Mesin Pemeras Kelapa Parut
Dalam rangka:
Penyelesaian Tugas Mata Kuliah
Teknik Merancang
Disusun oleh:
- Achmad Ash Shiddieqy ( 095524252 )
BAB I
PENDAHULUAN
1. Latar
Belakang
Penggunaan minyak
kelapa selain digunakan sebagai pengolah bahan makanan sehari-hari juga
digunakan sebagai bahan baku industri non pangan, sehingga peluang usaha pada
bidang ini sangat menjanjikan. Namun proses produksi minyak kelapa di derah
pedesaan di Indonesia yang serupa kondisinya dengan desa-desa di kecamatan Musuk
kabupaten Boyolali, kabupaten Demak, dan kabupaten Sragen masih dilakukan
dengan cara tradisional, terutama dalam proses pemerasan kelapa parut menjadi
santan kental, yaitu diperas dengan tangan atau diinjak-injak dengan kaki pada
bak khusus sambil disirami dengan air secara perlahan, sehingga kapasitas yang
dihasilkan hanya 7,2 kg/jam kelapa parut atau 3,6 liter/jam santan kental.
Proses pemerasan tersebut dirasakan kurang efisien, oleh karena itu perlu
perbaikan pemerasan secara mekanis, agar kapasitas santan kental persatuan
waktu dapat ditingkatkan dan pada akhirnya berdampak pada pemanfaatan bahan
baku (buah kelapa) yang ada menjadi optimal sehingga diharapkan dapat mendorong
perkembangan industri dalam bentuk komoditi lain, seperti industri santan awet
(santan instan), dan untuk meningkatkan peranan buah kelapa sebagai sumber
pendapatan daerah sehingga dapat menarik para penanam modal sebagai bapak
angkat.
Mekanisasi proses
pemerasan tersebut perlu dilakukan karena proses pemerasan kelapa parut yang
dilakukan dengan cara tradisional selain pemborosan waktu, tenaga, juga
ditinjau dari segi kebersihan tidak memenuhi standar kesehatan.
Untuk memperbaiki
proses pemerasan agar lebih efisien, yang dapat meningkatkan kapasitas dan
memenuhi standar kesehatan, maka mesin pemeras kelapa parut dibuat dengan
sistim ulir tekan (screw press) dan tenaga penggerak motor listrik.
2. Tujuan
Tujuan dari
penyusunan perencanaan pembuatan Mesin pemeras kelapa parut, ini adalah :
1.
Untuk memenuhi mata kuliah Teknik Merancang, yang
merupakan mata kuliah wajib bagi mahasiswa reguler Teknik Mesin FT-UNESA.
2.
Memberikan gambaran Mesin pemeras
kelapa parut dengan konstruksi yang sederhana dengan bahan yang mudah diperoleh di
pasaran sehingga nantinya dapat dibuat atau diproduksi oleh bengkel-bengkel
sedang.
I.3. Pembatasan
Masalah
Untuk
mendapatkan hasil perencanaan yang baik, tentunya dibutuhkan waktu yang relatif
tidak sebentar. Hasil perencanaan ini juga dibuat dalam bentuk prototype namun
terdapat beberapa elemen yang diubah untuk disesuaikan dengan ketersediaan
dana. Berdasarkan waktu yang tersedia, penyusun hanya membatasi perhitungan
yang ada pada bagian-bagian yang sangat mempengaruhi fungsi kerja dari mesin
terutama dititikberatkan pada sistem transmisi daya. Faktor-faktor lain, misalnya
getaran, tidak dianalisa.
I.4. Sistematika
Penulisan
Penulisan
laporan ini disajikan dalam beberapa bab :
BAB I. : Pendahuluan
BAB II : Metode
Pembuatan
BAB III : Apilkasi
BAB VI :
Penutup
BAB II
METODE
PEMBUATAN
1. Langkah Desain
a)
Mengukur
gaya peras tangan terhadap kelapa parut F (kg)
Untuk mendapatkan besar F tersebut dengan metode ke-empat jari
(jari telunjuk, tengah, manis dan jari kelingking) di masukkan pada lingkaran
kawat yang dihubungkan dengan neraca pegas, kemudian ke-empat jari tersebut
digerakkan sampai menekan pangkal telapak tangan, maka pada neraca pegas
menunjukkan angka dalam kg yang merupakan besar F yang dimaksud. Hasil
percobaan yang telah dilakukan besar gaya peras tangan rata-rata adalah F = 8 (kg).
b)
Mengetahui
hubungan berat kelapa parut W (kg) dengan volume kelapa parut V (m3)
Untuk
mengukur hubungan W dengan V, yaitu dengan jalan kelapa parut dipadatkan atau
ditekan dalam sebuah bak. Kemudian untuk mengetahui berat maka kelapa parut
tersebut ditimbang, dan untuk mengetahui volumenya dengan mengukur dimensi
kelapa parut padat dalam bak. Hasil pengukuran yang dilakukan rata-rata W ~ 1
kg sama dengan V ~ 0,005
m3.
1 (kg) kelapa parut ~
0,005
(m3)
kelapa parut (1)
c)
Menghitung
diameter ulir tekan D2 (m)
Untuk menghitung D2 menggunakan
rumus :
P = F . S h
P = daya dalam ( kgf m/det = Hp ), diinginkan
¼ HP, h =
0,75
S = kecepatan dalam meter
per-detik ( m/det )
S = p .D1. N2,
sehingga :
P =F . p.D2. N2 . h
N2 =putaran
ulir tekan dalam (rpm), diinginkan 10 rpm
D2
= P h /F p N2=
184 . 0,75 / 879.3,14.(10/60) = 0,30 [m]
d)
Menghitung
kapasitas Q ( kg/jam ) atau ( m3/jam )
Untuk menghitung Q
menggunakan rumus :
Q = A . s
A = luas penampang volume kelapa
parut dalam silinder atau pada ulir tekan ( m2 ) dan dengan menentukan diameter
tabung D1 = 0,31 [m], maka
A = p/4 . (D1 2 – D2 2 ).
Q = p/4 . (D1 2 – D2 2 ). S =
p/4 .
(D1 2 – D2 2 ) . p.D0. N2
Q =p/4 . (0,312 – 0,32 ) . p.
0,305 . 10/60
Q = 7,52 . 10 - 4 ( m3/det )
Sesuai dengan persamaan (1)
didapat 1m3
kelapa parut ~ 19,95 kg kelapa parut, sehingga :
Q = 7,52. 10 - 4 . 19,95 = 0,015
(kg/det), atau
Q = 0,887 (kg/menit), atau
Q = 53,2 (kg/jam)
e)
Putaran
motor listrik yang akan digunakan N1
Untuk
menghitung N1
dengan menentukan diameter puli d1 = 150 mm (satu poros dengan gear
box) dan d2 = 500 mm (satu poros dengan ulir tekan) dan menggunakan
rumus
N2/N1 = d2/d1
10/N1 = 150/500
N1 = 33,333 (rpm)
Karena motor listrik
di pasaran tidak ada yang mempunyai putaran 33,333 rpm maka diperlukan
transmisi roda gigi/gear box 1 : 40 sehingga dipilih putaran motor
listrik 1450 rpm.
2. Langkah Pembuatan
a.
Pembuatan
ulir tekan
Sketsa ulir tekan, pembuatan dimensi ulir
tekan mengacu pada Q = 0,015 kg/det dari 3 kali proses pemerasan, sehingga
waktu proses pemerasan adalah t = 3 detik, maka panjang ulir tekan L dihitung
dengan persamaan :
L= Do . N2 . t / 60
L= . 0,305 .
3 / 60 = 0.478
L = 0,5 (m)
b.
Pembuatan
tabung
Sketsa tabung ulir
tekan yang dilengkapi dengan corong pemasukan dan lubang saluran santan.
Dimensi tabung dibuat berdasarkan diameter D2 dan panjang L ulir tekan dengan
memperhatikan ukuran kelapa parut. Karena kelonggaran antara ulir tekan
terhadap dinding dalam tabung 0,5 [mm), maka diameter tabung D1 = 0,31
[m] dan panjangnya L = 0,5 [m].
Pada
dasar tabung sampai setengah diameternya dikonstruksi berlubang dengan ukur
lubang mesh 200. Pada bagian atas di tengah tabung dibuat lubang tempat saluran
masuk kelapa parut.
c.
Merakit
mesin pemeras kelapa parut
Sketsa transmisi putaran melalui
dua tingkat transmisi yaitu roda gigi/gear box dan sabuk puli. Motor
Listrik ¼ Hp putaran 1450 (rpm), transmisi sabuk puli D1 = 150
[mm] dan D2
= 500 [mm] , gear box 43,5. Hasil rakitan mesin tersebut
dapat dilihat pada gambar.
BAB III
APLIKASI
1.
Cara Kerja
Cara kerjanya sebagai berikut : Kelapa parut dimasukkan ke dalam alat
melalui corong pemasukan bahan (1) , selanjutnya diputar oleh ulir tekan (2)
kearah tumpuan pemerasan (3), pintu pengeluaran ampas ditutup (4) beberapa
detik sampai santannya sudah tidak mengalir melalui segmen pengeluaran santan
(5), kemudian ampas dikeluarkan dengan membuka pintu buang ampas dan ditampung,
kemudian dicampur lagi dengan air dan dimasukkan kembali sampai ampasnya kering
(tidak mengandung santan).
Proses pemerasan
kelapa parut dengan ulir tekan membutuhkan putaran lambat, agar ulir mendorong
kelapa parut dengan perlahan, sehingga proses pemerasan dapat berlangsung.
Untuk mendapatkan putaran yang kecil pada ulir tekan, digunakan 2 (dua) tingkat
transmisi, yaitu transmisi sabuk (belt) dan transmisi roda gigi (gear
box).
Transmisi gear box:
Putaran dan daya motor listrik ditransfer menggunakan roda gigi, dimana
roda gigi I satu poros dengan motor listrik dengan daya ¼ HP dan putaran N =
1450 rpm, sedangkan roda gigi II dengan putaran N1= 33,33 rpm. Pada poros
roda gigi II diluar gear box dipasang puli berdiameter d1 = 150
[mm].
Transmisi sabuk puli :
Putaran puli d1 memutar puli d2 =500 [mm] seporos dengan ulir
tekan berdeamter melalui sabuk, karena perbandingan diamter puli d1 dan d2, maka
putaran ulir tekan menjadi N2 = 10 rpm.
BAB
IV
PENUTUP
1.
Kesimpulan
a. Mesin pemeras kelapa parut sistim pres ulir (screw
press) telah didesain dan dibuat modelnya, serta dapat digunakan dengan
baik untuk memeras kelapa parut, dengan 53,2 kg kelapa parut per jam.
b.
Mesin
digerakkan oleh motor listrik ¼ Hp dengan putaran 1450 rpm
c.
Transmisi
putaran menggunakan 2 tingkat transmisi, yaitu sabuk puli dan gear box.
DAFTAR PUSTAKA
§ Sularso,
Suja Kuyukatsu. 1983. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin.
P.T.Pradja Paramita, Jakarta.
§ Tata
Surdia, Sjinroku Saito.1984. Pengetahuan Bahan Teknik. P.T.Pradja
Paramita, Jakarta.
§ G.
Takeshi Sato, N. Sugiarto.1986. Menggambar Mesin Menurut Standar ISO.
P.T.Pradja Paramita, Jakarta.
§ Khurmi
R.S., Gufta J.K. 1992. A Text Book of Machine Design. Eurisa Publishing
Horn Ltd, New Delhi.