membuat rangka keseluruhan, rangka tempat motor listrik, rangka tempat pillow block bearing, kerangka tempat jatuhnya tempe, dan rangka dudukan pendorong tempe.
Pemasangan motor listrik, pulley dan sabuk V, pillow block bearing, poros, mata pisau dan covernya, dan pemasangan pendorong tempe.
Pemasangan kelistrikan Pengujian mesin Gambar 3.
Mesin Pengiris Tempe 6 Uji Fungsional Uji fungsional dilakukan untuk mengetahui semua komponen pada alat 7 Uji Kinerja Uji diIakukan agar mengetahui keberhasilan dari perancangan mesin yang telah dilakukan.
Pengujian kinerja dilakukan 3 kali pengujian.
Urutan meIakukan uji kinerja , yaitu :
Sediakan tempe yang berbentuk Sediakan alat ukur dan pencatat hasil pengujian untuk mengukur perubahan putaran puli saat tanpa beban dan saat diberi beban Tempe diletakkan pada tempat Motor listrik dinyalakan Lakukan pengukuran putaran mesin dengan tachometer Catat hasil pengukuran irisan tempe Jika dalam tahap pengujian belum berhasil, maka dilakukan perbaikan ke perhitungan perancangan.
Tahap perbaikan ini dilakukan dengan data serta informasi yang didapatkan serta analisa dari hasil 3,8 Pengambilan Data PengambiIan data diIakukan saat pengujian kinerja mesin.
Tempe diletakkan pada tempat tempe, kemudian penekan akan menekan tempe mendekati mata pisau untuk dilakukan pengirisan.
Pada hasil dari irisan diukur ketebalannya menggunakan jangka sorong.
Setiap pengujian kinerja mesin dilakukan akan di ambil sampel sebanyak 3 irisan untuk di ambil data Pada saat proses pengirisan perubahan kecepatan puli saat diberi beban dengan menggunakan tachometer serta menghitung waktu yang dibutuhkan untuk proses pengirisan dan kemudian dari waktu yang didapatkan dari pengujian dilakukan kalkulasi setiap jam yang dihasilkan.
Hasil dari pengujian mesin akan di bandingkan dengan hasil data pengirisan yang dilakukan secara manual.
PERHITUNGAN & PEMBAHASAN
1 Perhitungan Alat Perhitungan pada alat pengiris tempe mengacu kepada perancangan kebutuhan alat yang bekerja dengan hasil yang maksimal.
Perencanaan pada alat pengiris tempe berdasarkan kebutuhan sebagai berikut :
Perencanaan Daya Motor Listrik Untuk menentukan nilai torsi, maka hitung daya perencanaannya (P.
Pd = fc .
Dimana .
Pd = Daya rencana (W) fc = faktor koreksi P = Daya (W) Pd = fc .
Pd = 1,2 x 375 W
= 450 W
= 0,45 kW Dengan nilai daya rencana yang didapatkan, dapat menghitung besar torsi maksimum (T) yang dihasilkan motor penggerak.
ycEycc T = 9,74 x 105 ycu Dimana .
T = Torsi .
g ,m.
Pd = Daya rencana .
W) n = Putaran penggerak .
Maka torsi diperoleh :
ycEycc T = 9,74 x 105 ycu 0,45 ycoycO = 9,74 x 105 1330 ycycyyco = 329,5 kg.
Perencanaan Sistem Transmisi .
Diameter Puli n1 x d1 = n2 x d2 Dimana , n1 = Putaran puli penggerak .
n2 = Putaran puli di gerakkan .
d1 = Diameter puli penggerak .
d2 = Diameter puli digerakkan .
Diketahui , n1 = 1330 rpm n2 = 500 rpm d1 = 76,2 mm Maka diameter puli 2 :
ycu1 ycu ycc1 d2 = ycu2 1330 ycycyyco ycu 76,2 ycoyco 500 ycycyyco = 202,7 mm .
inch = 203,2 m.
Kecepatan Keliling Puli A ycuyccycuycu V = 60 ycu 1ycCycCycC Dimana .
V = Kecepatan keliling puli .
d = Diameter puli .
n = Putaran puli .
Maka kecepatan keliling puli :
A ycuyccycuycu V = 6ycC ycu 1ycCycCycC 3,14 ycu 76,2 ycoyco ycu 1330 ycycyyco 60 ycu 1ycCycCycC = 5,3 m/s .
Panjang keliling sabuk L = 2.
C 2 .
p D.
4ya (Dp Ae d.
2 Dimana .
L = Panjang keliling .
C = Jarak sumbu poros .
D = Diameter puli besar .
d = Diameter puli kecil .
Maka panjang keling :
L = 2.
C 2 .
p D.
4ya (Dp Ae d.
2 = 2 x 450 mm 3,14 .
,2 mm 203,2 m.
450 ycoyco .
,2 mm Ae 76,2 m.
2 = 900 mm 438,658 mm 8,960 = 1.
347,618 mm (A.
Jarak Poros b = 2L Ae 3.
14 (Dp d.
yca yca Oe 8 .
aycyOeyccyc.
Dimana .
L = Panjang keliling .
D = Diameter puli besar .
d = Diameter puli kecil .
C = Jarak poros .
Maka :
b = 2L Ae 3,14 (Dp d.
= 2 .
346,7225 m.
Ae 3,14 .
,2 76,.
= 2.
695,236 mm Ae 877,316 mm = 1.
817,92 mm Maka jarak poros sumbu :
yca yca Oe 8 .
aycyOeyccyc.
817,92 .
817,92 ) Oe 8 .
,2 Oe76,2 ) 817,92 ycoyco 1.
782,191 ycoyco = 450 mm yua = .
Perencanaan Poros Perhitungan poros alat pengiris tempe menggunakan motor listrik AC dengan putaran 1330 rpm.
Daya motor listrik 375 W .
,375 kW) maka, poros dapat direncanakan, yaitu :
Spesifikasi Bahan Poros Bahan poros : S45C Tegangan Tarik .
: 58 kg/mm2 Sf1 : 6 Sf2 : 3 karena Faktor koreksi torsi (K.
: 3 Faktor koreksi momen (C.
: 2,3 .
Tegangan geser yang dizinkan Eyca yuayu = ycyce1 .
ycyce2 Dimana , yuayu : Tegangan geser .
g/mm.
yuab : Tegangan tarik .
g/mm.
Sf1 : faktor keamanan momen puntir Sf2 : faktor keamanan beban lentur Maka tegangan geser yang diizinkan :
Eyca yuayu = ycyce1 .
ycyce2 58 ycoyci/ycoyco 6ycu3 = 3,22 kg/mm2 .
Diameter poros dp = [ E Kt Cb T ]1/3 dp = Diameter poros .
Kt = Faktor koreksi torsi Cb = Faktor koreksi momen T = Torsi .
yuayu = Tegangan geser .
g/mm.
Maka diameter porosnya, yaitu :
dp = [ E Kt Cb T ]1/3 3,22 ycoyci/ycoyco ] x 3 x 2,3 x 329,5 mm 1/3 = 15,32 mm .
Tegangan geser yang terjadi 5,1 ycu ycN yccyc Dimana .
E : Tegangan geser .
T : Torsi .
g ,m.
ds : Diameter poros .
Maka tegangan gesernya, yaitu :
5,1 ycu ycN yccyc 5,1 ycu 329,5 ycoyci.
= 0,34 kglmm2 Dari hasi1 perhitungan tegangan geser yang terjadi 1ebih keci1 dari tegangan geser yang di izinkan, sehingga poros bahan S45C dengan diameter 17 mm aman digunakan.
Perencanaan daya dibutuhkan Dalam perencanaan memerlukan daya yang dibutuhkan untuk pengoperasian pada mesin pengiris tempe, sebelum menghitung daya yang dibutuhkan, perlu di ketahui terlebih dahulu gaya dari mata pisau yang digunakan.
Massa bahan baku di asumsikan sebesar 1 kg, maka gaya pada pisau dapat dicari dengan rumus berikut :
F=m.
Dimana .
F = Gaya potong (N) m = Massa bahan baku .
g = Gravitasi bumi .
Maka gaya potong nya, yaitu :
F = m,g = 1 kgx9,8 m/s = 9,8 N Setelah diketahui, dilakukan perhitungan torsi pada pisau dengan jarak pisau dari pusat piringan 300 mm, yaitu :
T = F.
Dimana .
T = Torsi pisau (N.
F = Gaya potong (N) r = Jarak pisau dari pusat poros .
Maka torsi pisau, yaitu :
T = F.
= 9,8 Nx0,3 m = 2,94 Nm Maka daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan pisau, yaitu :
2AycuycN ycE = 60 Dimana .
P=Daya (W) n=Putaran pisau piringan .
T=Torsi pisau piringan (N.
2AycuycN ycE = 60 2 ycu 3,14 ycu 500 ycycyyco ycu 2,94 ycAyco P = 153,85 Watt = 0,21 Hp Berdasarkan hasi1 perhitungan diatas, daya motor 1istrik 0,5 HP dengan putaran 1330 rpm .
ang ada di pasara.
dapat digunakan untuk mesin pengiris 2 Perhitungan Hasil Alat Untuk menghitung kapasitas yang didapatkan dapat menggunakan rumus :
ycoycaycycyca ycyceycoycyyce = ycycaycoycyc yccycnycaycycycEaycoycaycu kg/menit Dari data hasi1 percobaan kinerja mesin yang te1ah dilakukan, di dapatkan Jika putaran mesin 150 rpm dengan massa tempe 0,25 kg membutuhkan waktu pengirisan 6,9 detik dengan kapasitas yang dihasilkan 2,172 kg/menit.
Pada putaran mesin 173 rpm dengan massa tempe 0,25 kg membutuhkan waktu 6,2 detik dengan kapasitas yang dihasilkan 2,418 kg/menit.
Pada putaran mesin 210 rpm dengan massa tempe 0,25 kg membutuhkan waktu 5,3 detik dengan kapasitas yang dihasilkan 2,826 kg/menit.
Hasi1 kinerja mesin di1akukan sebanyak 3 kali percobaan dengan putaran yang berbeda yaitu 150 rpm, 173 rpm, 210 rpm dengan massa bahan baku tempe 250 a Uji ke 1 dengan putaran 150 rpm ycoycaycycyca ycyceycoycyyce = ycycaycoycyc ycycaycuyci yccycnycaycycycEaycoycaycu kg/menit 0,25 ycoyci 6,9 yc = 0,0362 kg/s = 2,172 kg/menit a Uji ke 2 dengan putaran 173 rpm ycoycaycycyca ycyceycoycyyce = ycycaycoycyc ycycaycuyci yccycnycaycycycEaycoycaycu kg/menit 0,25 ycoyci 6,2 yc = 0,0403 kg/s = 2,418 kg/menit a Uji ke 3 dengan putaran 210 rpm ycoycaycycyca ycyceycoycyyce = ycycaycoycyc ycycaycuyci yccycnycaycycycEaycoycaycu kg/menit 0,25 ycoyci 5,3 yc = 0,0471 kg/s = 2,826 kg/menit Tabel 4.
Hasil Uji Kinerja Mesin Massa Putaran Hasil g/meni.
0,25 kg 150 rpm
2,172
kg/menit 0,25 kg 173 rpm
2,418
kg/menit 0,25 kg 210 rpm
2,826
kg/menit Grafik 4.
Ana1isa Pengujian Mesin
KESIMPULAN DAN SARAN
Setelah melakukan pengujian dari hasil AuRancang Bangun Mesin Pengiris Tempe Dengan Motor Penggerak 0,5 HP Untuk Mendukung UMKMAy penu1is memberikan kesimpu1an dan saran sebagai 1 Kesimpu1an Berdasarkan perancangan mesin serta menganalisa dari hasi1 pengujian alat dapat disimpulkan sebagai berikut:
Mesin pengiris tempe dirancang terdiri dari 3 bagian utama, yakni motor 1istrik, mata pisau serta pendorong tempe.
Pada uji mesin yang sudah di1akukan Mesin pengiris tempe pada saat proses berlangsung dengan putaran 150 rpm dengan massa tempe 0,25 kg membutuhkan waktu pengirisan 6,9 detik dengan kapasitas yang dihasilkan sebesar 2,172 kg/menit.
Pada putaran mesin 173 rpm dengan massa tempe 0,25 kg membutuhkan waktu pengirisan 6,2 detik dengan kapasitas yang dihasilkan sebesar 2,418 kg/menit.
Pada putaran mesin 210 rpm dengan massa 0,25 kg membutuhkan waktu pengirisan 5,3 detik dengan kapasitas yang dihasilkan sebesar 2,826 kg/menit.
5,2 Saran Perancangan a1at pengiris tempe yang telah di rancang masih terdapat banyak kekurangan.
Adapun yang pengembangan alat se1anjutnya, yaitu :
Pengembangan alat pengiris tempe 1ebih 1anjut membuat desain 1ebih sempurna terutama pada bagian kerangka agar lebih baik serta lebih mudah Perancangan pada cover piringan menggunakan plat tebat agar lebih kuat.
Perancangan pada tempat jatuhnya tempe dibuat lebih lebar agar saat pengambilan tempe yang terjatuh lebih Perancangan pada tuas pendorong tempe dibuat lebih efektif lagi agar mempermudah operator saat menariknya.
DAFTAR PUSTAKA