BAB III METODOLOGI MANUFAKTUR 3.1 Metode Pahl Dan Beitz Berdasarkan metode perancangan Pahl-Beitz dapat diaplikasikan pada perancangan lini produksi dengan cara membaginya menjadi 2 tahapan yaitu tahapan perancangan mesin lini produksi kemudian dilanjutkan dengan tahapan pembuatan mesin lini produksi. Perancangan mesin lini produksi akan menghasilkan layout dan spesifikasi mesin atau alat yang dibutuhkan. Ada catatan pelengkap dimana titik berat penilaian aspek teknis dan ekonomis untuk perancangan lini produksi adalah: biaya sebuah produk, kualitas produk, penggunaan orang, penggunaan peralatan, penggunaan area kerja, penggunaan energi, kesehatan dan keselamatan kerja. Secara umum proses pembuatan mesin lini produksi juga terbagi menjadi empat fase sama seperti dalam proses perancangan mesin. Rincian kegiatan keempat fase pembuatan mesin tersebut dan perbandingannya dengan perancangan mesin dapat dilihat pada tabel 3.1. Tabel 3.1 Rincian kegiatan perancangan mesin lini produksi Fase Perancangan Fase Perancangan Mesin Fase Pembuatan Mesin Pahl-Beitz Penjelasan tugas - Penjelasan tugas - Pembuatan daftar tuntutan - Penjelasan tugas - Penyusunan daftar kebutuhan Perancangan konsep - Abstraksi permasalahan dan identifikasi permasalahan utama - Penentuan struktur fungsi - Penentuan sturktur mekanisme gerak - Abstraksi permasalahan dan identifikasi permasalahan utama - Penentuan alat pembuatan mesin - Penentuan proses pembuatan 33
34 Perancangan Bentuk - Pembuatan gambar (Embodiment Design) berskala dengan batasan ruang - Pengembangan layout awal dan rancangan bentuk untuk fungsi utama - Evaluasi terhadap aspek teknis dan ekonomis - Pemeriksaan kesalahan dan faktor pengganggu Perancangan detail - Penyempurnaan layout dan daftar perancangan - Pembuatan spesifikasi perancangan - Persiapan awal daftar bagian dan dokumen produksi - Evaluasi aspek teknis dan ekonomis - Pembuatan gambar kerja dengan memperhatikan proses pembuatan - Pemilihan komponen utama - Penyusunan daftar komponen - Pembuatan konstruksi ulang dengan ukuran lebih tepat - Penentuan material - Perkiraan biaya - Optimasi dan penyempurnaan bentuk 3.2 Tempat dan Waktu Manufaktur Pada metodologi ini akan menyusun tugas akhir tentang perancangan mesin pengolah biopelet ampas tebu dilakukan di lab Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang dimana kegiatan ini dilakukan saat hembusan tertinggi hingga terendah pada saat penelitian berlangsung.
35 3.3 Rancangan Manufaktur Dalam melakukan perancangan ini, jenis perancangan yang digunakan adalah perancangan kualitatif dengan pembuatan mesin pengolah biopelet. Dipilihnya jenis perancangan ini karena penulis menganggap jenis ini sangat cocok dengan perancangan yang diangkat oleh penulis karena melakukan pembuatan suatu mesin dan menghasilkan produk jadi yang menjadi objek penelitian penulis. 3.3.1 Metode Manufaktur Mesin Mempertimbangkan penggunaan data berdasarkan jenis data dan sumbernya merupakan proses pengumpulan data yang tepat. Data objektif dan signifikan yang berhubungan dengan inti permasalahan proses perancangan merupakan indikator keberhasilan sebuah perancangan. Pengumpulan data perancangan dapat dilakukan sebagai berikut. 1. Studi Litelatur Penulis mencari informasi dari berbagai sumber referensi mengenai teori rancang bangun mesin, serta referensi tentang prinsip kerja mesin mixer, dan mesin screw press. Jurnal nasional maupun internasional, skripsi, tesis, buku dan referensi lain dari internet merupakan sumber referensi dari teori rancang bangun. Pengumpulan data dengan mempelajari masalah yang berkaitan dengan objek yang sedang diteliti, berdasarkan dari buku-buku pedoman, dan literatur yang dirancang oleh para ahli untuk memenuhi data yang diperlukan dalam penelitian agar mendapatkan hasil secara teoritis maupun riil. 2. Persiapan Alat dan Bahan Pada tahapan ini dilakukan persiapan alat dan bahan sangat penting untuk kelancaran rancang bangun mesin pengolah biobriket. Diantaranya besi holo dan plat besi sebagai bahan utama pembuatan kerangka mesin pengolah pelet selain itu ampas tebu dan tepung tapioca sebagai bahan baku pelet. Alat-alat bengkel seperti mesin
36 bubut, mesin las, gerinda, dan lain-lain sebagai alat penunjang perancangan mesin. 3. Pembuatan Rangka Pembuatan rangka ini merupakan langkah awal perancangan mesin pengolah pelet. Pada tahapan ini pembuatan rangka dari besi holo sesuai dimensi dan desain yang sudah ditetapkan. 4. Pembuatan Mixer Mixer dibuat dengan dimensi dan desain yang ditetapkan penempatan mixer terletak pada bagian atas kerangka. Mixer dilengkapi dengan tabung penampung adonan dan tulang mixer yang gabung dengan poros. Selanjutnya poros dihubungkan pulley dan v-belt ke motor penggerak. 5. Pembuatan Screw Press Pada tahap ini pembuatan screw press sebagai pressure adonan biobriket agar mencapai kepadatan tertentu dan berbentuk kubus. Dimana ketebalan plat screw antara 3mm-5mm karena menerima momen puntir yang besar. 6. Pembuatan Pemotong Biopelet Tahapan ini merupakan tahapan yang menentukan panjang pelet yang sudah jadi. Putaran pemotong mempengaruhi panjang biopelet. Namun, putaran pemotong dapat diatur sesuai kebutuhan. 7. Assembly Komponen Mesin Tahap ini adalah penggabungan komponen berupa mesin mixer, mesin screw press dan pemotong dengan kerangka mesin dengan proses pengelasan. Komponen-komponen ini disambungkan ke pulley dan v-belt kemudian diteruskan ke motor penggerak agar bisa berfungsi. 8. Hasil Mesin Hasil akhir dari proses pembuatan mesin pengolah biopelet adalah berbentuk mesin siap produksi. Dimana mesin ini melewati
37 proses percobaan yang berguna mengetahui kinerja dari mesin itu sendiri. 9. Percobaan Terhadap Mesin Pada tahap ini dilakukan berbagai percobaan terhadap mesin pengolah pelet agar selanjutnya dapat mengetahui data yang di dapat masuk dalam kategori efektif dan valid. 10. Evaluasi Kinerja Mesin Mesin yang sudah melewati proses percobaan maka langkah selanjutnya adalah dievaluasi, evaluasi bertujuan untuk mengetahui mesin bekerja sesuai ketentuan perancangan apa tidak. 11. Rekomendasi Pengembangan Mesin Pada proses pembuatan mesin tidak selalu sempurna, ada kalanya juga masih memiliki kekurangan pada mesinnya. Rekomendasi pengembangan mesin bertujuan untuk menutupi kekurangan mesin pengolah biopelet agar menjadi mesin yang sempurna. 3.3.2 Persiapan bahan 1. Persiapkan ampas tebu tanpa melewati proses karbonasi dan sudah menjadi serbuk. 2. Pembuatan perekat dari tepung tapioca yang dilarutkan dengan air kemudian dipanaskan sampai menjadi mengental. 3. Penakaran material ampas tebu dengan bahan perekat agar menghasilkan komposisi biopelet yang pas. 4. Proses pembuatan biopelet siap dilakukan dengan mesin sistem screw press.
38 3.4 Prosedur Manufaktur Mesin Pengolah Biopelet Mulai Pemilihan alat dan bahan Proses produksi komponen mesin Assembly komponen mesin Prototipe mesin Melakukan percobaan terhadap mesin Proses produksi komponen mesin Memenuhi syarat fungsional dan memenuhi tujuan perancangan TIDAK YA Rekomendasi pengembangan mesin Selesai Gambar 3.1 Diagram alir perancangan mesin
39 3.4.1 Blok Fungsi Fungsi dapat dideskripsikan sebagai aliran energi, aliran material dan aliran informasi, yang telah digambarkan sebagai blog fungsi dengan aliran masuk dan aliran keluar. Jenis energi dapat berupa energi mekanik listrik, atau termal. Ketika energi tersebut dialirkan maka dapat disimpan, ditransformasi, dialihkan, dll. Ampas Tebu Tepung Tapioka Energy Mesin Pengolah Biopelet Gambar 3.2 Blok fungsi Biopelet 3.5 Prinsip Kerja Mesin Pada mesin pengolah biopelet dengan sistem screw press ini mempunyai beberapa komponen-komponen mesin. Untuk komponen mesin satu dengan yang lain memiliki keterkaitan. Prinsip kerja atau sistem kerja mesin ini adalah ketika material biopelet sudah melewati proses penakaran komposisi antara ampas tebu dengan tepung tapioka. Sebelum proses penakaran ampas tebu tanpa melewati proses karbonasi dan tepung tapiokan melewati proses pemanasan agar bisa menjadi perekat. Ampas tebu tanpa melewati proses penghancuran sehingga menjadi serbuk dan tepung tapioka melewati proses pemanasan, material dimasukkan ke dalam mixer dengan takaran yang sudah ditentukan. Mixer akan mencampur material sampai benar-benar tercampur dan khalis. Ketika adonan sudah tercampur maka katup buka tutup pada tabung mixer dibuka agar adonan masuk pada penampung screw press. Adonan akan melewati proses pressure menggunakan screw press yang menggunakan mekanisme ulir yang digerakkan dengan motor penggerak. Ketika adonan sudah melewati proses pressure maka, adonan biopelet yang keluar berbentuk tabung melewati proses pemotongan dengan otomatis. Ukuran biopelet yang terpotong menyesuaikan rotasi putar pisau pemotong yang terdapat di depan kerucut cetakan. Biopelet yang sudah terpotong maka langsung jatuh pada tempat
40 yang disediakan. Langkah terakhir adalah menjemur adonan yang sudah jadi. Penjemuran cukup di dalam ruangan karena tidak membutuhkan suhu yang tinggi. 3.6 Desain Mesin Biopelet Berikut ini adalah desain dari mesin pengolah biopelet yang dilengkapi proses mixer, menggunakan proses press tipe screw dan memiliki pemotong otomatis pada bagian lubang output biopelet. Gambar 3.3 Desain mesin biopelet