RANCANG BANGUN MESIN PEMECAH BIJI KEMIRI DENGAN SISTEM BENTUR Sumardi 1* Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Lhokseumawe Jl. Banda Aceh Medan Km. 280 Buketrata Lhokseumawe 24301 Email: Sumardi63@gmail.com Abstrak Dengan pesatnya perkembangan teknologi dan kebutuhan manusia untuk mengolah hasil pertanian telah mempengaruhi pola pikir masyarakat untuk selalu berusaha mencari solusi bagaimana mengaplikasikan teknologi untuk meningkatkan efisiensi kerja dan pendapatan para petani tanaman pangan khususnya buah kemiri dengan proses pengolahan untuk pemisahan cangkang dengan isi/inti biji kemiri. Dari beberapa hal yang mendasari diatas adalah sebagai dasar pemikiran untuk mendesain dan pabrikasi mesin pemecah biji kemiri ini. Berdasarkan hasil survey data dan informasi, secara fisik biji kemiri memiliki kekerasan cangkang yang berbeda-beda pada masingmasing daerah di Aceh. Proses pemecahan biji kemiri biasanya dilakukan oleh masyarakat secara konvensional yaitu menggunakan palu karet dengan kapasitas yang dihasilkan sebanyak 2 kg/jam. Dari prinsip kerjanya secara nanual tentu cara ini tidak efektif. Oleh karenanya diperlukan perancangan dan pembuatan mesin pemecah biji kemiri secara mekanik untuk proses produksi yang cepat dan kapasitas produksinya lebih besar. Prinsip kerja mesin, sebelum proses pemecahan biji kemiri dengan mesin, biji kemiri terlebih dahulu dijemur dengan kadar air mencapai 7 10%. Setelah itu dilakukan proses pendinginan dengan freezer hingga temperatur 5 0 C, proses pendingin bertujuan untuk pelekangan cangkang dengan isi bagian dalam (penciutan isi dalam) sehingga cangkang mudah terpecah akibat adanya proses pembenturan didalam casing. Dari hasil proses pemecahan ini,maka diharapkan cangkang dan isi/inti biji kemiri dapat terpisah, dimana inti biji kemiri bentuknya dalam kondisi tidak hancur. Kata kunci : Rancang bangun, Mesin pemecah, Casing, Rotor bar.
Pendahuluan Seiring dengan pesatnya perkembangan teknologi saat ini, telah mempengaruhi pemikiran manusia untuk selalu berusaha mencari solusi bagaimana mengaplikasikan teknologi untuk meningkatkan hasil produksi dan mempermudah pekerjaan seperti dibidang pertanian tanaman pangan khususnya tumbuhan buah kemiri. Laju perkembangan tanaman buah kemiri di provinsi Aceh yaitu terletak di beberapa daerah kabupaten sebagai penghasil buah kemiri yang produktif antara lain : Aceh Barat, Aceh Besar, Pidie, Aceh Utara, dan Aceh Tenggara. Buah kemiri menurut kontur fisik memiliki kekerasan cangkang yang berbeda-beda seperti yang telah diketahui di lima kabupaten tersebut. Sebagai contoh kekerasan cangkang biji kemiri di Aceh Utara lebih keras di bangdingkan dengan cangkang biji kemiri yang ada di Aceh Tenggara. Hal ini tentu akan mempengaruhi mekanisme dan komponen mesin pemecah biji kemiri. Dalam perancangan dan pembuatan mesin pemecah, dimana mekanisme pemecah dipilih dari jenis material yang sesuai, agar mesin pemecah mampu untuk memecahkan kekerasan cangkang berbagai jenis biji kemiri. Berdasarkan perbandingan prinsip kerja sistem pemecah biji kemiri yang sudah dilkukan secara manual oleh masyarakat, merupakan sebagai dasar perancangan dan pembuatan mesin pemecah biji kemiri ini dengan sistem bentur. Dengan sistem mekanis ini diharapkan dapat berfungsi untuk memecahkan cangkang biji kemiri tanpa merusak daging intinya. Pada perancangan mesin pemecah biji kemiri dengan sistem bentur ini yaitu menggunakan rotor bar yang terletak pada bagian dalam casing. Sebelum proses pemecahan biji kemiri dengan mesin, biji kemiri terlebih dahulu dijemur dengan kadar air mencapai 7 10%. Setelah itu dilakukan proses pendinginan dengan freezer hingga temperatur 5 0 C [4], proses pendingin ini bertujuan untuk terlepasnya kulit cangkang dengan isi bagian dalamnya (penciutan isi dalam). Tinjauan Pustaka Proses pemesinan dan komponen utama Mesin bor Menurut Taufiq Rochim [6], mesin bor adalah suatu jenis mesin gerakannya memutarkan alat pemotong yang arah pemakanan mata bor hanya pada sumbu mesin tersebut. Sedangkan pengeboran adalah operasi menghasilkan lubang berbentuk bulat dalam lembaran-kerja dengan menggunakan pemotong yang berputar. Mesin bor diklasifikasi ada bererapa jenis mesin bor antara lain : bor vertikal, bor tiang, dan bor tangan. Bor tangan biasanya di gunakan pada konstruksi yang ringan. Gambar mesin bor tangan dapat dilihat pada Gambar 1 berikut ini. Gambar 1 Mesin Bor Tangan
Elemen dasar dari mesin bor dapat diketahui atau dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : 1. Kecepatan potong : 2. Kecepatan makan : 3. Kecepatan penghasilan geram : z = π. Mesin Gerinda. d. n v [1] 1000 v f f z [2] n. z Mesin gerinda berfungsi untuk menggerinda /meratakan permukaan benda kerja. Mesin gerinda juga dapat bertujuan untuk mengasah benda kerja seperti pisau dan pahat, atau dapat juga bertujuan untuk membentuk benda kerja seperti merapikan hasil pemotongan, merapikan hasil las, membentuk lengkungan pada benda kerja yang bersudut, menyiapkan perrmukaan benda kerja untuk dilas, dan lain-lain. [3] Mesin bubut Gambar 2 Mesin Gerinda tangan Bubut merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan pada pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. Gerakan putar dari benda kerja disebut gerak potong relatif dan gerakkan translasi dari pahat disebut gerak umpan. Dengan mengatur perbandingan kecepatan rotasi benda kerja dan kecepatan translasi pahat maka akan diperoleh berbagai macam ulir dengan ukuran kisar yang berbeda. Hal ini dapat dilakukan dengan jalan menukar roda gigi translasi yang menghubungkan poros spindel dengan poros ulir. Gambar 3 Mesin bubut
Poros Poros merupakan salah satu bagian utama yang berfungsi untuk mentrasmisikan putaran dari motor penggerak. Putaran dari motor penggerak dengan sistem transmisi seperti ini diteruskan oleh poros. Poros selain berfungsi untuk meneruskan putaran, juga sebagai alat bantu pemecah biji kemiri untuk tempat dudukan rotor bar. Puli dan Sabuk Puli (pulley) merupakan salah satu elemen mesin yang berfungsi untuk mentransmisikan daya dan putaran dari poros penggerak. Sabuk (belt) berfungsi untuk memindahkan daya dan putaran dari motor ke mesin Pemecah biji kemiri sistem bentur. Bantalan Gambar 4 Bentuk dan imensi penampang sabuk -V Menurut Sularso dan suga, kiyokatsu [2], bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak baliknya secara bebas dapat berlangsung secara halus, aman tanpa mengalami gesekan yang berlebihan. Untuk konstruksi alat ini bantalan yang akan digunakan adalah bantalan radial seperti yang terlihat pada gambar 5 berikut ini. Motor bensin Gambar 5 Jenis bantalan radial yang digunakan Motor Bensin adalah merupakan motor putaran cepat serta memberikan torsi yang tinggi, yang digunakan sebagai penggerak mula dalam perancangan ini dan tidak berhubungan dengan arus listrik serta bisa digunakan kesemua tempat. Motor bensin ini merupakan salah satu jenis mesin penggerak yang banyak di pakai.
Pengelasan Gambar 6 Motor Bensin Menurut Wiryosumarto. H, Okumara, T, [7], proses pengelasan, karena panas yang ditimbulkan dapat untuk melelehkan atau mencairkan permukaan benda kerja dengan elektroda yang ikut mencair dan mengisi tempat sambungan las. Proses pengelasan disini diperlukan untuk membuat krangka (frame) konstruksi mesin yang direncanakan. Luas daerah pengelasan : A = a. t [4] Menghitung volume sambungan las : V s = A.L [5] Menghitung volume elektroda dengan diameter 2,6 mm dan panjangnya 350 mm : Menghitung banyak elektroda yang dibutuhkan : B E = Menghitung waktu yang diperlukan untuk proses pengelasan : T = V E =. d2. L [6] [7] [8] Metode Produksi Gambar 7 Mesin Las Desain gambar mesin pemecah biji kemiri Perancangan gambar yang akan dipabrikasi terdiri dari dimensi sebagai berikut : Panjang : 120 cm = 1200 mm Lebar : 20 cm = 200 mm Tinggi : 120 cm = 1200 mm Langkah pembuatan dan perakitan komponen utama :
- Pembuatan krangka dudukan mesin : Gambar 8 Krangka dudukan mesin - Pembuatan Landasan pemecah dan rotor bar : Gambar 9 Landasan pemecah dan Rotor bar - Perakitan poros, bearing,dan casing pada kerangka : Gambar 10 Perakitan kerangka, puli, bearing, dan casing landasan pemecah
Hasil Dan Pembahasan Poros & Bantalan Puli & Sabuk Casing & Rotor bar Motor penggerak 5,5 Hp, 3000 rpm Krangka mesin Hopper Hasil produksi & Pemecahan cangkang Gambar 11 Hasil pabrikasi mesin pemecah biji kemiri dengan sistem bentur Aspek Engineering Alat/mesin pemecah biji kemiri ini dibuat di Laboratorium Produksi dan Pemesinan Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Lhokseumawe. Pembuatan alat/mesin membutuhkan waktu selama 1 minggu. Berdasarkan hasil survey lapangan, perbandingan proses pemecahan biji kemiri yaitu : 10 kg biji kemiri yang belum terkupas menghasilkan sebanyak 4 kg isi/inti bagian dalam yang sudah terkupas dari kulit cangkangnya. Jadi dari hasil pembuatan mesin pemecah biji kemiri dengan sistem bentur ini telah di uji produksi ternyata memiliki kapasitas produksi sebanyak 15 s.d 16 kg/menit. Aspek Ekonomi Mesin pemecah biji kemiri ini sangat dibutuhkan oleh masyarakat terutama para petani tanaman buah kemiri di beberapa kabupaten di wilayah provinsi Aceh. Proses pengolahan biji kemiri sangat berpotensi bahkan menjadi suatu usaha industri rumah tangga, dimana inti/daging buah kemiri pada umumnya digunakan sebagai obat-obatan, minyak rambut, dan makanan. Biji kemiri yang banyak diminati konsumen sebagai bahan baku olahan yaitu berupa isi/inti bagian dalam yang sudah terkupas dari cangkangnya, dimana harga rata rata dipasaran : biji kemiri yang sudah terkupas seharga Rp 30.000/kg, sedangkan yang belum terkupas dengan harga Rp 5000/kg. Kesimpulan Dari hasil rancang bangun mesin pemecah biji kemiri dengan sistem bentur ini dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Pada desain gambar konstruksi alat/mesin pemecah bentuknya sangat sederhana dan dapat dibuat di lab. Produksi dan pemesinan Jurusan Teknik Mesin-Politenik Negeri Lhokseumawe.
2. Pada proses pembuatan alat/mesin terdiri dari komponen standar yaitu komponenkomponen yang dibeli seperti : Motor bensin, bearing, puli, sabuk, baut/mur, plat lembaran, dan besi profil. Sedangkan yang dikerjakan langsung adalah : kerangka konstruksi, poros transmisi, casing pemecah, dan rotor bar. 3. Hasil rancang bangun alat/mesin pemecah biji kemiri dengan sistem bentur dapat berfungsi dengan baik sesuia dengan yang direncanakan. Dan mesin hasil rancang bangun ini memiliki kapasitas produksi 15 s.d 16 kg/menit. Referensi 1. Anoname, 2011. Bagaimana Cara Menghitung Breakeven Point Usaha Anda, dilihat tanggal 14 juni 2012 (http://suhaplanner.worderess.com) 2. Sularso dan Suga, Kiyokatsu, 1997, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Element, PT. Pradya Paramita, Jakarta. 3. Taufiq Rochim. T, 1993, Teori dan Teknologi Pemesinan, HEDS- JICA, Jakarta 4. Wiryosumarto. H, Okumara, T, 2002, Teknologi Prosess Pengelasan, PT. Pradya Parmita, Jakarta.