Automotif Engine, Rancangan Teknik Mesin, Mesin Penggiling Tebu, Tebu

BAB I

PENDAHULUAN

A.          Latar Belakang

Pertanian menjadi salah satu sektor primer yang menyokong perekonomian Indonesia, di era globalisasi ini sektor pertanian memegang peranan penting dalam struktur ekonomi nasional, karena ternyata sektor pertanian lebih tahan menghadapi krisis ekonomi dibandingkan dengan sektor lainnya. Selain itu sektor pertanian berperan dalam mencukupi kebutuhan penduduk, meningkatkan pendapatan petani, penyediaan bahan baku industri, memberi peluang usaha serta kesempatan kerja, dan menunjang ketahanan pangan nasional (Adiwilaga, 1992 dalam Fauzi, 2007).

Salah satu subsektor pertanian yang berperan penting di Indonesia adalah subsektor perkebunan. Subsektor perkebunan tersebut salah satunya adalah tanaman tebu yang memiliki arti penting sebagai bahan baku pada industri gula. Pengembangan tanaman tebu ditujukan untuk menambah pasokan bahan baku pada industri gula dan diharapkan dapat meningkatkan kesejahteraan petani tebu dengan cara partisipasi aktif petani tebu tersebut. Selain itu, Perkebunan tebu dapat menyediakan kesempatan kerja bagi masyarakat Indonesia dan merupakan salah satu sumber pendapatan bagi petani tebu dan juga pedagang yang memproduksi air tebu. Perkebunan tebu diharapkan dapat memberikan dampak terhadap struktur perekonomian wilayah dengan meningkatkan pendapatan daerah terkhusus untuk meningkatkan pendapatan daerah Provinsi Sumatera utara.

Salah satu wilayah yang memiliki potensi tebu di Provinsi Sumatera Utara adalah Kabupaten Deliserdang. Menurut BPS Sumatera Utara, potensi tebu Kabupaten Deliserdang  dalam kurun waktu tiga tahun dengan status perkebunan rakyat telah memproduksi tebu sebesar 36800 Ton. Berikut adalah tabel Potensi tebu di kabupaten Deli Serdang menurut BPS Sumatera Utara :

Selain untuk meningkatkan pendapatan daerah, Tebu juga dapat diolah sebagai minuman ringan oleh para pedagang, dimana proses pengolahannya menggunakan mesin penggiling tebu. Mesin penggiling tebu banyak kita jumpai pada pedagang kecil yang ada di jalanan atau di pusat pembelanjaan. Mesin penggiling yang digunakan pada umumnya adalah mesin penggiling dimana tebu dimasukkan secara manual dengan menggunakan tangan untuk memasukkan tebu ke mesin penggiling tebu. Kendala- kendala tersebut akan menambah waktu, biaya dan tenaga dalam proses penggilingan. Tentu ini suatu masalah tersendiri yang mengurangi pendapatan yang seharusnya didapatkan oleh pedagang.

Dari uraian diatas penulis tertarik untuk mencoba merancang dan memodifikasi mesin penggiling tebu agar proses penggilingannya lebih efisien tanpa harus mendorong dan memegang tebu secara manual. Adapun judul dari rancangan tersebut adalah “Rancang Bangun Mesin Penggiling Tebu Dengan Menggunakan Feeder Kapasitas 25 Kg/Jam”, yang nantinya diharapkan akan dapat mempermudah dan mempercepat proses penggilingan tebu itu sendiri. Selain itu dengan adanya mesin ini diharapkan mampu meningkatkan hasil produksi, baik dari segi kualitas maupun kuantitas. 

A. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah yang dalam penulisan Teknik Merancang ini adalah :

1. Apa saja komponen-komponen Mesin Penggiling  Tebu dengan menggunakan Feeder?
2. Bagaimana cara kerja Feeder ?
3. Bagaimana perhitungan gaya-gaya yang bekerja pada Mesin Penggiling Tebu dengan menggunakan Feeder ?
4. Bagaimana analisa biaya pembuatan Mesin Peggilling Tebu dengan menggunakan Feeder?
5. Prinsip dasar rancangan ini ?
6. Tujuan Pembahasan
7. Tujuan dari perancangan ini adalah :
8. Untuk mengetahui apa saja komponen-komponen Mesin Penggiling Tebu dengan menggunakan Feeder.
9. Untuk mengetahui  cara kerja Feeder.
10. Untuk mengetahui  perhitungan gaya-gaya yang bekerja pada Mesin Penggiling Tebu dengan menggunakan Feeder,
11. Untuk mengetahui  analisa biaya pembuatan Mesin Peggilling Tebu dengan menggunakan Feeder.Untuk mengetahui mengenai tugas rancangan dan merancang mesin.

B. Manfaat

1. Laporan Teknik Merancang ini diharapkan bermanfaat bagi :
2. Penulis sendiri untuk mengaplikasikan ilmu rancang bangun yang telah didapat selama ini ke dalam bentuk pengoperasian mesin.
3. Penulis untuk mengembangkan ilmu yang didapat baik secara teori maupun secara praktek.
4. Mahasiswa yang akan membahas permasalahan yang sama untuk dijadikan bahan masukan atau sebagai pembanding ( studi kasus ) sesuai apa yang dibahas.
5. Masyarakat / perusahaan yang membutuhkan mesin ini untuk menunjang kegiatan usahanya.
6. Para pembaca khususnya yang ingin mengetahui tentang sistem kerja dari Mesin Penggiling Tebu dengan meggunakan Feeder.

C. Teknik Pengumpulan Data

Adapun teknik pengumpulan data yang dilakukan penulis dalam menyusun Rancangan ini adalah :

1. Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing.
2. Melakukan diskusi dengan rekan – rekan satu tim ataupun rekan – rekan sesama mahasiswa.
3. Melakukan studi ke perpustakaan ( literature ) dan mempelajari   buku – buku  yang berkaitan dengan mesin yang dirancang.
4. Pengumpulan data dari buku - buku referensi.
5. Pengumpulan data dari internet.

BAB II

   TINJAUAN PUSTAKA

A. Sejarah Singkat Tanaman Tebu

Tanaman ini termasuk jenis rumput-rumputan. Banyak referensi yang menyatakan bahwa tanaman tebu berasal dari India, karena tebu ditemukan pertama kali di India. Namun ada juga yang mengatakan kalau tebu itu sebagai jenis flora asli Indonesia yang nenek moyangnya disebut-sebut sebagai tanaman liar di Irian. Tanaman tebu dipanen pada saat tanaman memiliki kadar gula atau sukrosa yang tinggi (umur sekitar 10 – 12 bulan).

Gambar 1. Tanaman Tebu

Tanaman tebu merupakan tanaman sumber pemanis yang paling populer di dunia. Selain itu tanaman yang nama latinnya Saccharum Officinaru Linn ini memiliki tingkat produksi pemanis (kadar gula) yang paling tinggi dibanding tanaman lain dalam hal pemenuhan kebutuhan pemanis dunia. Secara morfologi tanaman tebu dapat dibagi menjadi beberapa bagian yaitu: batang, daun, akar, dan bunga.

Klasifikasi ilmiah dari tebu yaitu :

Divisio             : Spermatophyte

Class                :  Angiospermae

Sub Class        : Monocotyledoneae

Ordo                : Poales

Famili              : Poaceae

Genus              : Saccharum

Species            : Saccharum Offcinarum L.

 

Di Indonesia tebu banyak dibudidayakan di pulau Jawa dan Sumatra. Tanaman pemanis ini sudah dikenal jauh sebelum masehi. Akan tetapi keterampilan dalam mengolah tebu di Jawa dikabarkan baru dikuasai sekitar abad ke-15, dan itu dipelajari dari para imigran Cina yang mungkin awalnya belajar dari India. Dengan masa tanaman tebu yang optimal, rendemen bisa meningkat 15%. Yang dimaksud dengan rendemen tebu adalah kadar gula dalam batang tebu yang dinyatakan dalam persen,  batang tebu memiliki kekuatan tekan minimal 50 kg/cm². Batang tebu terdiri dari beberapa komponen seperti ditunjukkan pada tabel-1 berikut.

                                     Tabel 2. Komposisi batang tebu

Komponen	Kandungan (%)
Monosakarida Sukrosa Zat-zat organik Zat-zat anorganik Sabut Air Bahan lain	0,5 – 1,5 11 – 19 0,5 – 1,5 0,15 11– 19 65– 75 12

 

B   Prinsip Kerja Mesin Penggiling Tebu Menggunakan Feeder 

Prinsip kerja mesin penggiling tebu menggunakan feeder adalah dengan menggunakan 3 pcs roll press bergerigi yang disusun secara bertingkat, yang mana 2 roll tersusun secara seri, dan 1 tesusun diatas antara 2 roll tersebut dengan diameter 75 mm. Pada prinsipnya mesin penggiling tebu menggunakan feeder ini memanfaatkan gerak putar ( rotasi ) dari motor bakar dengan spesifikasi daya 5,5 HP dan putaran 2400 rpm.Daya dan putaran dari motor bakar ini memiliki dua fungsi dimana fungsi yang pertama untuk memutar roll press yang berada di dalam bagan roll (kepala penggiling) dan fungsi kedua digunakan untuk menggerakan feeder yang ditransmisikan melalui reducer dengan menghubungkan pully pada motor dan pully pada reducer menggunakan V – belt. Reducer ini berguna untuk mendapatkan putaran yang diinginkan dengan perbandingan putaran ( 1 : 40 ).



C.  Metode Mesin Penggilingan Tebu Menggunakan Feeder 


Mesin ini pada umumnya hampir sama dengan mesin penggiling tebu yang berada di pasaran hanya saja mesin penggiling tebu yang kami modifikasi ini menggunakan feeder sebagai pemasukan tebu menuju kepala penggiling,feeder ini bekerja bersamaan dengan motor bensin yang mana dipergunakan reducer sebagai pengubah arah dan penurun putaran,feeder ini sendiri terdiri dari plat profil L St 37 20 x 20 mm dengan panjang 500 mm dan tinggi 300mm,poros St p37 dibubut bertingkat dengan diameter 20 dan 38 berjumlah 3 pcs,bearing F 205 berjumlah 6 pcs, karet penghantar dengan lebar 200 mm dan panjang 1800 mm.

D. Komponen – Komponen Utama Mesin Penggiling Tebu Dengan Menggunakan Feeder

Mesin Penggiling Tebu dengan Menggunakan Feeder ini merupakan gabungan dari beberapa komponen – komponen sehingga terbentuk sebuah mesin yang dapat difungsikan sesuai dengan fungsi yang telah direncanakan. Adapun bagian – bagian utama dari Mesin Pemeras Tebu dengan menggunakan Feeder ini adalah sebagai berikut : 

1.   Kepala Penggiling 

Kepala penggiling merupakan bagian utama dari Mesin Penggliing Tebu Dengan Menggunakan Feeder, karena pada bagian ini terdapat roll press berfungsi untuk menggiling  tebu. Bahan dari roll press ialah stainless steel SS 60.

Gambar 2. Kepala Penggiling

2. Kerangka Mesin 

Kerangka merupakan bagian dari mesin yang berfungsi untuk menumpu atau mendukung komponen – komponen mesin yang lain. Pada bagian ini bahan yang digunakan ialah plat profil L St 37 dengan ukuran 900 x 300 x 1095 ( mm ) untuk menumpu beban dari komponen – komponen mesin penggiling tebu menggunakan feeder 

Gambar 3. Kerangka Mesin

3. Motor Bensin

Motor bensin merupakan sumber tenaga penggerak awal dari rancang bangun Mesin Penggiling Tebu dengan Menggunakan Feeder ini. Motor bensin menggunakan bahan bakar bensin

Gambar 4. Motor Bensin

4. Gearbox ( Reducer )

Gearbox atau reducer speed adalah kontak transmisi roda gigi yang berfungsi untuk mentransmisikan putaran dari motor listrik dengan menurunkan kecepatan putaran dari motor listrik sesuai dengan kebutuhan. Pada mesin ini gearbox atau reducer speed yang dipakai adalah gearbox type 50 dengan perbandingan putaran 1 : 40.

Gambar 5. Gearbox ( Reducer )

5. Roda Gigi

Roda gigi merupakan komponen atau alat untuk menghubungkan suatu poros ke poros lain dengan jumlah putaran dan arah posisi sumbu yang berbeda, dengan jumlah putaran yang sama diperbesar ataupun diperkecil. Pada rancangan mesin ini dipakai roda gigi lurus dan roda gigi payung yang berfungsi untuk meneruskan daya dari gear box  atau reducer speed dan untuk mengubah arah putaran.

Gambar 6. Roda Gigi Payung

6. Bantalan

Bantalan adalah elemen mesin yang mempunyai poros berbeban sehingga gerakan bolak - balik dapat berlangsung secara halus, aman, dan tahan lama. Bantalan harus kokoh untuk memungkinkan elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak bekerja dengan baik maka kinerja seluruh sistem akan menurun atau tidak bekerja dengan semestinya. Pada rancangan mesin ini menggunakan bantalan luncur yang berjumlah 8 buah.

Gambar  7. Bantalan

7. Pulley

Pulley digunakan untuk meneruskan daya dan putaran dari suatu poros ke poros lain yang jaraknya jauh dengan memakai sabuk atau V – belt. Pulley yang digunakan pada rancangan mesin ini adalah pulley 3 inchi yang dipasang pada poros motor, pulley 3 inchi yang dipasang pada poros gear box dan pulley 3 inchi yang dipasang pada poros feeder.

Gambar 8. Pulley

8. Sabuk ( V-belt )

Sabuk atau belt berfungsi untuk memindahkan putaran dari poros satu lainnya, baik puataran tersebut pada kecepatan putar yang sama maupun putarannya dinaikkan ataupun diperlambat, searah dan kebalikannya. Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Sabuk V dililitkan pada sekeliling pulley yang berbentuk V pula, sabuk V dan pully dipergunakan pada mesin ini dikarenakan sabuk dan pulley lebih minim biaya dan mudah didapat .

Sabuk atau belt yang dipakai pada rancangan mesin ini adalah sabuk A 61 yang dipakai untuk menghubungkan pulley pada poros motor bakar dan pulley pada gear box, serta sabuk dari motor ke reducer A 35 dan A 57  yang dipakai untuk menghubungkan pulley pada reducer   dan pulley pada poros feeder.

Gambar 9. Sabuk (V-belt)