RANCANG BANGUN MESIN PRODUKSI KERIPIK TEMPE LAPORAN TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma 3 oleh : DAVIAN RAHMAD SITEPU NIM.1105031009 DEDI SYAHPUTRA NIM.1105031011 FADLUL AZMY LUSIANA SIHOMBING NIM.1105031018 NIM. 1105031030 PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2014 i
KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan anugerahnya yang memberikan pengetahuan, kesehatan, dan kesempatan kepada penulis sehingga mampu menyelesaikan tugas akhir ini. Laporan yang berjudul Rancang Bangun Mesin Produksi Keripik Tempe.Laporan ini disusun sebagai syarat untuk menyelesaikan program pendidikan studi Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Medan. Dalam proses pembuatan laporan ini, penulis telah banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa materil, spiritual, informasi, maupun segi administrasi. Oleh sebab itu, selayaknya penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. M. Syahruddin, S.T., M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Junaidi, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 3. Ir. Gunoro, M.T., selaku Kepala Program Studi Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 4. Ir. Rafian Nauli Hasibuan, M.T., selaku Dosen Wali EL-6B. 5. Ir. Trahman, M.T., selaku pembimbing yang telah banyak membantu penulis dengan memberikan masukan dan nasihat. 6. Nobert Sitorus, S.T., M.T., selaku Kepala Bengkel Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 7. Bapak dan Ibu dosen pengajar Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 8. Teman-teman seperjuangan di Jurusan Teknik Elektro terkhusus untuk EL- 6B. 9. Kepada semua pihak yang telah membantu, walaupun tidak disebutkan namanya bukan berarti mengurangi ketulusan dan keikhlasan.
Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam penulisan laporan tugas akhir ini. Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritikan yang dapat memperbaiki laporan tugas akhir ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih kepada siapa saja yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan laporan ini. Semoga laporan ini bermanfaat bagi siapa pun yang membacanya. Medan, Agustus 2014 Hormat kami, Penulis
ABSTRAK Pada tugas akhir ini, penulis membuat suatu Rancang Bangun Mesin Produksi Keripik Tempe, mesin ini diharapkan dapat membantu didalam produksi olahan keripik tempe. Dalam pembuatan mesin keripik tempe ini terdapat tiga proses yang akan dilakukan diantaranya adalah: Untuk proses pemotongan dilakukan secara semi-otomatis dengan pisau pemotong yang digerakkan oleh motor AC 1 fasa. Sehingga dapat mempermudah proses pemotongan. Elemen pemanas dipasang pada wajan penggoreng yang berfungsi untuk memanaskan minyak pada suhu yang dibutuhkan untuk dapat melakukan penggorengan. Dan suhu pada penggorengan tersebut akan dijaga stabil oleh termokontrol. Setelah bahan keripik selesai digoreng, minyak yang masih tersisa pada bahan akan ditiriskan dengan menggunakan mesin peniris sehinga minyak yang tersisa pada keripik tersebut akan benar-benar tidak tertinggal dikeripik tempe tersebut, proses ini dilakukan untuk menjaga kualitas dari hasil penggorengan.
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN... i LEMBAR PENGESAHAN... iii KATA PENGANTAR...iv ABSTRAK...vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xii DAFTAR LAMPIRAN... xiii BAB I... 1 PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang Masalah... 1 1.2. Rumusan Masalah... 2 1.3. Batasan Masalah... 2 1.4. Tujuan Penulisan Tugas Akhir... 2 1.5. Manfaat Tugas Akhir... 3 1.6. Teknik Pengumpulan Data... 3 1.7. Sistematika Penulisan Laporan... 4 BAB II... 5 LANDASAN TEORI... 5 2.1. Motor Listrik... 5 2.1.1. Motor AC/Arus Bolak-Balik... 6 2.1.2. Motor Induksi Satu Fasa... 7 2.2. Thermokontrol... 11 2.3. Thermokopel... 14 2.3.1. Jenis-jenis Thermokopel... 16 2.4. Relay... 18 2.4.1. Tujuan Penggunaan Relay... 18 2.4.2. Jenis Relay... 19 2.5. Solid State Relay (SSR)... 19 2.5.1. Prinsip Kerja SSR... 19
2.5.2. Keuntungan dan Kerugian SSR... 20 2.6. Heater... 22 2.6.1. Jenis-jenis Elemen... 23 2.6.2. Perawatan heater... 24 2.7. Bantalan... 26 2.8. MCB... 28 2.8.1. Fungsi MCB... 29 2.8.2. Cara kerja MCB... 30 2.8.3. Bagian-bagian MCB... 31 2.9. Saklar... 32 2.10. Pisau Pemotong... 32 2.11. Puli... 33 2.11.1. Tipe-Tipe Puli... 34 2.12. Belt Conveyor... 36 2.12.1. Bagian-Bagian Belt Conveyor... 36 2.12.2. Prinsip Kerja Belt Conveyor... 37 BAB III... 38 PERANCANGAN MESIN PRODUKSI KERIPIK TEMPE... 38 3.1. Perancangan Konstruksi Mesin... 38 3.1.1. Perancangan Kerangka Mesin Pemotong... 38 3.1.2. Perancangan Kerangka Meja... 41 3.1.3. Perancangan Kerangka Wadah Penggorengan... 42 3.1.4. Perancangan Panel... 44 3.2. Diagram Blok... 45 3.3. Alat Dan Bahan Yang Digunakan... 46 3.4. Perancangan Kelistrikan... 48 3.4.1. Pemilihan Motor Untuk Mesin Pemotong... 48 3.4.2. Pemilihan Motor Untuk Mesin Peniris... 49 BAB IV... 50 PENGUJIAN DAN ANALISA... 50 4.1. Deskripsi Kerja... 50 4.2. Cara Kerja Rangkaian... 51 4.3. Pengujian... 54
4.3.1. Pengecekan Alat... 54 4.3.2. Pengujian Pemotongan... 54 4.3.3. Pengujian Penggorengan... 56 4.3.4. Pengujian Mesin Peniris... 59 BAB V... 61 PENUTUP... 61 5.1. SIMPULAN... 61 5.2. SARAN... 61 DAFTAR PUSTAKA... 62 LAMPIRAN... 63
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Motor Induksi Satu Fasa... 5 Gambar 2.2 Klasifikasi Motor Listrik... 6 Gambar 2.3 Konstruksi Motor Induksi... 8 Gambar 2.4 Rangkaian Pengganti Motor Induksi Satu Fasa... 8 Gambar 2.5 Rangkaian Ekivalen Sederhana Motor Induksi Satu Fasa... 8 Gambar 2.6 Gambar Dasar Terminal Thermokontrol... 11 Gambar 2.7 Penyambungan Thermokontrol... 12 Gambar 2.8 Display Thermokontrol.... 13 Gambar 2.9 Thermokontrol... 14 Gambar 2.10 Thermokopel... 17 Gambar 2.11 Bentuk Fisik Relay... 18 Gambar 2.12 Solid State Relay (SSR)... 20 Gambar 2.13 Resistance Wire... 22 Gambar 2.14 Coil Heater... 23 Gambar 2.15 Silica dan Ceramik Heater... 23 Gambar 2.16 Infra Red Heater... 23 Gambar 2.17 Tubular Heater... 24 Gambar 2.18 Catridge Heater... 24 Gambar 2.19 Band, Nozzle & Stripe Heater... 24 Gambar 2.20 Arah Beban Pada Bearing... 26 Gambar 2.21 Bantalan Luncur... 27 Gambar 2.22 Bantalan Gelinding... 27 Gambar 2.23 MCB... 29 Gambar 2.24 Bagian-Bagian Dalam MCB... 31 Gambar 2.25 Saklar... 32 Gambar 2.26 Pisau Pemotong... 33 Gambar 2.27 Sistem Puli Dengan Menggunakan Sabuk... 34 Gambar 2.28 Sistem Puli Dengan Menggunakan Tali atau Kabel... 34 Gambar 2.29 Puli Tetap... 35 Gambar 2.30 Puli Bergerak... 35
Gambar 2.31 Puli Gabungan... 36 Gambar 3. 1 Pisau Tampak Depan... 39 Gambar 3. 2 Pisau Tampak Belakang... 39 Gambar 3. 3 Pisau Tampak Samping... 39 Gambar 3. 4 Belt Conveyor... 40 Gambar 3. 5 Bearing... 40 Gambar 3. 6 Kerangka Kaki Meja... 41 Gambar 3. 7 Kerangka Alas Meja... 41 Gambar 3. 8 Kerangka Meja... 42 Gambar 3. 9 Kaki Kerangka Wajan Penggorengan... 42 Gambar 3. 10 Kerangka Wajan Penggoreng... 43 Gambar 3. 11 Kerangka Wajan Penggorengan... 43 Gambar 3. 12 Panel Tampak Depan... 44 Gambar 3. 13 Diagram Blok Sistem Mesin Pembuat Keripik Tempe... 45 Gambar 4. 1 Cara Kerja Rangkaian... 53 Gambar 4. 2 Pengujian Hasil Pemotongan Tempe... 55 Gambar 4. 3 Pengujian Pemotongan Tempe... 55 Gambar 4. 4 Pengujian Wajan Penggorengan... 58 Gambar 4. 5 Pada Saat Heater On... 59 Gambar 4. 6 Pada Saat Heater Off... 59 Gambar 4. 7 Pengujian Penirisan Minyak... 60
DAFTAR TABEL Tabel 3. 1 Alat dan Bahan... 46 Tabel 4. 1 Besaran Arus terhadap Variasi Suhu... 57 Tabel 4. 2 Pengujian On-Off Heater Terhadap Setingan Waktu... 57 Tabel 4. 3 Pengukuran Durasi Waktu Terhadap kenaikan Suhu... 58
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran... 55
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Indonesia merupakan negara produsen tempe terbesar di dunia dan menjadi pasar kedelai di Asia. Kebanyakkan konsumsi kedelai diperoleh dalam bentuk tempe. Sebagai bahan pangan, tempe merupakan salah satu makanan pokok yang dibutuhkan oleh tubuh. Peningkatan permintaan produk pertanian yang begitu cepat dan adanya persaingan maka diperlukan inovasi terhadap produk olahan yang terus-menerus dalam hal jenis, bentuk, kemasan, teknik pemasaran, maupun mutu produk yang dihasilkan secara terpadu.industri juga dituntut untuk dapat menyediakan produk pangan yang menarik, bergizi, aman, dan memiliki harga jual yang terjangkau di kalangan masyarakat. Usaha penganekaragaman pangan (ketahanan pangan) sangat penting, artinya usaha untuk mengatasi masalah ketergantungan pada suatu bahan pangan pokok jasa, misalnya dengan mengolah umbi-umbian menjadi berbagi bentuk makanan yang mempunyai rasa khas dan tahan lama untuk disimpan.berbagai bentuk olahan tersebut dapat berupa tepung, gaplek tapai, keripik, dan lainnya. Tempe merupakan salah satu usaha produk pangan yang sangat digemari oleh masyarakat Indonesia. Harganya terjangkau, kandungan gizinya yang cukup tinggi dan bisa ditemu dimana saja. Pengolahan tempe menjadi aneka produk pangan yang telah banyak dilakukan antara lain, kue kering tempe, cake tempe, dan sebagainya. Namun, salah satu inovasi pengolahan tempe yang tidak kalah populernya adalah keripik tempe. Keripik tempe mempunyai beberapa keunggulan yaitu rasanya yang gurih, tahan lama, praktis, dan siap dikonsumsi sebagai bahan makanan ringan (cemilan) atau bisa untuk lauk. Keripik tempe bisa ditemui hampir di seluruh sentral-sentral produksi tempek di seluruh Indonesia. Hal ini menunjukkan bahwa pasar keripik tempe ini sangat luas. Untuk mengembangkan cara pengolahan keripik tempe maka dibuatlah suatu alat yang diharapkan bisa membantu para industri olahan keripik tempe dalam meningkatkan hasil
produksinya. Atas dasar itu Tim Penulis mengangkat Judul Tugas Akhir ini, yaitu : RANCANG BANGUN MESIN PRODUKSI KERIPIK TEMPE 1.2. Rumusan Masalah 1.2.1 Bagaimana merancang mesin produksi keripik tempe? 1.2.2 Bagaimana membuat mesin produksi keripik tempe? 1.3. Batasan Masalah Dalam pembahasan ini dan penulisan Laporan Tugas Akhir ini, penulis membatasi permasalahan pada lingkup : 1.3.1 Alat ini diperuntukkan untuk bahan baku tempe 1.3.2 Thermokontrol sebagai alat untuk menjaga kestabilan suhu 1.3.3 Penggunaan alat ini dikhususkan untuk industri menengah 1.3.4 Thermokopel untuk mengontrol panas pada wajan penggorengan 1.3.5 SSR sebagai relay untuk meng on dan meng off kan heater 1.4. Tujuan Penulisan Tugas Akhir 1.4.1 Untuk meningkatkan hasil produksi keripik pada usaha industri menengah. 1.4.2 Bisa mendapat pengetahuan dari merancang dan membangun alat. 1.4.3 Sebagai salah satu syarat dalam penyelesaian studi di Politeknik Negeri Medan.
1.5. Manfaat Tugas Akhir Kegunaan dan manfaat yang diperoleh dalam merancang mesin ini adalah: 1.5.1 Untuk memberikan pengenalan dan pemahaman tentang proses pembuatan keripik tempe menggunakan mesin 1.5.2 Untuk penulis sendiri, menambah wawasan dan pengalaman penulis dalam penerapan ilmu yang diperoleh di perkuliahaan. 1.6. Teknik Pengumpulan Data Dalam penulisan tugas akhir ini maka pengambilan data adalah : 1.6.1 Melalui praktek yang dilaksanakan pada saat perancangan dan pembuatan mesin pembuat keripik tempe tersebut. 1.6.2 Studi pustaka yang dilakukan dengan cara mencari buku-buku referensi dan situs internet yang berhubungan dengan topik pembahasan.
1.7. Sistematika Penulisan Laporan Laporan ini ditujukkan untuk memaparkan hasil rancangan dan pengujian sistematis yang dibuat. Untuk mempermudah pemahaman hasil rancangan tersebut, maka penulis menyusun tugas akhir ini dalam beberapa bab, yang mana setiap bab mempunyai hubungan yang saling terkait dengan bab yang lain, yaitu seperti di bawah ini : BAB I : PENDAHULUAN Bab ini berisi uraian singkat mengenai latar belakang penulisan, perumusan masalah, maksud, dan tujuan penelitian, batasan masalah, metode penelitian, serta sistematika penulisan. BAB II : TEORI DASAR Bab ini berupa uraian konsep dan teori dasar pendukung tentang sistem kerja Mesin Pembuat Keripik Tempe, perancangan alat, dan komponen yang digunakan, khususnya yang mendukung perancangan dan pembuatan tugas akhir BAB III : PERANCANGAN SISTEM Pada bab ini membahas langkah-langkah perancangan pembuatan proyek, perancangan mekanik, perancangan rangkaian kontrol. BAB IV : ANALISIS MASALAH Bab ini menguraikan pengujian dan analisa prinsip kerja sistem yang diimplementasikan. Pengujian sistem akan mengacu pada spesifikasi yang telah disebutkan untuk mengetahui apakah hasil rancangan sesuai dengan spesifikasi. BAB V : PENUTUP Bab ini berisikan mengenai kesimpulan yang diperoleh dalam perancangan dan pembuatan proyek tugas akhir ini serta saran-saran yang ingin disampaikan penulis.