GAMBAR TEKNIK PERANCANGAN MESIN PENGGILING BEKICOT(SIPUT)

Latar Belakang

Indonesia memiliki sumber daya alam hayati yang melimpah. Melimpahnya alam berupa bekicot(siput), maka diperlukan pengolahan dan pemanfaatan dengan baik dan tepat. Udang  memiliki nilai ekonomis yang kurang penting, apabila belum dimanfaatkan secara tepat. Biasanya ikan diolah untuk dijadikan bahan baku tepung bekicot(siput) untuk dijadikan sebagai campuran makanan ternak, hal ini disebabkan kandungan proteinnya yang tinggi. Sehingga sangat baik untuk dijadikan makanan ternak.

            Untuk mengolah bekicot(siput) menjadi tepung, bekicot(siput) harus dikeringkan terlebih dahulu sampai kadar air didalam udang berkurang.Ikan yang dikeringkan dengan menggunakan panas matahari atau dengan menggunakan mesin pengering kemudian diolah dengan menggunakan penumbuk lalu disaring dengan ayakan secara konvensional. Proses pembuatan tepung bekicot(siput) secara konvensional diatas tentu kurang mendapatkan hasil yang maksimal, karena akan menghasilkan tepung yang sedikit juga memakan waktu yang lama. Selain itu mesin yang ada dipasaran kebanyakan mesin yang digunakan untuk berbagai macam bahan seperti untuk penggiling kopi tetapi digunakan untuk menepung udang sehingga hasilnya tidak maksimal.

Pembuatan mesin penepung bekicot(siput) merupakan sebagai alternatif bagi pemburu bekicot(siput) untuk dapat diolah dari bekicot(siput) basah menjadi tepung bekicot(siput) sebagai campuran bahan baku makanan ternak, sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan masyarakat.

Alat penggiling bekicot(siput)

            Alat penggilingan udang adalah alat yang digunakan menghancurkan bekicot(siput) yang telah kering, untuk dihaluskan menjadi bekicot(siput), yang digunakan sebagai bahan dasar campuran makanan tenak, karena kandungan protein pada bekicot(siput) sangat tinggi. Jadi proses penggiling udang yaitu dengan memanfaatkan enargi mekanik yang dihasilkan dari putaran mesin untuk menggerakkan poros, dan putaran tersebut ditransmisikan dengan menggunakan sabuk-V kemudian putaran tersebut digunakan untuk menggerakkan pisau penghancur agar dapat menghaluskan bekicot(siput) yang sudah kering menjadi tepung.

Pemilihan motor 4 langkah yang sesuai dengan alat dengan spesifikasi sebagai berikut:

Merk/Jenis       : Jazz / 4 langkah.

Daya                : Maksimum 5.6 HP.

Rpm                 : Maksimum 4000 rpm.

            Perhitungan gaya robek daging bekicot(siput).

                        Limbah udang dengan berat 1 gram dapat hancur dengan beban 0.5 kg pada jarak 1 meter dengan waktu 0.7 s,

·         v = s / t                                               

v = 1 m / 0.7 s  = 1.429 m/s                           

^·          Ep = m x g x h

                                    Ep =  0.5 kg x 10 m/s x 1m = 5 J

·         P = W / t

P = 5 / 0.7 = 7.14 watt

·         F = P / v

F = 7.14 / 1.429 = 5 N

                        Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan didapatkan, bahwa daging bekicot(siput)  dengan berat 1 gram dapat hancur dengan gaya 5 N.

                Perhitungan gaya potong pisau.

Limbah udang terpotong apabila  N < F

è Satu pisau

N             = m x g

                                                = 0.001 kg x 10 m/s²

                                                =  0.01 N

Jari – jari pisau pemotong 0.08 m

Keliling pisau pemotong                = 2πR

                                                                = 2 x 3,14 x  0,08 = 0,5024 m

                                                               

Putaran pisau                     =  keliling pisau x kecepatan pisau

                                                                = 0,5024m x 1,42m/s

                                                                = 2,83 rps/ gram ikan          

                                                   = 169 rpm/ gram ikan

Sehingga gaya potong pisau per gram udang adalah,

                      F        =            

                      F        =            

                      F       =              0.025 N

4.3       Perhitungan torsi pisau.

τ_pisau =             Fs x R

                                                =             5 N x 0.08m

                                                =             0.4 Nm

τ_poros   =             0.4 x 6.94 gr/s

                                                =             2.78 Nm/gr

4.4       Perhitungan diameter poros

τ          =          3.18  Nm

                                Bahan poros       (JIS G 4501) S50C kekuatan tarik 62 kg/mm²

                                                 σ_B            =             62

                                Sf₁                =             6

                                Sf₂                =             antara 1,3 – 3 diambil 1,5

                                Pb           =             3,62 kW

n             =             1173 rpm

Sehingga diameter poros yang dibutuhkan adalah

Ds           =             (       Kt Cb τ )^1/3          

Tegangan geser yang diizinkan

σ_a                  =                                       

                                                =            

               

                                =             5,16 Kg/mm²

Faktor konsentrasi tegangan

Kt            =             antara 1,5 – 3 diambil 2

Factor beban lentur

Cb           =             antara 1,3 –2, 3 diambil 2

Momen puntir

τ              =             τ_pisau + τ_poros

τ                      =             9,74 x 10⁵

                                                =             9,74 x 10⁵

                                                =             3005,86 kgmm

τ              =             278 + 3005,86

                                                =             3283,86 kgmm

Diameter Poros

Ds           =             (  2 x 2 x 3283,86 )^1/3

                                                =             23,5 mm

                                                =             25 mm ( Disesuaikan dengan yang ada di pasar )

4.5       Kapasitas penggiling bekicot(siput)

                Kapasitas penggiling udang = 33.33 / 2.8 = 11.83 gr/s ( 42.56 kg/jam ),         

                Pada putaran 2000 rpm kapasitas penggiling limbah udang adalah 42.56 kg/jam, untuk kapasitas penggilingan 25 kg/jam putaran yang dibutuhkan yaitu 1178 rpm.

Dalam perencanaan kapasitas penggilingan limbah udang yaitu 25 kg/jam (6.94 gr/s), menggunakan silinder dengan diameter 8 inch (203.2 mm), tebal 5 mm, tinggi 300 mm.

                   

Volume silinder       = L.alas x tinggi

                                                                = 216.315 cm² x 30 cm

                                                                = 6489.44 cm³

                                            = 6.489 dm³ (liter)

Berdarkan percobaan yang telah dilakukan, silinder dapat menampung udang sebanyak 1 kilogram udang kering.

Rpm yang dibutuhkan untuk menggiling limbah udang 25 kg/jam (6.94 gr/s)

                                                =             6.94 x 2.83 rps

                                                =             19.6 rps ( 1178 rpm )

4.6          Perhitungan Daya Motor

                Daya motor yang dibutuhkan :

Pb           =             torsi x kecepatan sudut

                                                =             2.78 Nm/gr x 1173 rpm

                                                =             3260 Watt ( 3,2 KW )

4.7       Pemilihan  Puli, V belt, dan Pasak

                                Pb           =             3,62 kW

                                fc            =             1,1

                                Pd           =             3,58 kW

                                n (motor)            =             4000 rpm (putaran max didapat dari spesifikasi motor)

                                Ds (motor)          =             20 mm

                                n (poros)             =             2000 rpm

                                Ds (poros)           =             25 mm 

Untuk daya rencana 3,58 kW dan putaran 2000 rpm digunakan penampang V- belt tipe A 80 dan dengan menggunakan perbandingan puli yaitu 1: 2 Diameter luar puli kecil yaitu 68 mm dan diameter luar puli besar 150 mm. Panjang pasak 37.5 mm, lebar pasak 6.25 mm dan tinggi pasak 5 mm. Perhitungan sebagai berikut :

1.9            Perhitungan Putaran Transmisi

        

Gambar 4.1  Transmisi V-belt

        n₁       = putaran poros penggerak (rpm)

        n₂       = putaran poros yang digerakkan (rpm)

        D₁      = diameter puli penggerak (mm)

        D₂      = diameter puli yang digerakkan (mm)

        C      = jarak antara senter pulley (mm)

Telah diketahui sebuah motor dengan spesifikasi sebagai berikut :

Daya motor (P)           = 3,2 Kw

Putaran (n)                  = 1173 rpm

·         Putaran pulley pada penggiling (n₂₎

n₁/ n₂   = D₂/D₁

n₂      =(68 x 1173)/150

n₂      = 531,76 rpm

1.10        Perhitungan Pasak

   Diketahui :                      

Ds           =             25 mm 

         b (lebar pasak) =             antara 0,25 - 0,35 Ds

                                                        =             0,25 x 25

                                                        =             6,25 mm

         l (panjang pasak)             =             maksimal 1,5 Ds

                                                        =             1,5 x 25

                                                        =             37,5 mm

1.11        Penentuan V-Belt

Gambar 4.2   Menghitung Keliling Belt

        L= 2C + π/2 (D₂+D₁) + (D2-D1)/4C

Dimana :

     L         = keliling V-belt (mm)

     n₁           = putaran poros penggerak (rpm)

     n₂           = putaran poros yang digerakkan (rpm)

     D₁          = diameter puli penggerak (mm)

     D₂          = diameter puli yang digerakkan (mm)

     C         = jarak antara senter pulley (mm)

Menghitung keliling sabuk pada masing-masing pasangan pulley.

·         Keliling sabuk antara pulley keluaran gearbox dengan pulley penggiling1.

            Diketahui :

   C   = 545 mm

         D₁         =  68  mm

         D₂         = 150 mm

L            = 2C + π/2 (D₂+D₁) + (D2-D1)/4C

   = 2 x 545 + 3.14/2 (150 +68 ) + (150-68)/4 x 545

  = 1432.29mm

D                  = Keliling lingkaran/π

                     = 1432.29 /3.14

                     = 465,15 mm

                     =   46,52 cm ≈ 47 cm

    Maka pakai V-belt tipe A47