-
POLI REKAYASA Volume 4, Nomor 1, Oktober 2008 ISSN :
1858-3709
Rancang Bangun Mesin Pemeras Santan Dengan Metode Kombinasi
Pemarutan Dan Pemerasan Dengan Sistem Screw
The Built Disigning of Coconut Milk Machine By Using Compaining
of Scrapper and Squeezer with Screw System
Junaidi & Eka Sunitra Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri
Padang Kampus Unand Limau Manis Padang 25163 Telp.
0751-72590 Fax. 0751-72576 Email : [email protected]
ABSTRACTThe research of disign and produce of coconut milk
machine with combining of scrapper unit and
squeezer that work together, was be done in the workshop of
Politechnic machine in UNP. Then was done the testing technique
through machine to know the macnine operation some turning
Variation. The purpose of this research are to produce a prototype
of coconut milk machine in a squeezer unit and scrapper to do the
technique testing and economic analyze to know how much the pays of
squeezer operation the method that use in this reseach are
manufacturing prototype and machine testing operation. The result
of machine operation at coconut milk process can be got the average
the squeezer capacity. They are at the slots distance about 0,3 mm
with capacity 85 kg/hour, 0,5 mm with capacity 79,2 kg/hour. 1 mm
with capacity 78,96 kg/hour and 1,5 mm the capacity 57,2 kg/hour.
The weigh of coconut milk that produce about 15 coconut at slots of
distance 0,3 mm is 2,68 kg, 1,5 mm with the weigh 1,44 kg from
those economic analysis car get the pay at milk machine operational
about Rp 76 / kg scrapper coconut.
Keywords: Scrapper and Squeezer, Screw System
PENDAHULUAN Daerah Sumatera Barat memiliki
areal tanaman kelapa lebih kurang 90.563 hektar, total produksi
73.959 ton buah kelapa (statistik pertanian Sumatera Barat Tahun
2003). Salah satu kendala dalam pengolahan kelapa adalah teknologi
pengolahan kelapa yang masih belum maksimal, terutama sekali proses
pengolahan kelapa untuk menghasilkan santan.
Dari survey dilapangan santan banyak sekali digunakan terutama
untuk masakan yang banyak digunakan oleh rumah-rumah makan atau
usaha catering, industri minyak goreng, dan industri kecil makanan
ringan. Untuk menghasilkan santan, usaha-usaha tersebut menggunakan
alat pemarut kelapa dengan plat yang bergerigi yang digerakkan oleh
motor listrik kemudian memerasnya dengan mesin press screw yang
juga digerakkan oleh enggine/motor listrik. Akan tetapi kedua
proses ini (pemarutan dan pemerasan) masih dilakukan secara
terpisah, sehingga
efisiensi waktu dan tenaga kerja belum dapat ditingkatkan.
Untuk meningkatkan produktivitas santan pada tingkat
menguntungkan, aplikasi teknologi untuk menghasilkan santan perlu
ditingkatkan. Palungkun (1992) mengatakan sistem pemarut dan
pemeras yang digunakan untuk menghasilkan santan perlu dalam satu
rangkaian unit proses agar didapatkan kapasitas dan efisiensi waktu
yang tinggi, sehingga biaya operasi lebih kecil. Triyono, Haryanto,
dan Sudarya (2002) melakukan penelitian dengan merancang bangun
suatu mesin press kopra sistem screw skala kecil dan menengah dalam
suatu rangkaian unit, ternyata hasil penelitiannya menunjukkan
efisiensi kerja yang lebih tinggi, biaya operasi yang lebih kecil
dibandingkan dengan petani kopra yang menggunakan mesin pencencang
dan pengepres kopra yang bekerja secara terpisah, disamping itu
juga dikatakan untuk mendapatkan kapasitas yang lebih besar juga
dipengaruhi karakteristik dari kerja mesin (putaran, pich screw,
sudut konis dan besar kecilnya
36
-
POLI REKAYASA Volume 4, Nomor 1, Oktober 2008 ISSN :
1858-3709
mesin). Untuk itu perlu dilakukan penelitian dengan merancang
dan membuat mesin pemeras santan dalam satu rangkaian unit proses
dengan sistem mekanis yaitu antara proses pemarutan dan pemerasan
bekerja secara bersamaan dan kontinyu.
Tujuan dari penelitian ini adalah merancang bangun suatu
model/prototipe mesin pemeras santan dalam satu rangkaian unit
proses pemarut dan pemeras, melakukan pengujian terhadap
model/prototipe dan melakukan analisis ekonomi untuk menentukan
biaya operasi. Hasil dari penelitian ini nantinya akan dapat
diterapkan kepada masyarakat dalam proses pemerasan santan,
khususnya untuk industri kecil makanan dan minuman.
METODOLOGIPada proses manufacturing, bahan
bahan yang digunakan untuk pembuatan mesin yakni plat siku, plat
stainles steel, besi silinder stainless steel, plat aluminium,
baut, reducer, besi silinder, dan motor listrik. Sedangkan
alat/mesin yang digunakan untuk pembuatan prototipe antara lain
adalah mesin bubut, mesin milling, mesin gerinda, mesin potong,
CNC, mesin Scrap, dan mesin bor, dan untuk pengujian kinerja
prototipe digunakan tachometer, timbangan kg, stop wach, jangka
sorong, dan mistar.
Bentuk dari mesin pemeras santan dalam kajian ini seperti
ditunjukkan pada gambar 1.
Gambar 1. Mesin pemeras santan dengan satu rangkaian unit
pemeras dan pemarut.
Nama komponen mesin pemproses santan :1. Screw 2. Saringan 3.
Corong
masuk 4. Balancer 5. Kopling 6. Speed
Reducer 7. Motor Listrik8. Corong
santan9. Bearing 10. V belt11. Roda12. Rangka
13. Bearing 14. Mur pengunci 15. Bearing 16.Pipa penyetel
ulir
luar17. Roda gigi screw18. Roda gigi penekan19. Komponen
penekan20. Silinder pemarut21. Poros pemegang
Potongan A-A, Komponen penyetel jarak clearence (tempat
keluarnya ampas)
Mesin pemeras santan ini dirancang
dengan ukuran rangka 50 x 40 x 100 (cm). Beberapa komponen
diantaranya ruang pemarut dan silinder pemarut, posisi ruang antara
silinder pemarut dan silinder screw, poros screw dan bagiannya,
rumah ulir, dan komponen penyetel jarak clearence antara diameter
poros screw dan rumah ulir. Ruang pemarut dibuat agak besar dengan
kemiringan yang disesuaikan dengan diameter silinder pemarut.
Posisi ruang antara silinder pemarut dan silinder screw dirancang
agak lebih tinggi, Putaran dari silinder pemarut sama dengan
putaran motor, dan putaran dari poros ulir berbanding 1 : 20 dengan
putaran motor, perbandingan putaran ini dengan menggunakan
reducer.
Silinder screw direncanakan ukuran diameter luarnya 6 cm, dengan
panjang 65 cm. Poros Screw ini dibagi dalam 3 bagian, yaitu bagian
pertama sepanjang 20 cm screw terpasang pada poros lurus diameter
20 cm, bagian kedua sepanjang 20 cm poros screw dengan konis
sebesar 8 derajat, bagian ketiga poros screw sepanjang 15 cm
sebagai penghantar. Jarak Clearence yang diberikan antara diameter
luar poros screw dan diameter dalam rumah saringan
37
-
POLI REKAYASA Volume 4, Nomor 1, Oktober 2008 ISSN :
1858-3709
sebesar 0,2 mm. Sedangkan jarak celah tempat keluarnya ampas
dapat disetel sampai 2 mm.
Dalam proses perancangan mesin beberapa parameter yang
diinginkan yaitu kapasitas santan yang diinginkan yakni lebih dari
100 kg/jam, keseimbangan kecepatan turun hasil parutan dengan
hantaran silinder screw, dan jarak celah keluar ampas yang
diinginkan sesuai dengan kapasitas maksimal. Untuk mendapatkan
parameter tersebut terlebih dahulu perhitungan yang dilakukan
terhadap ukuran dan gaya-gaya yang terjadi pada mesin harus
dilakukan secara berulang-ulang dengan menukar ukuran-ukuran
komponen yang bervariasi. Perhitungan mesin dimulai dari
perencanaan daya mesin, yaitu daya pemarut dan daya pemeras. Untuk
mendapatkan daya pemeras terlebih dahulu harus diketahui ukuran
screw dan kapasitas pemeras, dan daya pemarut terlebih dahulu harus
diketahui diameter poros dan jumlah gigi pisau pemarut serta
tegangan geser rata-rata pisau pemotong, dan kemudian dari
perhitungan ini didapatkan daya motor. Kemudian dilakukan
perhitungan terhadap poros screw, poros pemarut, puly, sabuk,
pasak, dan bantalan.
Pengujian mesin pemeras santan yang telah dirancang bangun
dilakukan untuk mengidentifikasi kondisi optimum. Setelah itu
dilakukan pengamatan, yaitu kapasitas mesin, keseimbangan kecepatan
turun hasil parutan dengan kecepatan hantaran silinder screw,
pengaruh jarak clearence konis dengan lobang plat penahan (jarak
celah ke luarnya ampas) dan analisis kinerja mesin. Setelah itu
dilakukan analisis ekonomi untuk menentukan biaya operasi pemerasan
dari mesin pemeras santan ini.
HASIL Pada penelitian ini telah dirancang
komponen mesin pemarut dan pemeras kelapa cukilan untuk
menghasilkan santan dalam satu rangkaian unit kerja dengan
menghitung dimensi dari beberapa komponen mesin.
Daya motor didapatkan dari hasil perhitungan sebesar 2,4 HP
dengan putaran 1400 RPM, dan dipilih motor 2,5 HP dari standar
motor yang ada dipasaran. Kemampuan memeras didapatkan 0,88 HP dan
kemampuan memarut 1,08 HP, sehingga kemampuan mesin yaitu 1,96 HP.
Bentuk komponen screw seperti gambar 4.1 dengan beberapa dimensi
ukuran yaitu panjang screw 650 mm, Diameter screw 60 mm, panjang
hantaran 150 mm, panjang konis 200 mm, sudut konis 80, jarak pich
45 mm, dan jumlah screw 7 buah, dengan ukuran tersebut didapatkan
kapasitas pemerasan 114 kg/jam santan.
Gambar 2. Dimensi Screw
Bentuk komponen pemarut seperti gambar 2 dengan dimensi ukuran
yaitu diameter poros 100 mm, panjang poros pemarut 200 mm, jumlah
piring pisau pemarut 21 buah, dan masing-masing piring punya pisau
25 buah.
Gambar 3. Komponen pemarut
Beberapa komponen standar lainnya yang telah didapatkan dari
hasil perhitungan, yaitu sabuk type A dengan panjang 1507,57 mm,
bantalan pada poros screw dan pemarut no 6004. Dan dari semua
perhitungan ini maka didapatkan ukuran rangka yaitu panjang 1000
mm, lebar 500 mm, dan tinggi 400 mm.
38
-
POLI REKAYASA Volume 4, Nomor 1, Oktober 2008 ISSN :
1858-3709
Gambar 4. Rangka
Proses pembuatan dilakukan di bengkel Mesin Politeknik Negeri
Padang. Beberapa komponen yang telah dibuat dapat dilihat pada
gambar berikut :
Gambar 5. komponen pemarut
Gambar 6. Komponen screw pemeras dan saringan
Gambar 7. Komponen rumah pemarut dan pemeras serta corong keluar
ampas
Gambar 8. Rangka
Gambar 9. Gambar Assembling dan uji coba mesin
PEMBAHASAN Pengujian mesin dilakukan dengan
beberapa kali penyetelan jarak celah keluar ampas pada ujung
konis screw, dengan beberapa variasi putaran.
Grafik Kapasitas terhadap putaran
020406080
100120140
0 50 100 150
Putaran (rpm)
Kap
asita
s (k
g/ja
m)
Jarak celah 0. 3 mm
Jarak celah 0.5 mm
Jarak celah 1 mm
Jarak celah 1.5 mm
Gambar 10. Perubahan kapasitas pada beberapa jarak celah keluar
ampas dengan beberapa variasi putaran
Dari hasil pengujian kinerja mesin seperti gambar 10 terlihat
rata-rata kapasitas lebih besar dengan jarak celah 0,3
39
-
POLI REKAYASA Volume 4, Nomor 1, Oktober 2008 ISSN :
1858-3709
mm yaitu 85 kg/jam, tetapi berdasarkan putaran yang terjadi dan
jarak celah pada masing-masing pengujian maka kapasitas yang
terbesar yaitu pada putaran 110 rpm pada jarak celah 0,5 mm yaitu
116 kg/jam. Hal ini disebabkan dengan jarak celah yang tidak begitu
sempit akan mempercepat keluarnya santan dibandingkan dengan jarak
celah 0,3 mm. Tetapi pada jarak celah 1mm dan 1,5 mm kapasitas
santan akan berkurang karena parutan kurang diperas, tetapi
terdorong cepat keluar karena jarak celah yang semakin besar.
Selanjutnya dari Gambar 11 terlihat rata-rata santan lebih
banyak dihasilkan dengan jarak celah 0,3 mm, tetapi waktu yang
untuk memeras santan lebih lama karena jarak celah yang sempit,
parutan dipaksa diperas diruangan saringan. Berdasarkan jumlah
putaran dengan jarak elah 0,3 mm dan putaran 110 rpm jumlah santan
yang dihasilkan paling besar yaitu 2,75 kg, dan ampas yang
dihasilkan sangat sedikit karena ampas betul-betul kering. Jumlah
rata-rata santan yang paling sedikit yaitu pada jarak celah 1,5 mm
yaitu 1,44 kg, jumlah ampas yang dihasilkan sangat banyak yaitu
3,36 kg. Hal ini disebabkan parutan tidak begitu terperas karena
jarak celah yang besar sehingga ampas yang keluar tidak begitu
tertahan.
Grafik berat santan terhadap putaran
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
44 70 110
Putaran (rpm)
Ber
at s
anta
n (k
g) Jarak celah 0.3 mm
Jarak celah 0.5 mm
Jarak celah 1 mm
Jarak celah 1.5 mm
Gambar 11. Perubahan jumlah santan pada beberapa jarak celah
keluar ampas dengan beberapa variasi putaran
Biaya pokok pemerasan santan terdiri dari biaya tetap (BT) dan
Biaya tidak tetap (BTT). Biaya tetap terdiri dari biaya penyusutan
(D) yaitu sebesar Rp 3,690,000
/ tahun dan biaya bunga modal (I) sebesar Rp 990,000 / tahun,
dengan total biaya tetap sebesar Rp 3,690,000 / tahun. Biaya tidak
tetap terdiri dari biaya upah tenaga kerja, biaya pemeliharaan dan
perbaikan, biaya listrik atau bahan bakar yaitu sebesar Rp 55,500 /
hari. Dari analisis biaya tersebut diperoleh biaya pokok pemerasan
santan sebesar Rp 76 / kg kelapa parutan
SIMPULANBerdasarkan hasil penelitian, dapat
diperoleh simpulan yaitu: 1. Suatu mesin pemeras santan
dalam
satu rangkaian unit pemarut dan pemeras telah dirancang dengan
kapasitas 114 kg/jam santan, dan kemudian dilakukan pembuatan.
2. Setelah dibuat kemudian mesin ini diuji dan telah berhasil
menghasilkan kapasitas santan dari rata 57,2 kg/jam menjadi 85,5
kg/jam, dan jumlah santan dari 1,44 kg dalam 15 kelapa cukilan
sampai 2,68 kg.
3. Putaran dan celah sangat berpengaruh terhadap kapasitas namun
jarak celah juga sangat berpengaruh terhadap jumlah santan,
sedangkan putaran tidak berpengaruh terhadap jumlah santan.
4. Terlihat biaya pemprosesan kelapa menjadi santan adalah lebih
rendah, sehingga harga santan dengan alat ini rendah.
SARANDari keterbatasan yang ada pada
penelitian perlu dikemukakan beberapa saran: 1. Untuk
meningkatkan efisiensi
pemarutan perlu dilakukan modifikasi pada pisau pemarut dengan
sudut pisau yang lebih miring dan corong masuk yang lebih
tertutup.
2. Perlu modifikasi dari alat dengan sistem knock down, sehingga
mudah perawatan dan mudah dibawa/ dipindahkan.
40
-
POLI REKAYASA Volume 4, Nomor 1, Oktober 2008 ISSN :
1858-3709
UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih kepada Proyek TPSDP yang telah
mendanai penelitian ini, dan juga kepada Bapak Tim Reviwer dan
teman-teman Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang yang
telah membantu dalam perbaikan dan pembuatan serta pengujian
prototipe dari penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA
Assidu, 1987. Processing Tropical Crops. A Technological
Approach.
Carl W. Hall, Denny C. Davis, 1986. Processing Equipment For
Agricultural Products. AVI Publishing Company, INC. Wesrport,
Connecticut.
Dinas Perkebunan Daerah Tingkat I Sumbar 2000. Laporan Tahunan
1999.
Hamdan. 1992. Mesin Mesin Processing di Csicated coconut, Unand
Padang.
LIPI. 2000. Alat-alat Teknologi pedesaan, Subang Jawa Barat.
Newman. G, 1990. Engineering Economic Analysis, Third Edition,
Binarupa Aksara Engineering Press, Inc.
Palungkun. R, 1992. Aneka Produk Olahan Kelapa. Penerbit PT.
Penebar Swadaya.
Sularso, MSME, dan Kiyotkat suga, 1987. Dasar Perencanaan dan
Pemilihan Elemen Mesin . Penerbit Pradyana paramita.
Statistik Sumatera Barat 2002.
Syarie. R, 1986. Pengetahuan Bahan Untuk Industri Pertanian. PT.
Mediyatama Sarana Perkasa, Jakarta.
Trioyono, Haryanto, dan Sudarya, 2002. Rancang Bangun Mesin
Press Kopra Tipe Ulir Skala Kecil. Prosiding, Seminar Nasional
Memacu Agro Industri Berbasis Komoditi Unggulan Daerah.
Umar Sukrisno, 1983. Bagian-bagian Mesin dan Merencana. Penerbit
Airlangga .
Van Vlack Laurence. 1994. Ilmu dan Teknologi Bahan, Jakarta
Penerbit Erlangga .
41