ALAT PENGUPAS KANG TANAH

1.1.    Latar Belakang

Indonesia adalah salah satu negara yang memiliki sumberdaya alam berupa lahan yang relatif cukup luas dan subur. Dengan iklim, suhu dan kelembaban yang cocok untuk kebutuhan pertumbuhan tanaman pangan pokok, maka hampir seluruh tanaman pangan pokok tersebut (biji-bijian, umbi-umbian dan kacang-kacangan asli Indonesia) dapat tumbuh dengan relatif baik.  Salah satu jenis tanaman pangan yang sangat dibutuhkan oleh sebagian besar penduduk Indonesia adalah tanaman kedelai (Glysine max (L) Merril).

Dalam kehidupan masyarakat kita, kedelai telah dikenal sejak lama sebagai salah satu tanaman sumber protein nabati dengan kandungan 39% - 41% yang diolah menjadi bahan makanan, minuman serta penyedap cita rasa makanan, misalnya yang sudah sangat terkenal adalah tempe, kecap, tauco dan tauge.  Bahkan diolah secara modern menjadi susu dan minuman sari kedelai yang dikemas dalam karton khusus atau botolan.

Sebagai bahan makanan kedelai sangat berkhasiat bagi pertumbuhan dan menjaga kondisi sel-sel tubuh.  Kedelai banyak mengandung unsur dan zat-zat makanan penting seperti protein, lemak, karbohidrat dan Selain sebagai sumber protein, makanan berbahan kedelai dapat dipakai sebagai penurun kolesterol darah yang dapat mencegah penyakit jantung. Kedelai juga berfungsi sebagai anti-oksidan dan dapat mencegah penyakit kanker.

Namun pada dasarnya upayah untuk meningkatkan kualitas hasil produksi masih mengalami kendala yaitu pada proses pengupasan kulit ari kacang kedelai masih banyak yang dilakukan dengan menggunakan cara yang klasik/tradisional yaitu dengan merendam/merebus dan menginjak-injak dalam suatu wadah/karung, hal ini sangat merugikan karena dengan kacangnya terbagi dua atau bahkan dapat hancur karena tekanan yang diberikan pada kacang tidak tetap. Disisi lain hasil pengupasannyapun terbatas dan sangat bergantung pada kemampuan manusianya dan cara tersebut juga membuat hasil makanan yang dihasilkan kurang hygienis.

Atas dasar tersebut, maka kebutuhan akan mesin pengupas kulit ari kacang kedelai merupakan kebutuhan dimana alat tersebut harus sederhana dan mudah dalam pengoperasiannya, oleh sebab itu harus dirancang sebuah mesin yang memiliki daya guna dan hasil guna yang optimal.

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Landasan Teori

    Kedelai adalah makanan yang bergizi yang dikenal di Indonesia sejak abad ke 17, dimana kedelai dikenal sebagai budidaya makanan dan pupuk hijau. Sampai saat ini banyak ditanam didataran rendah yang tidak mengandung banyak air, seperti di pesisir utara Jawa Timur, Jawa Tenah, Jawa Barat, Gorontalo, Sulawesi Tenggara, Lampung, Sumatra Selatan dan Bali.

    Saat ini dari kacang kedelai dapat di buat berbagai makanan seperti tahu, tempe, kecap, tauco, bahkan dapat pula di buat susu dan sari kedelai yang kemudian dikemas. Kendati demikian kita sampai saat ini masih mengimpor kedelai karena produksi pertanian kita masih kurang.

    Biji kacang kedelai terbagi atas dua bagian yaitu: kulit biji (testa) dan janin (embrio). Kulit biji ini beragam warna ada yang kuning, hijau, coklat, hitam atau campuran diantara warna-warna tersebut.kulit biji tersebut terdiri dari tiga lapisan sel.sementara itu janin terdiri dari kutiledon, plumula, dan poros hipokotil-bakal akar. Kutiledon merupakan bagian terbesar dari biji kedelai, berisi bahan makanan yang sebagian besar terdiri dari protein dan lemak. Biji kedelai berkeping dua terbungkus kulit biji, Bentuknya pada umumnya bulat lonjong, tetapi ada juga yang agak bundar atau bulat pipih dengan besar dan bobot biji kedelai antara 5-30 gr untuk bobot 100 butir.

    Sifat kacang kedelai mampu menyerap air cukup banyak dan dapat menyebabkan beratnya naik menjadi dua kali lipat, dengan sifat biji yang keras dan daya serap air tergantung ketebalan kulit. Kulit inilah yang ingin dikupas secara mekanis dengan semaksimal mungkin tidak membelah kedelai apalagi merusak kedelai. Sehingga mutu dari kacang kedelai baik dengan bentuk yang baik dan tetap utuh.

2.2     Mekanisme Kerja Mesin

    Untuk mengupas kulit ari kacang kedelai yang cukup banyak dengan waktu yang singkat maka di perlukan alat yang dapat memenuhi permintaan diatas. Jika pengupasan tersebut dilakukan secara manual, maka akan memakan waktu yang cukup lama dan tenaga manusia yang cukup besar.

    Prinsip pengupasan biji kacang kedelai tersebut menggunakan dua buah rol, dimana putaran antara rol yang satu dengan yang satu lagi berbeda, dan salah satu dari rol ini bisa di atur jaraknya dengan rol yang berputar sesuai dengan ukuran biji kacang kedelai yang akan dikupas. Rol ini digerakan oleh sebuah motor yang menggunakan sebuah daya transmisi daya pully dan belt. Mekanisme ini sederhana sekali dan dapat mengupas kulit ari biji kacang kedelai dengan hasil yang cukup baik dan resiko cacat yang kesil. Selain itu mesin ini murah dalam proses pembuatannya.

    Alat ini digerakan oleh sebuah elektro motor yang akan menggerakan mekanisme pengupas dengan menggunakan belt. Dengan berputarnya pully pengupas tersebut, maka rol pengupas akan bergerak dan biji kacang kedelai yang ada pada hopper akan ikut masuk kedalam  mekanisme pengupas. Dengan masuknya biji kacang kedelai kedalam mekanisme pengupas tersebut, maka akan terjadi gesekan antara rol dengan biji kacang kedelai yang berakibat terkupasnya kulit ari kacang kedelai tersebut.

METODOLOGI

3.1     Tempat dan Waktu

    Rencana pelaksanaan TA (Tugas Akhir) dilaksakan mulai bulan Desember 2009, sedangkan pembuatan alat dilakukan di Bengkel Logam POLITEKNIK NEGERI JEMBER Jalan Mastrip Kotak Pos 164, Telp (0331) 333532, Fax. (0331) 333531 Jember 68101.

3.2     Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

Adapun peralatan yang dipergunakan meliputi peralatan bengkel untuk rekayasa dan alat ukur yaitu :

a.    Mesin bubut

b.    Mesin las

c.    Mesin gerinda

d.    Mesin bor

e.    Penekuk plat

f.    Pemotong plat

g.    Meteran

h.    Penyiku

i.    Jangka sorong

3.2.2Bahan

    Bahan yang digunakan dalam perekayasaan mesin pengupas kulit ari ini adalah sebagai berikut :

a.    Besi Plat

b.    Besi Siku

c.    Besi Poros

3.3    Metode Perancangan

    Metode perancangan yang di pakai dalam perancangan alat ini adalah adalah metode yang disusun oleh Gerhardt Pahl dan Wolfgang Beitz yang dipaparkan dalam buku “Engineering Design” yaitu :

1.    Penjabaran Tugas (Clarification of The Task), yang meliputi pengumpulan informasi permasalahan dan kendala yang dihadapi. Disusul dengan persyaratan mengenai sifat dan performa yang harus dimiliki untuk mendapatkan solusi.

2.    Penentuan Konsep Perancangan (Conceptual Design), hal ini sebagai dasar pembuatan abstraksi dari permasalahan. Dilanjutkan dengan membuat struktur fungsi yang menggambarkan hubungan antara input, proses dan output.

3.    Perancangan Wujud (Embodiment Design) perancangan awal beserta elemen-elemennya.  Dimulai dengan pemilihan bahan,prosudur pembuatan rancangan, dan fungsi dari elemen-elemen yang ada.

4.    Perancangan Rinci (Detail Design) pada tahap ini adalah proses perancangan dalam bentuk gambar dalam artian gambar tersusun dan gambar jadi termasuk daftar komponen, spesifikasi bahan, dan lain-lain yang secara keseluruhan merupakan dokumen dalam pembuatan mesin atau produk.

3.4    Pengujian

3.4.1   Uji Fungsional

a. Hopper

Berfungsi sebagai penampung biji kacang kedelai yang akan dikupas sebelum masuk ke dalam rol pengupas. Hopper terbuat dari besi plat dengan tebal 2 mm.

b.Poros

Berfungsi sebagai tempat dudukan rol pengupas. Dan bahan yang digunakan untuk poros yaitu besi baja.

c. Rol pengupas

     Berfungsi sebagai pengupas kulit ari kacang kedelai.

d.Saluran Pengeluaran

    Berfungsi sebagai tempat keluaran biji kedelai yang telah di kupas. terbuat dari besi plat dengan tebal 2-3 mm.

e.Kerangka

Berfungsi sebagai tempat dudukan motor listrik dan semua komponen-komponen dari mesin pengupas kulit ari kacang kedelai. Bahan yang digunakan yaitu besi siku dengan ukuran 4 x 4 cm x 5 mm.

f. Motor listrik

Berfungsi sebagai penggerak dari rol pengupas kulit ari kacang kedelai.

g. Pully dan V-belt

Berfungsi sebagai penerus daya dari motor listrik ke poros yang akan memutar rol pengupas.

3.4.2 Uji Performent

a. Efisiensi Kerja

    Efisiensi kerja suatu alat atau mesin itu tergantung dari bagaimana suatu alat bekerja secara maksimal dan optimal. Untuk menghitung efisiensi kerja suatu alat dapat di cari menggunakan rumus sebagai berikut :

                                                                           Bahan input

                                                   Efisiensi  =                                 x 100 %               

                                                                              Bahan output

b.    Kekuatan dan besarnya diameter poros

    Dalam perencanaan sistem mekanisme ini poros yang direncanakan adalah dengan melihat suatu tingkat keamanan tertentu, dimana poros yang dirancang ini akan mampu menahan gaya-gaya yang terjadi. Maka dari itu perencanaan poros mengacu pada dasar perhitungan poros yang dikenai beban puntir murni. Oleh karena itu akan digunakan rumus sebagai berikut.

                                                                             5,1

                                                                 ds    =           x Kt  x Cb x T                                     

                                                                             τa

c.    Daya Motor

    Desain mesin yang akan dibuat menggunakan tenaga penggerak berupa electromotor. Sebelumnya harus kita ketahui seberapa besar daya motor yang diperlukan. Untuk mengetahui besarnya daya motor, torsi inersia untuk menggerakan mesin secara keseluruhan harus diketahui terlebih dahulu.

Besarnya daya motor yang diperlukan untuk memutar mekanisme pengupas dapat di hitung menggunakan rumus sebagai berikut :

d.    Kapasitas Kerja Mesin Pengupas Kulit Ari Kedelai

    Kapasitas mesin pengupas kulit ari kacang kedelai harus lebih banyak di bandingkan pengupasan yang dilakukan secara manual. Maka untuk menghitung besarnya kapasitas kerja dari mesin dapat di hitung menggunakan rumus :

                                                                           Mo - Mt

                                                                 Lp  = 

                                                                          t               

(Onyong Belen, 2010)