JURNAL TEKNIK MESIN, VOLUME 4, NOMOR 1, TAHUN

Jurnal Teknik Mesin, Volume 4, Nomor 1, Tahun 2015

26

RANCANG BANGUN MESIN PENGOLAH TAHU NIGARIN SEMI OTOMATIS (BAGIAN: PENEKAN)

Riswan Eko Wahyu Susanto dan Syariif Al Ma’sum Program Studi Perawatan dan Perbaikan Mesin - Politeknik Kediri. Abstrak Mesin Penekan Tahu merupakan salah satu peralatan dalam proses pengolahan tahu. Mesin yang selama ini digunakan masih menggunakan tenaga manual. Oleh sebab itu perlu adanya pengembangan teknologi dengan melakukan rancang bangun mesin penekan tahu dengan sistem semi otomatis. Dalam rancang bangun mesin penekan tahu dengan sistem semi otomatis ini terdapat beberapa langkah perencanaan yaitu berupa: pencarian data, pengolahan data, pembuatan desain, perancangan mesin, perhitungan mesin, pembuatan mesin, uji coba, dan penulisan laporan. Berdasarkan perancangan mesin ini, didapatkan hasil berupa diameter masing-masing piston 25 mm, kebutuhann udara untuk piston 0,49 liter/min. Dari hasil pembuatan didapatkan biaya produksi Rp. 2.307.000,-/unit dan harga jual Rp. 3.375.222,-/unit serta Break Event Point dapat terpenuhi dalam 34 kali pengoperasian. Kata Kunci: Mesin Pres Pneumatik, Tahu Nigarin Semi Otomatis. PENDAHULUAN

daerah

yang

menjadikan

tahu

sebagai

komoditi perdagangan dan ciri khas daerah. Di Latar Belakang

daerah Kediri pengolahan tahu masih banyak

Protein merupakan zat yang berfungsi menggunakan peralatan manual. sebagai regenerasi sel yang rusak dalam tubuh

Proses

pengolahan

tahu

diawali

dan merupakan zat yang sangat dibutuhkan dengan merendam kedelai selama 4-5 jam. tubuh

manusia.

Protein

tersebut

dapat Setelah proses perendaman kemudian masuk

diperoleh dari beberapa sumber makanan ke proses penggilingan. Kedelai yang sudah diantara makanan yang mengandung susu, digiling kemudian dimasak dalam tungku telur, dan kedelai. Kedelai dapat diolah yang menggunakan kayu sebagai bahan bakar menjadi produk makanan seperti susu sari utamanya. Ketika kedelai sudah mendidih lalu kedelai, tempe, dan tahu (tahu putih, tahu dilanjutkan dengan proses penyaringan ampas kuning, tahu nigarin, dan lain-lain). Selama ini dengan kulitnya. Tahap selanjutnya yaitu masyarakat mengenal tahu sebagai makanan memasukkan larutan cuka ke dalam cairan sari yang memiliki tingkat protein yang tinggi, kedelai agar terjadi proses penggumpalan. bahkan di beberapa daerah tahu menjadi Proses

penggumpalan

bertujuan

untuk

makanan yang khas sebagai oleh-oleh daerah memisahkan sari kedelai dengan air. Proses tersebut. Kediri merupakan salah satu contoh selanjutnya yaitu penekanan yang bertujuan ISSN 2252-4444


27

untuk menghilangkan kandungan air yang 3.

Kapasitas maksimal kedelai yang diolah

masih tersisa. Dari beberapa proses tersebut

pada mesin pengolah tahu nigarin semi

terdapat salah satu komponen yang perlu

otomatis ini sebesar 2 kg.

dilakukan

pengembangan

yaitu

pada

komponen penekan tahu manual dirubah Tujuan menjadi

semi

otomatis

dengan

sistem

pneumatik.

Berdasarkan rumusan masalah diatas, maka tujuan laporan akhir ini yaitu: ”Dapat

Dari deskripsi di atas maka Penulis merancang bangun mesin pengolah tahu akan merancang bangun mesin penekan tahu nigarin semi otomatis (bagian penekan).” dengan sistem semi otomatis agar proses produksi dari tahu ini tidak menggunakan TINJAUAN PUSTAKA tenaga manusia sehingga kualitas produk yang dihasilkan semakin baik.

Mesin penekan tahu nigarin yang ada di pasaran masih manual. Mesin manual memiliki

Rumusan Masalah

kelebihan

dan

kekurangan.

Kelebihan dari mesin manual yaitu tekanan

Berdasarkan latar belakang diatas, yang diberikan bisa disesuaikan dengan maka didapatkan rumusan masalah yaitu: kebutuhan. Sedangkan kekurangannya yaitu “Bagaimana rancang bangun mesin pengolah dari segi keefektifan yang kurang. tahu

nigarin

semi

otomatis

(Bagian:

Penekan)?”. Batasan Masalah Pada laporan akhir ini batasan masalah yang diambil sebagai berikut: 1.

Ruang lingkup: a.

Hanya membahas tentang rancang bangun mesin penekan pada mesin pengolah tahu nigarin semi otomatis.

b.

Hanya membahas tentang estimasi biaya mesin penekan pada mesin

2.

Gambar 1. Mesin Penekan Tahu Nigarin Sumber: Tan Martin, et al., 2015 pengolah tahu nigarin semi otomatis. Sistem Pneumatik Batasan Masalah: a.

Tidak membahas tentang mesin-

Sistem pneumatik adalah suatu sistem

mesin lain (mesin penggiling kedelai, pemindahan daya dari suatu tempat ke tempat mesin pemasak sari kedelai, mesin lainnya dimana daya yang diperlukan pengiris, dan mesin pendorong) pada memanfaatkan udara (gas) bertekanan dan pengaturannya menggunakan mesin pengolah tahu nigarin semi untuk otomatis. b.

komponen masukan dan komponen kontrol

Tidak membahas tentang perawatan (Subardjah, 2012). Secara umum udara yang dihisap oleh mesin penekan pada mesin pengolah tahu nigarin kapasitas semi otomatis. kompresor, akan disimpan dalam suatu tabung

ISSN 2252-4444


28

penampung. Sebelum digunakan udara dari Kompressor dilengkapi dengan tabung untuk kompresor diolah agar menjadikering, dan menyimpan udara bertekanan, sehingga udara mengandung sedikit pelumas. Setelah melalui dapat mencapai jumlah dan tekanan yang regulator

udara

dapatdigunakan diperlukan.

menggerakkan

working c.

element(aktuator/elemen

penggerak),

baik

Penggerak Kompresor Kompresor secara umumnya digerakkan

berupa piston-silinderyang bergerak translasi, oleh motor listrik, tapi kadang-kadang juga maupun motor pneumatik yang bergerak oleh motor bakar (diesel). rotasi (Wirawan et al, 2008).

d. Tangki Penyimpan

Komponen Sistem Pneumatik

Tangki

penyimpan

berfungsi

Sistem pneumatik terdiri dari beberapa menyimpan udara bertekanan dan menjaga komponen

yang

dikelompokkan

menjadi agar tekanan udara yang akan digunakan pada

empat zona, yaitu pressure element, signal rangkaian pneumatik tetap konstan dan stabil element, control element, working element. Dan (Jatmiko, 2008). setiap

kelompok

terdiri

dari

beberapa e.

komponen. Pressure element terdiri dari unit pembangkit

tekanan.

Signal

element

Penyiapan Udara Tekan Partikel-partikel yang terdapat pada

dan saluran perpipaan, mulai unit pembangkit

controlelement berupa katup (valve). Working hingga rangkaian pneumatik, yang dapat element merupakan elemen penggerak berupa mengakibatkan gangguan pada kerja elemen piston-silinderatau motor.

a.

penggerak, harus dipisahkan dari udara tekan.

Gambar 2. Zona Sistem Pneumatik Sumber: Penulis (2013) Unit Pembangkit Tekanan

Gambar 3. Gambar Aktual Air Service Unit Sumber:www.esska-tech.co.uk (2013) f. Katup Melalui katup akan dapat dilakukan

Unit pembangkit tekanan merupakan pengaturan terhadap awal dan akhir gerakan, bagian yang berfungsi sebagai penyuplai arah, besar tekanan dan volume aliran, udara

bertekanan

pneumatik.

Alat

komponen kecepatan dan gaya dorong dari pistondigunakan untuk silinder atau motor. Katup dapat dibagi

menuju

yang

menyuplai udara bertekanan yaitu kompresor. menurut fungsinya menjadi (Jatmiko, 2008): 1. Katup Kontrol Arah b. Kompresor Kompresor

berfungsi

untuk

(DirectionalControlValve/DCV).

udara 2. Katup Kontrol Aliran (FtowControlVatve/FCV). menghisap dan

membangkitkan/menghasilkan bertekanan

dengan

cara

kemudian 3. Katup Satu Arah (CheckValve). disimpan di dalam tangki udara kempa untuk 4. Katup Kontrol Tekanan memampatkan

udara

tersebut

disuplai kepada pemakai (sistem pneumatik). ISSN 2252-4444

(PressureReliefValve/PRV).


g.

Katup Kontrol Arah

29

2. Katup Pembuangan Cepat (Quick Exhaust

Katup ini mengendalikan mengalir atau

Valve).

tertutupnya aliran dari udara tekan. Jenis-jenis 3. Katup Berganti (ShutlleValve Atau OR-Gate). katup kontrol arah(Jatmiko, 2008): 1.

Katup Kontrol Arah 2/2 (2/2-DCV).

2.

Katup Kontrol Arah 3/2 (3/2-DCV).

3.

Katup Kontrol Arah 4/2 dan 5/2 (4/2- dan

4. Katup Dua Tekanan (Two Pressure Valve atau AND-Gate). k. Katup Kontrol Tekanan (Pressure Relief Valve/PRV)

5/2-DCV). 4.

Katup tekanan yang paling penting

Katup Kontrol Arah 4/3 dan 5/3 (4/3- dan adalah

katup

pengatur

5/3-DCV).

tekanan/pressureregulatingvalve

(katup

5.

Katup Penunda Waktu (Time Delay Valve).

pereduksi tekanan, katup penurun tekanan),

6.

Pengontrolan Signal Pulsa.

katup pembatas tekanan (pressure relief valve),

h. Katup Pengontrol Aliran (Flow Control dan katup urutan/katup sequens (squence valve) Valve)

(Jatmiko, 2012).

Melalui

pengaturan

(penyempitan)

penampang aliran pada katup kontrol aliran ini, akan befungsi mengontrol banyaknya aliran udara tekan masuk, yang mendorong Gambar 5. Aktual Katup Pengatur Tekanan Sumber: www.festo-didactic.com (2013)

piston-silinder atau motor (pengaturan aliran masuk/metering-in) atau banyak aliran udara tekan keluar, yang keluar dari piston-silinder atau motor (pengaturan aliran keluar/meteringout)(Jatmiko, 2008). i.

Katup Pengontrol Aliran Satu Arah (One Way Flow Control Valve) Katup ini mengatur banyaknya aliran

udara tekan hanya pada satu arah, sedang pada arah lain aliran udara tekan bebas. Guna pengaturan kecepatan piston-silinder, katup

Katup pengatur tekanan ini, mengatur tekanan kerja sesuai yang diinginkan dan konstan, walaupun tekanan masuknya lebih tinggi.

Pada

dinamakan

air

service

pengontrol

unit,

katup

tekanan.

ini

Melalui

pengaturan katup jenis ini, dalam suatu rangkaian, gaya dorong piston dapat diubah sesuai keinginan (Jatmiko, 2012).

ini digunakan dalam rangkaian.

2

3 12

Gambar 4. Simbol One Way Flow Control Valve Sumber: Jatmiko (2012) j.

Katup Satu Arah (Non Return Valve)

l.

1

Gambar 6. SimbolSquenceValve Sumber:Wirawanet al(2008) Elemen Penggerak

Katup satu arah ini, berfungsi Elemen penggerak mengubah energi menutup aliran pada satu arah dan pada arah pneumatik (energitekanan) menjadi energi sebaliknya dapat mengalir. Yang termasuk gerak (energi mekanik), baik gerakan translasi jenis katup ini adalah (Jatmiko, 2012):

maupun

1. Katup Satu Arah Langsung (CheckValve).

penggerak pneumatik adalah piston-silinder,

ISSN 2252-4444

gerakan

rotasi.

Jenis

elemen


motor

pneumatik,

dan

motor

ayun

30

Sumber: Jatmiko (2012)

(swingmotor). m. Piston-Silinder Pneumatik

2. Piston-Silinder Kerja Ganda (Double Acting

Piston-silinder pneumatik mengubah

Cylinder/DAC).

energi pneumatik menjadi energi mekanik.

Pada DAC, kedua sisi piston dapat diberi

Energi

udara

mekanik

menghasilkan

ini

gerakan

menggeser,mengangkat

digunakan

untuk

translasi,

seperti

atau

bertekanan.

Kedua

arah

memungkinkan sebagai langkah kerja.

mendorong

benda dan komponen, atau menghasilkan gaya jepit atau dorong. Berdasarkan fungsinya, piston-silinder pneumatik dibagi menjadi dua yaitu (Jatmiko, 2008): 1. Piston-SilinderKerja Tunggal (Single Acting Cylinder /SAC). Piston-silinder kerja tunggal dapat berupa piston atau membran.

Gambar 9. Simbol Piston-Silinder Kerja Ganda Sumber:Jatmiko (2012)

Gambar 7. Simbol Piston-Silinder Kerja

Rangkaian Sistem Pneumatik Susunan peralatan pneumatik terdiri

Tunggal

dari pressure element, control element, signal

Sumber:Jatmiko (2012)

element, dan working element. Pada silinder membran, gaya tekan diubah oleh

membran.

Jarak

pergerakannya

memberikan panjang langkah dari batang piston.

Gerakan

balik

diperoleh

dari

kekakuan membran, gaya beban luar, atau pegas. Panjang langkah bisa mencapai 40 mm, pada roll membran bisa mencapai 80 mm. silinder jenis membran hampir tidak memerlukan digunakan

perawatan untuk

dan

biasanya

peralatan

penepat

(fixture).

Gambar 10. Rangkaian Pneumatik Dengan Peralatan Pembangkit tekanan Sumber:Jatmiko (2012) Perancangan Alat Peraga Untuk

Gambar 8. Gambar Aktual Silinder Kerja Tunggal Jenis Membran ISSN 2252-4444

merancang

alat

peraga

dibutuhkan beberapa langkah perencanaan. Langkah-langkah

tersebut

meliputi


31

perancangan rangkaian sistem pneumatik dan Melalui pengaturan kecepatan pada katup perancangan kerangka alat peraga.

pengatur aliran (flow control valve), dapat

Perancangan Rangkaian Sistem Pneumatik

diperoleh

Perancangan

rangkaian

kecepatan

sistem 0,02m/s.

piston

Diameter

pneumatik dapat ditentukan dengan berbagai berdasarkan

gaya

hingga

silinder dorong

0,01-

dihitung

piston

yang

metode antara lain yaitu metode langkah, diperlukan dengan rumus (Jatmiko, 2012): metode intuitif, atau metode cascade.Tetapi F = P.A.

(2.3)

metode tersebut untuk perancangan dengan Keterangan: sistem

otomatis/sistem

berhubungan.

Selain

yang itu

juga

saling F = Gaya dorong atau gaya jepit (N). perlu P = Tekanan kerja (bar).

memperhitungkan kebutuhan udara piston-  = Efisiesi. silinder serta diameter silinder. Perhitungan

Kebutuhan

Tabel 1. Efisiensidari Silinder Pneumatik

Udara

Piston-

Penggunaan

Jenis Piston-

Silinder

Silinder

Tersedianya jumlah udara secara umum

Gaya Jepit

diambil daritekanan atmosfer, sehingga dalam penentuan kebutuhan udara dihitung volume langkah

Efisiensi ()

dan

dihitung

pada

sisi

Gaya Dorong

SAC

0,8

DAC

0,9

DAC

0,5 – 0,6

hisap

Sumber:Jatmiko (2012) berdasarkan hukum Boyle-Mariotte P1. V1= P2 . Tabel 2. Diameter Piston-Silinder dan Stroke V1 (pada T = konstan). Besarnya kebutuhan Jenis Diameter Stroke udara untuk suatu kerja dapat diperoleh Pistondari(Jatmiko, 2008): x . A . s . Pabsolut . n Qlangkah = Pabsolut Keterangan:

Silinder SAC (2.2.) DAC

20, 25, 30,

25, 50, 75, 100, 125,

40

150, 200, 250, 300

25

25, 50, 75, 100, 125, 150

Qlangkah = Volume langkah (m3). x

30

= 1 untuk SAC.

25, 50, 75, 100, 125, 150, 200

= 2 untuk DAC. A

= Luas penampang piston (m2).

s

= Panjang langkah (m).

Pabsolut

= Tekanan kerja mutlak (bar).

40

50, 75, 100, 125, 150, 200, 250

Sumber: Series AS (2010)

Patmosrer = Tekanan atmosfer (bar). n

= Jumlah pergantian (gerakan/menit).

Efektifitas Pneumatik Sistem

Perhitungan Diameter Silinder

memiliki

gerak

dalam

pneumatik

optimalisasi/efektifitas

bila

Kecepatan piston sangat tergantung digunakanpada batas-batas tertentu. Adapun pada tekanan kerja, beban, dimensi katup, batas-batas ukuran yang dapat menimbulkan dimensi silinder, dan panjang rangkaian. optimalisasi penggunaan pneumatik antara Besarnya kecepatan piston umumnya 1m/s, lain: diameter piston antara 6 s/d 320 mm, pada kebutuhan khusus bisa mencapai 3 m/s. panjang langkah 1 s/d 2.000 mm, tenaga yang diperlukan 2 s/d 15 bar, untuk keperluan ISSN 2252-4444


32

pendidikan biasanya berkisar antara 4 sampai 5.

Proses

pembuatan

dengan 8 bar, dapat juga bekerja pada tekanan

dikerjakan.

udara di bawah 1 atmosfer (vacuum), misalnya 6.

Proses perakitan.

alat

yang

akan

untuk keperluan mengangkat plat baja dan Adapun tindakan yang dilakukan untuk sejenisnya melalui katup karet hisap flexibel. keselamatan kerja dalam proses pembuatan Adapun

efektifitas

penggunaan

udara Mesin Penekan Tahu Semi Otomatis adalah

bertekanan dapat dilihat pada grafik berikut:

melakukan proses kerja sesuai standar K3 (Keselamatan dan Kesehatan Kerja). Proses Perakitan Setelah

proses

pembuatan

selesai

dilakukan maka tahap selanjutnya yaitu proses perakitan. Perakitan yamg dimaksud meliputi penyambungan rangka pneumatik terhadap rel menggunakan paku rivet dan perakitan

Gambar 11. Efektifitas udara bertekanan

komponen pneumatik terhadap rangka

Sumber: Werner Rohrer (1990) Langkah-langkah

Perancangan

dan

Pembuatan Dalam perancangan dan pembuatan mesin penekan tahu nigarin semi otomatis ini terdapat

beberapa

langkah-langkah

perancangan dan pembuatan meliputi: studi literatur, pembuatan desain, perancangan dan pembuatan

mesin,

perhitungan

mesin,

pembuatan mesin, uji coba, dan penulisan laporan.

Pada

proses

Tahu

Semi

pembuatan Otomatis

Mesin terdapat

berikut: 1.

Mempersiapkan gambar kerja.

2.

Mempersiapkan

pengorbanan

sumber

ekonomi yang diukur dalam satuan uang yang terjadi atau kemungkinan telah terjadi untuk tujuan

tertentu

dalam

pembuatan

alat

(Mulyadi, 1993). Biaya produksi adalah biaya-biaya yang terjadi untuk mengolah bahan baku menjadi produk jadi yang siap untuk dijual. Menurut objek pengeluaranya biaya produksi ini dibagi

Mempersiapkan

bahan

yang

akan

mesin

yang

akan

digunakan. Mempersiapkan digunakan.

ISSN 2252-4444

alat

yang

2. Biaya Tenaga Kerja. 3. Biaya Permesinan. 4. Biaya Perakitan. Harga Jual Alat

digunakan.

4.

adalah

1. Biaya Bahan Baku.

beberapa hal yang perlu diperhatikan sebagai

3.

Biaya

menjadi:

Proses Pembuatan Penekan

Perencanaan Biaya

akan

Besarnya harga jual alat adalah biaya total pembuatan alat ditambah keuntungan yang direncanakan serta pajak penjualan. Perincian biaya-biaya sebagai berikut (Pujawan, 2009): 1. Biaya Produksi. Besarnya biaya produksi ditentukan oleh:


a. Biaya

Pembuatan,

33

berdasarkan pembayarannya dibagi menjadi dua macam

banyaknya proses yang dilalui dalam yaitu (Kodotie, 2005).: pembuatan alat.

1. Biaya Tetap (Fixed Cost).

b. Biaya Perencanaan, menentukan biaya 2. Biaya Tidak Tetap. ini didasarkan pada kerumitan dari alat 3. Biaya Semi Variabel. yang dibuat.

Rumus untuk menghitung nilai BEPyaitu

c. Biaya Operator, didasarkan jumlah jam (Kodotie, 2005): Fc kerja yang dibutuhkan, keterampilan BEP = P - Vc dan keahlian. Keterangan: 2. Keuntungan. Besarnya keutungan ditentukan Fc = Biaya tetap (Rp).

(2.4.)

P = Harga jual per unit (Rp).

berdasarkan yang ingin dicapai.

Vc = Biaya tidak tetap (Rp).

3. Pajak (Tax). Besanya pajak ditentukan sebesar Pajak

METODOLOGI

Penghasilan Negara (PPN) dan besarnya bunga pinjaman dari bank sebesar 1,5% per

Tahapan Pelaksanaan

bulan. Rumusan

yang

dipakai

untuk

Tahapan

pelaksanaan

perancangan

menentukan harga jual alat yaitu (Kodotie, beberapa langkah sesuai dengan gambar diagram alir(flowcart) sebagai berikut: 2005): A

Sales

= X.

Tc

= Total cost.

EBDIT

= Earning before depreciation interest

Y Perencanaan Mesin

Mulai

T

and taxes.

Perhitungan Mesin

Pencarian Data

D

= Depresiation.

EBIT

= Earning before interest and taxes.

I

= Interest.

EST

= Earning before taxes.

T

= Taxes.

EAT

= Earning after taxes.

T Sesuai atau tidak?

Pengolahan Data Y Pembuatan Mesin

Sesuai atau tidak?

T T

Y Pembuatan Design

Break Event Point

Uji Coba dan Penulisan Laporan

Break Event Point (BEP) adalah suatu keadaan

dimana

dalam

suatu

operasi

Sesuai atau tidak?

perusahaan tidak mendapat untung maupun rugi atau impas, penghasilan sama dengan dapat

T Berhasil atau tidak?

Y

Y

A

total biaya (Kodotie, 2005). Untuk

Selesai

menganalisa

diperlukan

penggolongan

menurut

sifatnya.

berbagai

Menurut

BEP biaya

sifatnya

Gambar 12. Diagram Alir Tahap Pelaksanan Sumber: Dokumen Penulis (2013) 1. Studi Literatur

ISSN 2252-4444

Sesuai atau tidak?


Dalam

pencarian

data

34

Penulis 4. Uji Coba dan Penulisan Laporan

melakukan beberapa kegiatan di antaranya

Setelah melakukan proses pembuatan

dengan melakukan observasi langsung ke mesin,

maka

langkah

selanjutnya

yaitu

produsen mesin. Selain itu Penulis juga melakukan uji coba terhadap mesin tersebut. melakukan praktik pembuatan tahu nigarin Uji coba yang dilakukan bertujuan untuk secara langsung ke pengusaha tahu nigarin di mengetahui apakah mesin yang telah dibuat kota Kediri. Di samping melakukan observasi sudah secara

langsung

Penulis

juga

sesuai

dengan

perancangan

dan

mencari pembuatan awal ataukah belum. Jika hasil uji

referensi-referensi melalui internet, buku, dan coba yang dilakukan belum sesuai dengan lain-lain guna menunjang pembuatan laporan perancangan dan pembuatan awal maka harus dan perancangan dan pembuatan mesin kembali ke langkah pembuatan mesin. Namun pengolah tahu nigarin. Data-data

jika hasil uji coba mesin sudah sesuai dengan

yang

telah

didapatkan perancangan dan pembuatan awal maka telah

selanjutnya diolah dalam bentuk proposal dan ddidapatkan hasil dan selanjutnya masuk ke laporan akhir. Dalam proposal ini Penulis tahap pembuatan laporan akhir. memasukkan data-data yang dianggap perlu dan menunjang dalam proses perancangan dan Prinsip Kerja pembuatan mesin ini. Data-data tersebut

Prinsip kerja dari mesin ini yaitu

meliputi penjelasan tentang kedelai, tahu, mengubah energi (udara bertekanan) menjadi mesin pengolah tahu nigarin, mesin penekan energi gerak (gerak maju mundur piston tahu

nigaring,

dan

perancangan

dan silinder).

pembuatan mesin penekan tahu. 2. Pembuatan Desain

Perancangan Alat Peraga

Setelah melakukan pengolahan data Penulis

melanjutkan

dengan

Sebelum merancang alat peraga, perlu

pembuatan mengetahui

gerakan-gerakan

piston

serta

desain awal mesin penekan tahu nigarin semi jalur-jalur pneumatik alat peraga. Untuk itu otomatis ini. Desain yang dibuat dalam bentuk terlebih dahulu membuat rancangan rangkaian gambar 3 dimensi menggunakan software pneumatik alat peraga. Rangkaian tersebut Auto

Cad.

Desain

yang

dibuat

berupa dapat dilihat pada gambar 13.

rancangan mesin pres semi otomatis dengan menggunakan double acting cylinder sebagai komponen penekan. 3. Perancangan dan Pembuatan Mesin Perancangan dan pembuatan mesin yang dimaksud adalah hal-hal yang berkaitan langsung dengan proses pembuatan mesin. Dalam hal ini Penulis merencanakan lebar

Gambar 14. Rangkaian Pneumatik

kotak tempat gumpalan tahu diletakkan. Selain

Sumber: Penulis (2013)

itu juga merencanakan diameter silinder dan diameter piston yang dibutuhkan untuk menekan gumpalan tahu tersebut. ISSN 2252-4444

Perancangan perancangan

gambar

selanjutnya alat

yaitu peraga.


Peenggambaran

dibuat

35

berdasarkan antara lain yaitu metode langkah, metode

berdasarkan rangkaian pneumatik di atas. intuitif, atau metode cascade. Selain itu juga Berikut merupakan gambar rancangan alat perlu memperhitungkan kebutuhan udara peraga.

piston-silinder serta diameter silinder. HASIL DAN PEMBAHASAN

Perhitungan Diameter Silinder Untuk

Prinsip Kerja

menentukan

diameter

piston

ditentukan beban yang diangkat. Pada mesin

Prinsip kerja dari mesin ini yaitu ini ditentukan beban maksimal 10 kg dan mengubah energi (udara bertekanan) menjadi tekanan 4 bar. Beban 10 kg yang termasuk energi gerak (gerak maju mundur piston beban meja dan komponen mesin yang silinder).

diangkat. Berikut ini perhitungan

Piston yang digunakan adalah piston jenis mencari

diameter

piston

untuk

berdasarkan

Double Acting Cylinder (DAC). Masing masing persamaan. piston mempunyai dua katup, satu untuk Diameter silinder: untuk F = P. A .  F A= P. digunakan yaitu katup 3/2. Dan masing100 N masing piston cepat lambat maju mundurnya A = 5 4 . 10 N/m2 . 0,6 diatur menggunakan katup kontrol aliran satu 100 N . m2 arah (one way flow control valve). Dan ada satu A = 4 . 105 N . 0,6 katup utama menggunakan katup 3/2 untuk 100 N . 106 . mm2 A = menutup dan membuka aliran udara yang 4 . 105 N . 0,6 menggerakkan semua piston. d = √530,79 Sumber tenaga penggerak pneumatik d =23,04 mm menggunakan udara. Udara ini diambil dari F menggerakkan

piston

maju,

satu

menggerakkan piston mundur. Katup yang

kompressor. Kompressor yang digunakan adalah

kompressor

yang

bisa diatur tidak lebih dari 10 bar.

Untuk merancang mesin ini dibutuhkan beberapa langkah perencanaan. Langkahmeliputi

A= A=

Perancangan Mesin

tersebut

P η

mampu

menghasilkan tekanan minimum 4 bar dan

langkah

A

perancangan

A=

100 N 5

4 . 10 N/m2 . 0,9 100 N . m2 4 . 105 N . 0,9 100 N . 106 . mm2 4 . 105 N . 0,9

d = √277,78 d = 16,67 mm

rangkaian sistem pneumatik dan perancangan kerangka.

Diameter yang tersedia 25, 35, 70, 100, jadi diameter yang digunakan adalah diameter 25.

Perancangan Rangkaian Sistem Pneumatik Perancangan rangkaian sistem pneumatik

Analisa Kebutuhan Udara Piston-Silinder Berikut perhitungan kebutuhan udara

dapat ditentukan dengan berbagai metode untuk piston-silinder berdasarkan persamaan: ISSN 2252-4444


36

Qlangkah A = π . r2 A = 3,14 . 0,1252 A = 0,049 dm2 x . A . s. Pabsolut . n Qlangkah = Patm 2 . 0,049 dm2 . 1,25 dm .4 bar . 1 ger/men 1 bar =0,49 dm3 /min

Qlangkah = Qlangkah

Gambar 4.2. Model Alat Peraga

Qlangkah =0,49 liter/min

Sumber: Penulis (2013)

Efektifitas Pneumatik Dalam mesin ini diameter piston 25 mm, danpanjang langkah 125 mm. Untuk alat peraga di dunia pendidikan tekanannya berkisar antara 4 sampai 8 bar. Dan dari perhitungan 4

bar sudah cukup efektif

Dalam pembuatan mesin penekan tahu semi otomatis dibutuhkan biaya untuk bahan baku, biaya pemesinan, biaya operasional, dan biaya perancangan. Berikut uraian biaya pembuatan: 1.

Biaya Bahan Baku. Biaya bahan baku meliputi:

untukdapat mengoperasikan alat. Dari tabel

a.

diameter torak dengan kebutuhan udara

Komponen pneumatik mempunyai

dengan diameter 25 mm dan tekanan 4 bar

peranan penting dalam pembuatan

udara yang dibutuhkan adalah 0,02 ltr/cm.

mesin penekan tahu semi otomatis karena

Perancangan Mesin

sistem

Tahapan ini merupakan tahapan awal dalam

karena

untuk

gambar

pemahaman

kerja

b.

proses

pembuatan mesin tersebut.

2.

Adapun

Biaya Komponen Pendukung dan

Biaya Pemesinan. Total biaya sewa permesinan dan operator

proses

pembuatan

mesin

dengan Sistem Penggerak Pneumatik terdapat tahapan yang dilakukan antara lain tahapan pembuatan rangka dan tahapan perakitan komponen.

pneumatik.

Bahan.

Pembuatan Dalam

berfungsi

sebagai berikut:

Penekan Tahu Semi Otomatis. Persiapan ini diperlukan

ini

komponen utama sistem pneumatik

proses pengerjaan pembuatan rangka Mesin penting

komponen

sebagai penggerak utama dalam

Persiapan Gambar Kerja.

sangatlah

Biaya komponen pneumatik.

selama dua puluh hari yaitu Rp.,3.

Biaya Operasional. Biaya

operasional

yang

dikeluarkan

meliputi: a.

Biaya transportasi

= total biaya

transportasi selama dua puluh hari = 20 x Rp. 5.000,= Rp. 100.000,b.

Biaya konsumsi = Jumlah hari x Biaya konsumsi perhari

ISSN 2252-4444


37

= 20 x Rp. 10.000,-

Sales

=x

= Rp. 200.000,-

Tc

= Rp. 2.307.000,-

EBDIT

= Rp. (x – Rp. 2.307.000,-)

D

= Rp. 0

= Rp. 100.000,- + Rp. 200.000,-

EBIT

= Rp. (x – Rp. 2.307.000,-)

= Rp. 300.000,-

I

= Rp. 1,5% - Rp. 2.307.000,-

Dari beberapa biaya di atas, maka total biaya

EBT

= Rp. (x – Rp. 2.307.000,-)

pembuatan mesin penekan tahu semi otomatis

T

= 10% x (x – Rp. 2.307.000,-)

Jumlah biaya operasional =

Biaya

transportasi + Biaya konsumsi

sebagai berikut:

= (x – Rp. 2.307.000,-) 10% x (x – Rp. 230.700,-)

Biaya bahan baku

Rp. 1.797.000,-

= x – 0,1x – Rp. 2.307.000,- +

Biaya operasional

Rp.

Rp. 230.700,-

Total biaya pembuatan

Rp. 2.097.000,-

4.

300.000,EAT

Biaya Perancangan.

= 0,9x – Rp. 2.537.700,-

EAT dirumuskan = Rp. 500.000,-

Biaya perancangan dalam pembuatan

Dari EAT yang diinginkan Rp. 500.000,-

mesin penekan tahu semi otomatis ini

Sehingga didapat perhitungan harga

diambil 10% dari biaya bahan baku dan

jual sebagai berikut:

biaya operasional, jadi perhitungannya

0,9 = Rp. 500.000,- + Rp. 2.537.700,-

adalah:

0,9 = Rp. 3.037.700,-

Biaya perancangan = 10% x (total biaya

X

pembuatan alat)

= Rp. 3.375.222,-

Maka harga jual mesin per unit adalah =

10%

x

(Rp.

Rp. 3.375.222,-/unit.

2.097.000,-)

Keterangan: =

Rp.

209.700,-

dibulatkan menjadi Rp. 210.000,-

Sales

: penjualan mesin.

Tc

: biaya total pembuatan mesin.

EBDIT : Earning Before Depresiation, 4.4. Penentuan Harga Jual Alat

Interest, and Tax.

Berikut adalah rincian tentang harga

D

: Depresiation.

jual mesin:

EBIT

: Earning Before Interest and Tax.

1.

Besarnya biaya produksi mesin.

I

: Interest.

a.

Biaya pembuatan

EBT

: Earning Before Tax.

b.

Biaya perancangan Rp.

T

: Tax.

EAT

: Earning After Tax.

Rp. 2.097.000,210.000,-

Sehingga besarnya biaya total produksi adalah 2.

Rp. 2.307.000,-

Perhitungan harga jual mesin. Harga

jual

mesin

dapat

4.5. Perhitungan Break Event Point (BEP) diketahui

berdasarkan perhitungan sebagai berikut: a.

Keuntungan

yang

Break dimana

Event

harga

jual

Point sama

adalah kondisi dengan

dirancangkan produksi atau biasa disebut titik impas. Berikut

(EAT) Rp. 500.000,-

perhitungan dari titik impas tersebut:

b.

Pajak (T) 10%

1.

c.

Bunga pinjaman bank 1,5% perbulan

ISSN 2252-4444

harga

Biaya tetap (Fc) ditentukan dari harga jual mesin yaitu Rp. 3.375.222,-/ unit


2.

Biaya tidak tetap (Vc) ditentukan dari

38

DAFTAR PUSTAKA

tingkat produktifitas atau tingkat aktifitas yang dilakukan. Ditentukan besarnya Anonim,

3.

pneumatik.com. Diakses tanggal: 2

perawatan rutin yaitu Rp. 50.000,-

Pebruari 2015.

Biaya pemasukan (P) ditentukan dari Anonim,

http://www.wikipediabahasaindonesi

150.000,-/operasi.

a-tahu.com.

BEP  BEP 

22

Anonim,

(2012).

Bahan

Ajar

Elektronika

2015. Anonim, (2012). Bahan Ajar British Pneumatic Handbook. Diakses tanggal: 5 Pebruari 2015.

Jadi dengan 34 kali pengoperasian mesin maka BEP sudah terpenuhi.

Mikail,

telah dilakukan, maka didapatkan simpulan sebagai berikut: tahu

ini

dirancang

berdasarkan rangkaian sistem pneumatik, Diameter piston 25 mm, kebutuhan udara 0,49 liter/min, dan gaya torak efektif saat langkah maju dan mundur sebesar 14.400 N. Proses pembuatan mesin dimulai dari persiapan alat dan bahan, pembuatan rangka hingga perakitan komponen. Total biaya pembuatan alat sebesar Rp. 2.097.000,- dengan harga jual per unit alat Rp. 3.375.222,- dan BEP terpenuhi dengan 34 kali pengoperasian.

ISSN 2252-4444

Jurusan Teknik Mesin: Politeknik Kediri J.

(2005).Analisis

Ekonomi

Teknik II. Yogyakarta: Andi.

Berdasarkan hasil pembahasan yang

penekan

Jatmiko, Putut (2012). Bahan Ajar Pneumatik. Kodoatie,Robert

KESIMPULAN

4.

tanggal:

Industri. Diakses tanggal: 27 Januari

P - Vc 3375222

Mesin

Diakses

Januari 2015.

Fc

150000 - 50000 BEP  33,75 operasi = 34 operasi

3.

(2014).

biaya operasi mesin tersebut yaitu Rp.

maka diperoleh BEP mesin sebagai berikut :

2.

http://www.perencanaan-

biaya perubahan adalah besarnya biaya

Dari ketiga perincian biaya tersebut,

1.

(2013).

Bramirus.

(2011).

http://www.hariankompas.com. Diakses tanggal: 22 Januari 2015. Saputro,

Christophorus

Aji.

http://www.jitunews.com.

(2015). Diakses

tanggal: 22 Januari 2015. Sukarno, Rahmad Hadi, (2010). Modifikasi Mesin Pres Sol Sepatu dengan Sistem Pneumatik.

Fakultas

Teknologi

Industri - Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

JURNAL TEKNIK MESIN, VOLUME 4, NOMOR 1, TAHUN

Recommend Documents