BAB 5 HASIL PERANCANGAN MESIN 5.1 Pelaksanaan Pembuatan Mesin 1. Tahap awal dalam pembuatan mesin adalah pembuatan rangka mesin, bodi mesin, pembubutan poros pemegang mata pisau pengupas, pembuatan mata pisau pengupas (tipe 1), pemasangan bantalan, dan sistem transmisi. Sistem transmisi meliputi pembubutan puli yang akan dipasang pada poros dan pada elektro motor, pembuatan dudukan elektro motor, dan pemasangan v-belt. Gambar 5.1 Pelaksanaan tahap pertama 98
2. Tahap kedua adalah modifikasi mata pisau karena hasil pengupasan dari mata pisau tipe 1 tidak maksimal. Perubahan ini dilakukan beberapa kali hingga hasil pengupasan mata pisau dianggap baik. Kendala yang dialami dalam proses pembuatan mata pisau ini dijelaskan lebih lengkap pada bagian Mata Pisau Tipe 2 Tipe 3 Tipe 4 Gambar 5.2 Pelaksanaan tahap kedua 3. Tahap ketiga Setelah mata pisau telah berfungsi baik, maka dibuat hopper untuk menampung buah kopi kering yang akan dikupas dan lubang pengeluaran (outlet). Pada tahap ini juga dibuat sistem pemisah kulit dan biji kopi kering yang telah dikupas berdasarkan hipotesa awal sistem pemisahan yang diambil. Gambar 5.3 Pembuatan rangkaian pemisah 99
4. Tahap keempat Setelah semua proses pembuatan komponen selesai, maka agar material baja karbon tidak mudah mengalami korosi serta agar mesin memiliki nilai estetika yang baik, maka dilakukan pengecatan. Setelah proses pengecatan selesai maka komponenkomponen yang telah dicat dirakit kembali menjadi satu kesatuan mesin. Gambar 5.4 Mesin Pengupas dan Pemisah Kulit Buah Kopi Kering 100
5. Tahap kelima Untuk memastikan apakah mesin bekerja dengan baik, maka dilakukan pengujian Gambar 5.5 Hasil Pengujian Mesin Pengupas dan Pemisah Kulit Buah Kopi Kering Setelah dilakukan pengujian, pengupasan kulit buah kopi kering berfungsi dengan baik ditandai oleh hasil pengupasan buah kopi kering yang terkupas secara baik, namun karena ukuran buah kopi kering yang tidak seragam maka hasil pengupasan tidak maksimal. Pada proses pemisahan, hipotesa yang diambil ternyata tidak berjalan sesuai keinginan dan mesin pemisah tidak berfungsi dengan baik. 101
5.2 Cara kerja mesin Mesin pengupas dan pemisah kulit biji kopi ini bekerja menggunakan daya listrik. Ketika daya listrik terhubung ke elektro motor maka daya elektro motor akan ditransmisikan ke poros pengupas melalui sabuk-v. Putaran elektro motor 1500 rpm akan diturunkan menjadi 900 rpm dengan memanfaatkan perbandingan diameter puli, dimana diameter puli yang terpasang pada elektro motor adalah 3 in dan yang terpasang pada poros adalah 5 in. Poros pengupas yang berputar ini berfungsi untuk mengupas kulit kopi kering yang dimasukkan ke mesin melalui hopper. Karena dimensi ruang pengupas yang terbatas, maka dipasangkan pintu penghalang pada hopper agar jumlah buah kopi kering yang masuk dapat dibatasi. Setelah buah kopi kering terkupas, maka biji kopi kering akan terpisah dari kulit kopi kering. Proses selanjutnya adalah memisahkan kulit kopi dengan biji kopi dengan cara penyaringan dan penghembusan oleh blower. Penyaringan bertujuan agar biji kopi yang dimensinya lebih kecil dari kulit kopi yang terkupas akan jatuh ke penampungan biji kopi, sedangkan hembusan oleh blower bertujuan untuk menghempaskan serpihan kulit kopi yang lebih ringan agar ditampung di tempat yang telah disiapkan. 102
5.3 Langkah Pengoperasian Mesin Dalam setiap mesin yang dibuat haruslah diberikan SOP (Standart Operational Procedure), yaitu langkah pengoperasian agar mesin dapat bekerja secara tepat. Langkah pengoperasian dari Mesin Pengupas dan Pemisah Kulit Buah Kopi Kering yang dibuat adalah sebagai berikut : 1. Siapkan Mesin Pengupas dan Pemisah Kulit Buah Kopi Kering. 2. Siapkan bahan (kopi kering). 3. Posisikan saklar motor listrik dan saklar blower pada posisi ON. 4. Masukan buah kopi kering ke dalam hopper 5. Atur jarak penggilas dengan rol pengupas menggunakan setelan. 6. Buka pintu masuk kopi, kemudian kopi akan menuju ke rol pengupas yang akan mengupas kulit kopi tersebut. 7. Atur kecepatan aliran udara yang ada pada blower. 8. Biji kopi dan kulit kopi tersebut kemudian masuk kedalam tabung pemisahan yang berputar dan selanjutnya biji kopi dan kulit kopi akan keluar dari outlet yang berbeda dengan hasil biji kopi sudah terkelupas dan sudah terpisah antara biji kopi dengan kulit kopi tersebut. 9. Matikan mesin dengan memposisikan saklar OFF. 103
5.4 Kendala Yang Dihadapi Dalam Proses Pembuatan Mesin 5.4.1 Mata Pisau Pengupas Dalam pembuatan mesin ini, pembuatan mata pisau pengupas melalui beberapa kali perubahan, karena penyesuaian terhadap karakteristik buah kopi kering. Mata Pisau Tipe 1 Gambar 5.6 Mata Pisau Tipe 1 Gambar 5.7 Mata Pisau Tipe 1 dan hasil pengupasan Hasil pengupasan pada mata pisau jenis 1 tidak baik, hanya sedikit buah kopi kering yang terkupas. 104
Mata Pisau Tipe 2 Gambar 5.8 Mata Pisau Tipe 2 dan hasil pengupasannya Hasil pengupasan pada mata pisau tipe 2 jauh lebih baik daripada tipe 1 karena adanya pisau tambahan pada dinding yang bisa diatur. Hasil pengupasannya lebih dari 60% buah kopi kering terbelah 2, namun buah kopi kering yang terbelah masih mengikat biji kopi pada kulitnya. 105
Mata Pisau Tipe 3 Gambar 5.9 Mata Pisau Tipe 3 dan hasil pengupasannya Pada mata pisau tipe 3 hasil pengupasan lebih baik dari tipe 2, sekitar 70 % kulit buah kopi kering terkupas dengan baik, namun karena jarak mata pisau pada roller pengupas yang terlalu rapat, banyak biji kopi yang terjebak pada roller. 106
Mata Pisau Tipe 4 Setelan Pisau longgar Setelan Pisau standar Setelan Pisau kencang Gambar 5.10 Mata Pisau Tipe 4 dan hasil pengupasannya Hasil pengupasan pada mata pisau tipe 4 ini, sekitar 90% kulit buah kopi kering terkupas dan terpisah dari biji kopi, namun karena perbedaan ukuran tiap-tiap buah kopi 107
kering yang dimasukan maka hasil pengupasan tidak maksimal meskipun dilakukan penyetelan pada mata pisau tambahan. Bila penyetelan longgar, maka dari buah kopi kering yang berukuran kecil ada yang bijinya tidak terpisah dari kulitnya, sementara bila penyetelan dikencangkan maka banyak biji kopi yang rusak. 5.4.2 Pemisah Kulit dan Biji Kopi Kering Yang Telah Terkupas Dalam merancang sistem pemisahan kulit dan biji kopi yang terkupas, hipotesa awalnya adalah pemisahan antara biji kopi dengan kulit yang telah dikupas menggunakan hembusan angin yang dihembuskan oleh blower sehingga karena berat dari kulit lebih ringan dari biji kopi, maka kulit kopi akan terhembus sedangkan biji kopi tidak. Untuk mendukung hipotesa ini maka perlu dilakukan pengukuran yang tepat terhadap berat jenis buah kopi kering. Pengukuran berat jenis kopi a. Memasukan biji kopi kedalam gelas ukur yang telah diketahui berat dan volumenya. b. Mengukur berat kopi c. Melakukan pengukuran beberapa kali d. Menghitung berat jenisnya (kg/liter) Tabel 5.1 Hasil pengujian berat jenis buah kopi kering No Percobaan Berat (gram/180ml) 1 1 80 2 2 70 3 3 85 4 4 75 5 5 75 Jumlah 380 108
Berat rata-rata buah kopi kering/180 ml = = = 76 gram = 0,076 kg Berdasarkan hasil pengukuran berat jenis buah kopi kering maka didapatkan data-data tentang berat jenis kopi untuk masing-masing percobaan. Volume gelas ukur = 180 ml = 0,00018 m 3 Berat jenis = = = 422 kg /m 3 Pengukuran jumlah biji kopi/liter Langkah pengukuran : a. Mengisi gelas ukur yang telah diketahui volumenya dengan biji kopi b. Menghitung jumlah biji kopi yang tertampung dalam gelas ukur c. Mengulangi proses diatas beberapa kali d. Menghitung rata rata jumlah biji kopi tiap satuan volume Tabel 5.2 Hasil perhitungan jumlah buah kopi kering No Percobaan Jumlah /180mL) 1 1 201 2 2 177 3 3 199 4 4 191 5 5 193 Jumlah 961 109
Pengolahan data : Jumlah biji rata-rata = = = 192,2 biji = 192 biji = 192 biji/180 ml = 192 biji x = 1.066.666,67 biji/ m 3 Berat rata rata buah kopi kering perbiji = = = 0,00039 kg/biji Dari berat hasil penimbangan, diketahui bahwa perbandingan berat antara biji kopi kering dengan kulit kopi kering yang sudah terkupas adalah 1: 3 = Dimana 1 biji kopi kering lebih berat 3x dibanding kulit kopi kering yang terkupas. Dalam menjabarkan hipotesa pemisahan kulit dan biji kopi yang telah terkupas memanfaatkan hembusan angin yang dialirkan oleh blower, maka dirancang agar pengeluaran dari outlet mesin pengupas mendapatkan hembusan, sehingga apabila terkena hembusan udara yang telah diatur, maka kulit kopi yang berat jenisnya lebih ringan akan terhembus sementara biji kopi akan tetap jatuh ke bawah. 110
Gambar 5.11 Desain pemisah kulit dan biji kopi menggunakan hembusan angin Gambar 5.12 Pemisah kulit dan biji kopi menggunakan hembusan angin Penerapan dari hipotesa ini tidak berjalan sesuai keinginan, karena biji dan kulit kopi yang keluar dari outlet ternyata tetap tercampur, baik yang jatuh ke bawah karena beratnya atau yang terhempas karena hembusan angin. Hal ini mungkin diakibatkan karena 111
perbedaan berat jenis yang terlalu kecil antara kulit kopi yang terkupas dengan biji kopi ditambah lagi dengan bentuk kulit kopi terkupas yang mirip separuh bola, sehingga dapat terisi biji kopi lagi saat terjatuh. Selain itu arah hembusan angin juga memerlukan penyetelan yang tepat baik kekuatan hembusan maupun arah hembusan. Kulit dan biji kopi tidak terpisah di arah hembusan angin Kulit dan biji kopi tidak terpisah di arah jatuh atau di luar saringan Gambar 5.13 Hasil pemisahan kulit dan biji kopi 112