Proposal Lomba

  • Published on
    16-Oct-2015

  • View
    10

  • Download
    1

Embed Size (px)

Transcript

<p>RANCANG BANGUN MESIN PEMARUT SINGKONG DENGAN PENGGERAK MOTOR LISTRIK DI KALANGAN PENGUSAHA MAKANAN </p> <p>PERANCANGAN ULANG DAN PEMBUATAN MESIN PEMARUT SINGKONG A. PENDAHULUAN</p> <p>A.1. Analisis Situasi</p> <p>Di Indonesia, tanaman singkong dapat tumbuh dan berproduksi di daerah dataran rendah sampai dataran tinggi (gambar 1), dari ketinggian 10.000 sampai 1.500 meter di atas permukaan laut. </p> <p>Gambar 1. Kebun singkong.Singkong juga sangat cocok dikembangkan di lahan-lahan marjinal, kurang subur, dan kurang sumber air. Oleh karena itu, hasil singkong di Indonesia memiliki kapasitas yang cukup besar. Petani singkong di Indonesia mampu menghasilkan 30-60 ton/ha, ini merupakan jumlah yang cukup besar jika dibandingkan dengan padi yang hanya mampu menghasilkan 4-6 ton/ha (Khudori, 1994). Dewasa ini singkong banyak diekspor ke Amerika Serikat dan Eropa dalam bentuk tapioka. Di negara-negara tersebut, singkong dimanfaatkan sebagai bahan baku industri pembuatan tepung tapioka dan tepung gaplek serta bahan pembuatan alkohol, etanol dan gasohol. Sebaliknya, di dalam negeri, singkong biasanya hanya digunakan sebagai pakan ternak dan bahan pangan tradisional nomor tiga setelah beras dan jagung (Suhardi dkk, 2002). </p> <p>Sebenarnya, selain sebagai pakan ternak dan bahan pangan tradisional seperti gaplek, oyek, krupuk dan masih banyak yang lainnya, singkong juga dapat ditingkatkan nilai jualnya. Salah satu caranya yaitu dengan diolah menjadi berbagai jenis makanan moderen seperti roti. Sebelum diolah menjadi roti, singkong terlebih dahulu diolah menjadi tepung tapioka</p> <p>Pembuatan tepung tapioka memerlukan proses pemarutan singkong dalam kapasitas yang cukup besar. Sehingga diperlukan mesin pemarut yang ekonomis dalam pengoperasiannya dan mudah dalam perawatannya. Namun pada kenyataannya, mesin pemarut singkong yang beredar di pasaran sebagian besar menggunakan penggerak berupa motor bensin (gambar 2). </p> <p>Gambar 2. Mesin pemarut singkong dengan penggerak motor bensin.</p> <p>Permasalahan yang timbul adalah selain harganya yang mahal, pemarutan singkong menggunakan motor bensin juga memerlukan biaya operasi yang cukup mahal. Hal tersebut diketahui dari hasil pengujian pemarutan yang telah dilakukan menggunakan motor bensin dengan daya 3,5 HP dan dengan putaran rol pemarut 1425 rpm. Pengujian pemarutan dilakukan sebanyak enam kali, dan singkong yang diparut setiap satu kali uji seberat 1 kg. Hasil pengujian menunjukan, waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk memarut singkong seberat 1 kg adalah 1 menit 28 detik dan bahan bakar bensin yang dibutuhkan sebanyak 22 mL. Pengujian tersebut membuktikan bahwa pemarutan menggunakan motor bensin kurang efektif karena waktunya relatif lama dan biaya operasinya mahal, jika harga bensin sekarang Rp.6000/liter maka biaya pemarutan per kg adalah Rp.132. Selain itu, keamanan pemarut pada waktu proses pemarutan kurang terjamin karena elemen mesin yang berputar tidak dilengkapi dengan penutup. Proses pemarutan menggunakan motor bensin pengoperasian dan perawatannya juga tidak mudah. Motor bensin memerlukan perawatan dan penggantian komponen mesin yang rusak pada jangka waktu tertentu (servis) dan tidak semua orang dapat melakukannya</p> <p>Hal tersebut tidak sesuai dengan keadaan industri pengolahan singkong, karena pada umumnya industri tersebut adalah industri yang bermodal kecil dan berpendidikan rendah. Selain itu, sebagian besar industri kecil berlokasi di wilayah perkampungan yang dapat mengganggu kenyamanan lingkungan sekitar yang disebabkan oleh suara bising dari mesin tersebut. Dampak lingkungan lain juga akan timbul karena mesin tersebut menyebabkan polusi udara yang berasal dari gas buang mesin. Hal tersebut tidak sesuai dengan tata cara pengolahan makanan yang benar karena harus benar-benar higienis supaya aman pada saat dikonsumsi.Untuk meninjau secara detail pentingnya mesin pemarut singkong ini ditunjukkan pada gambar 3.</p> <p>Gambar 3. Bagan alir pentingnya mesin pemarut singkong yang ekonomis.</p> <p>A.2. Perumusan Masalah</p> <p>Permasalahan yang ada pada industri makanan yang berbahan utama singkong dan tapioka berdasarkan hasil pengujian menggunakan pemarut motor bensin yang umum beredar di pasaran (daya 3,5 HP dan putaran 1425 rpm) adalah :</p> <p>a. biaya operasinya relatif mahal, karena untuk memarut singkong seberat 1 kg membutuhkan bahan bakar bensin sebanyak 22 mL (jika harga bensin Rp.6000/liter, maka biaya operasinya sama dengan Rp.132 rupiah/kg).</p> <p>b. waktu pemarutan relatif lama, karena untuk memarut singkong seberat 1 kg membutuhkan waktu 1 menit 28 detik.</p> <p>c. suara bising dan dampak lingkungan dari gas pembuangan motor bensin sebagai penggerak mesin pemarut mengurangi kenyamanan lingkungan sekitar.</p> <p>d. keamanan pemarut pada waktu proses pemarutan kurang terjamin karena elemen mesin yang berputar tidak dilengkapi dengan penutup.</p> <p>e. pengoperasian dan perawatannya memerlukan keahlian khusus, karena tidak semua orang mengerti cara perlakuan terhadap motor bensin.</p> <p>Berdasarkan uraian di atas, maka sangatlah perlu dirancang ulang dan dibuat mesin pemarut singkong untuk meningkatkan efisiensi proses pemarutan. Terlaksananya kegiatan ini secara khusus akan meningkatkan keefektifan, keekonomisan, keamanan dan kenyamanan dalam proses pemarutan singkong</p> <p>B. TUJUAN</p> <p>Tujuan utama dari program ini adalah : </p> <p>1. Terciptanya desain mesin pemarut singkong. 2. Terciptanya mesin pemarut singkong yang mampu bekerja efektif, ekonomis, aman dan nyaman pada proses pemarutan.C. LUARAN DAN MANFAAT</p> <p>C.1. Luaran</p> <p>Luaran produk peralatan tepat guna yang akan dihasilkan adalah prototype mesin pemarut singkong, yang dapat digunakan untuk memarut singkong dengan efektif. Sumber energi yang digunakan adalah energi listrik 200 Watt. Mesin ini juga dilengkapi dengan penutup untuk komponen mesin yang sangat berbahaya jika tersentuh, sehingga keamanan operator dapat terjamin.C.2. Manfaat</p> <p>a. Potensi Ekonomi Produk</p> <p>Secara umum potensi ekonomi produk yang diperoleh antara lain: biaya pembuatan mesin murah (harga mesin murah), proses pemarutan cepat, biaya operasional mesin murah sehingga dapat menekan biaya produksi. Biaya perawatan mesin menjadi berkurang karena tidak perlu mengganti komponen dari motor bensin secara periodik, seperti busi, service karburator dan lain sebagainya.. Mesin ini dapat dimanfaatkan oleh produsen kelas menengah dan keluarga. Nilai ekonomis bahan makanan yang dihasilkan juga akan meningkat, dimana dengan menggunakan mesin ini diharapkan bahwa kebersihan dari hasil parutan akan tejamin, sehingga aman sewaktu dikonsumsi.</p> <p>b. Nilai Tambah dari sisi Iptek</p> <p>Ditinjau dari sisi iptek yaitu pemanfaatan teknologi tepat guna. Desain mesin sederhana, namun mempunyai manfaat yang tinggi. Pembuatan alat ini cukup hanya menggunakan mesin perkakas konvensional, sehingga dapat dilakukan di bengkel kecil. Melalui program ini, akan dilakukan pembinaan bengkel untuk membuat mesin pemarut singkong.</p> <p>c. Dampak Ikutan</p> <p>Setelah prototype mesin pemarut singkong ini sudah teruji dan dapat diterima oleh kalangan pengusaha makanan berbahan dasar parutan singkong atau tepung tapioka, maka produk ini akan dipaparkan di hadapan instansi terkait di DIY. Dengan demikian, pengusaha memperoleh informasi tersebut melalui instansi terkait. Keberhasilan dan dampak ikutan pengusaha lain dalam kegiatan ini menjadi salah satu tolak ukur terwujudnya cita-cita DEPERINDAG Prop. DIY untuk meningkatkan pemberdayaan ekonomi rakyat melalui pengembangan UKM mandiri dengan teknologi tepat guna. Meningkatnya perekonomian rakyat ini akan meningkatkan pula income perkapita daerah.</p> <p>d. Nilai Tambah bagi Perguruan Tinggi dan Pemerintah</p> <p>Bagi perguruan tinggi, kegiatan ini merupakan wujud nyata dari tri dharma perguruan tinggi yang ketiga. Kepercayaan dan keyakinan masyarakat akan kemampuan kinerja institusi UMY pada rekayasa teknologi juga menjadi semakin kuat. Kedekatan perguruan tinggi (UMY) dengan masyarakat sekitarnya juga semakin rekat</p> <p>Nilai tambah bagi pemerintah adalah meningkatnya perekonomian masyarakat pengusaha makanan dari singkong dan tapioka serta pemilik bengkel, dengan rincian sebagai berikut; peningkatan pendapatan para pengusaha dan peningkatan order bagi pemilik bengkel teknologi tepat guna. Secara umum, terlaksananya program ini akan meningkatkan kesejahteraan masyarakat khususnya para pengusaha makanan dari singkong dan tapioka serta perbengkelan.</p> <p>Pelaksanaan program ini juga sekaligus akan menjadi jembatan kerjasama antara perguruan tinggi dan beberapa industri kecil, Industri Perbengkelan Tepat Guna dan industri makanan dari singkong dan tapioka. Program ini diharapkan terus berlanjut untuk intensifikasi usaha makanan di daerah lain, sehingga dalam skala nasional program ini akan menaikkan pendapatan perkapita daerah.</p> <p>D. TINJAUAN PUSTAKA</p> <p>Pemilihan elemen-elemen pada perancangan dan pembuatan mesin pemarut singkong ini juga harus memperhatikan kekuatan bahan, safety factor, dan ketahanan dari berbagai komponen tersebut. Elemen mesin tersebut adalah motor elektrik, poros, puli, bantalan duduk, mur dan baut.</p> <p>D.1. Motor elektrik</p> <p>Motor elektrik adalah elemen mesin yang berfungsi sebagai tenaga penggerak yang disesuaikan dengan kebutuhan daya mesin dengan menggunakan energi listrik. Jika (rpm) adalah putaran dari poros motor listrik dan T (kg.mm) adalah torsi pada poros motor listrik, maka besarnya daya P (kW) yang diperlukan untuk menggerakkan sistem adalah (Sularso, 2004) : </p> <p>Dengan : P = Daya motor listrik (kW)</p> <p> T = Torsi (kg.mm)</p> <p>D.2. Poros</p> <p>Poros berperan meneruskan daya bersama-sama dengan putaran. Umumnya poros meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi dan rantai, dengan demikian poros menerima beban puntir dan lentur. Putaran poros biasa ditumpu oleh satu atau lebih bantalan untuk meredam gesekan yang ditimbulkan.a. Daya rencana</p> <p>Dengan : </p> <p> = Daya rencana (HP)</p> <p> = Faktor koreksi</p> <p> = Daya nominal output dari motor penggerak (HP)</p> <p>T = 9,74.10 </p> <p>Dengan :T = Momen puntir (N.mm)</p> <p>n = putaran motor penggerak (rpm)</p> <p>b. Tegangan geser :</p> <p>Maka diameter poros untuk beban puntir dan lentur :</p> <p>d</p> <p>Dengan :d= Diameter poros (mm)</p> <p> = Tegangan geser (kg/mm)</p> <p> k= Faktor korelasi</p> <p> k = Faktor koreksic. Tegangan geser maksimum :</p> <p>D.3. Puli V-belt</p> <p>Puli V-belt merupakan salah satu elemen mesin yang berfungsi untuk mentransmisikan daya seperti halnya sproket rantai dan roda gigi. Bentuk puli adalah bulat dengan ketebalan tertentu, di tengah-tengah puli terdapat lubang poros. Puli pada umumnya dibuat dari besi cor kelabu FC 20 atau FC 30, dan ada pula yang terbuat dari baja.Rumus perhitungan tersebut adalah sebagai berikut (Sularso, 1994):</p> <p>a. Perbandingan transmisi</p> <p>Dengan : </p> <p> = putaran poros pertama (rpm)</p> <p> = Putaran poros kedua (rpm)</p> <p> = diameter puli penggerak (mm)</p> <p> = diameter puli yang digerakan (mm)</p> <p>b. Kecepatan sabuk</p> <p> (m/s)</p> <p>Dengan : V = kecepatan sabuk (m/s)</p> <p>d = diameter puli motor (mm)</p> <p>n = putaran motor listrik (rpm)</p> <p>c. Panjang sabuk </p> <p>L = 2.C + (dp + Dp) + (Dp - dp) </p> <p>Dengan : L = panjang sabuk (mm)</p> <p>C = jarak sumbu poros (mm)</p> <p> D = diameter puli penggerak (mm)</p> <p>D= diameter puli poros (mm)D.4. Bantalan</p> <p>Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerak bolak-balik dapat bekerja dengan aman, halus dan panjang umur. Bantalan harus kokoh untuk memungkinkan poros atau elemen mesin lainnya dapat bekerja dengan baik.</p> <p>Rumus perhitungan bantalan gelinding antara lain (Sularso, 2004) :</p> <p>a. Beban ekuivalen dinamis</p> <p>P = x.v. Fr + Fa.Y</p> <p>Dengan : x = 0,56</p> <p>v = 1</p> <p>y = 1,45</p> <p>Fr = beban radial</p> <p>Fa = beban aksial</p> <p>b. Faktor kecepatan</p> <p>c. Faktor umur</p> <p>d. Umur bantalan</p> <p>LK = 500 </p> <p>D.5. Mur dan baut</p> <p>Mur dan baut merupakan alat pengikat yang sangat penting dalam suatu rangkaian mesin. Jenis mur dan baut beraneka ragam, sehingga penggunaannya disesuaikan dengan kebutuhan. Pemilihan mur dan baut sebagai pengikat harus dilakukan dengan teliti untuk mendapatkan ukuran yang sesuai dengan beban yang diterimanya sebagai usaha untuk mencegah kecelakaan dan kerusakan pada mesin.</p> <p>D.6. Pengelasan</p> <p>Berdasarkan definisi dari Deutche Indusrtries Normen (DIN), las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Perhitungan kekuatan las seperti pada rumus di bawah ini (Zainul Achmad, 1999) : Tegangan Total :</p> <p> Dengan : F = Gaya yang bekerja (N)</p> <p> = Tegangan total (N/mm)</p> <p>H = Tinggi plat (mm)</p> <p>A = Luas penampang (A = 2.a.)</p> <p>a = Lebar pengelasan (mm)</p> <p> = Panjang las</p> <p>E. METODOLOGI</p> <p>Secara umum tahapan langkah pelaksanaan pembuatan mesin pemarut singkong dalam rangka mendukung program pemerintah yaitu penerapan teknologi tepat guna bagi kalangan industri kecil, ditunjukkan pada diagram alir pelaksanaan seperti gambar 4. Gambar langkah pelaksanaan pembuat mesin pemarut adalah sebagai berikut :</p> <p>Gambar 4. Diagram alir pembuatan mesin pemarut singkong.Perhitungan program ini diawali dengan penentuan kapasitas pemarutan. Data kapasitas ini digunakan sebagai data utama dalam perancangan mesin, khususnya besarnya daya yang digunakan.</p> <p>Daya pemarutan ditentukan dengan cara menghitung putaran rol pemarut yang dibutuhkan sesuai dengan kapasitas yang diinginkan dan perbandingan diameter puli yang digunakan. Untuk menentukan diameter poros terlebih dahulu diasumsikan gaya yang digunakan untuk mendorong singkong pada bidang parut. Gaya yang diasumsikan digunakan untuk menghitung torsi sebagai dasar dalam penghitungan diameter poros kerja. Setelah diameter poros ditentukan, maka bantalan yang akan digunakan mengikuti besarnya diameter poros tersebut. Dari perhitungan yang telah disebutkan di atas maka daya motor dapat dihitung dan ditentukan.Desain mesin pemarut singkong ini lebih portable dan sangat simple. Desain mesin seperti tidak membutuhkan tempat yang luas seperti terlihat pada gambar 5.</p> <p>Gambar 5. Desain mesin pemarut singkongF. KELAYAKAN MITRA</p> <p>F.1. Sumber Daya Manusia</p> <p>Industri/pengusaha kecil rekanan yang terkait secara langsung adalah UD.Makmur di jalan Godean pengusaha makanan dengan bahan dasar hasil parutan singkong dan tepung tapioka, sedangkan industri yang terkait secara tidak langsung adalah industri perbengkelan teknologi tepat guna. Tingkat kualitas sumber daya manusia (industri/pengusaha kecil) tersebut dapat dikatakan mempunyai keterampilan yang cukup baik. Namun, keterampilan ini tidak diikuti oleh perkembangan teknologi, sehingga mereka masih menggunakan sistem-sistem yang kurang efektif, ekonomis, aman dan nyaman. Penyebab tersebut di atas salah satunya adalah rendahnya tingkat pendidikan pekerja. </p> <p>F.2. Kondisi Manajemen dan Investasi</p> <p>Kebanyakan para pengusaha tingkat rumah tangga masih menggunakan pola manajemen keluarga. Bera...</p>