Desain Mesin Penggiing Daging

"Desain Perancangan Mesin Penggiling Daging"
Diajukan sebagai tugas akhir mata kuliah Elemen Mesin semester III

Dosen pengampu
Ir. Kemas Rifian, M.Sc




Oleh
Achmad Burhanuddin (011.11.002)
Purwo Kistanto (011.11.013)



Program Studi Teknologi Pengolahan Sawit
Fakultas Tekik dan Desain
Institut Teknologi dan Sains Bandung
2013

BAB I
PENDAHULUAN

Latar Belakang
Pada era globalisasi saat ini menuntut orang untuk berperan aktif menggunakan kreatifitas dan kemampuan berinovasi guna menghasilkan suatu produk yang berkualitas. Oleh karena itu, banyak pihak yang berlomba-lomba untuk membuat atau mengembangkan teknologi yang memiliki manfaat dan lebih ekonomis. Banyak peralatan-peralatan bantu baru yang dibuat orang. Hal ini dimaksudkan untuk membantu dan mempermudah dalam proses kerja.
Peralatan yang diciptakan tersebut meliputi segala aspek, bisa dalam skala industri maupun skala rumah tangga dengan desain yang komplek maupun desain sederhana. Dengan adanya mesin yang diciptakan, kegiatan di rumah tangga bisa lebih ektif dan mudah seperti halnya dalam proses pengolahan daging untuk dijadikan sebagai bahan makanan lain, salah satu proses pengolahan daging adalah penggilingan yang bertujuan menghancurkan dan menghaluskan daging sehingga bisa di buat makanan lain seperti bakso. Sebelum adanya mesin sederhana skala rumah tangga, proses penggilingan daging sangat sulit, namun sekarang ini dengan kemajuan teknologi banyak sekali dijumpai mesin penggiling daging dipasaran yang mempermudah proses penggilingan daging. Mesin penggiling daging yang umum ditemui dipasaran adalah mesin yang menggunakan daya penggerak motor listrik. ada juga yang menggunakan manual dengan putaran tangan namun jumlahnya relatif masih sedikit. Penggiling ini biasanya terbuat dari bahan besi cor.
Besi hitam dan cor (black and cast iron) dan baja halus (mild steel) telah digunakan secara luas pada konstruksi permesinan, khususnya untuk kerangka umum dan peralatan yang tidak mengalami kontak langsung dengan makanan. Material-material tersebut sangat peka terhadap korosi meskipun dapat dikendalikan secara sementara dengan mengecat permukaan. Permukaan yang tidak secara langsung mengalami kontak dengan makanan harus dikerjakan dengan halus, mudah dibersihkan, dan terbuat dari material yang tahan korosi atau korosi yang ditularkan
(rendered corrosion resistant) (Forsythe, 1998).

Kebutuhan terhadap kemudahan suatu mesin dalam membantu kegiatan sehari- hari serta rasa aman dalam pemakaian, praktis dan efisiensi yang tinggi menimbulkan inovasi yang beragam terhadap mesin- mesin tersebut.dalam makalah ini dicoba inovasi baru dengan mengadopsi Srew Press yag ada di perusahaan kelapa sawit untuk diterapkan  di mesin penggiling daging dengan merubah desain yang sudah umum dipasaran yang awalnya hanya ada satu screw diganti menjadi dua screw. Mesin juga didesain sedemikian rupa sehingga bisa di buka bagian atas agar lebih mudah dibersihkan.
Dengan adanya inovasi ini diharapakan mesin yang didesain akan bekerja lebih efektif sehingga masyarakat bisa terbantu dengan adanya mesin ini selain itu dengan menciptakan mesin manual dengan putaran manual dari tangan maka bisa membantu program pemerintah dalam penghematan energi

Batasan Masalah
Dalam penulisan makalah ini dibatasi pada perancangan mesin berbahan daging sapi dan yang menjadi fokus masalah yang dibahas meliputi cara mendesain mesin, analisis teknik yang dibutuhkan untuk komponen - komponen yang digunakan pada perancangan mesin.
Rumusan Masalah
Dari penjabaran latar belakang seperti diatas dapat diambil rumusa masalah sebagai berikut :
Bagaimana mendesain mesing penggiling daging dengan dua Screw yang efisien ?
Bahan apa yang cocok untuk mesin penggiling daging ?
Bagaimana desain rangka luar mesin yang baik agar bisa dibersihkan?

Tujuan
Sesuai dengan rumusan masalah yang telah ada maka tujuan inovasi mesin penggiling daging adalah sebagai berikut :
Bisa mengetahui desain yang terbaik dari mesin penggiling daging dengan 2 buah screw.
Mengetahui bahan yang cocok untuk pembuatan mesin penggiling daging.
Mengetahui desain rangka luar mesin penggiling daging agar bisa dibersihkan dengan mudah.

BAB II
DASAR TEORI

2.1 Kajian Mesin Penggiling Daging
2.1.1 Daging Sapi
Daging sapi adalah jaringan otot yang diperoleh dari sapi yang biasa dan umum digunakan untuk keperluan konsumsi makanan. Di setiap daerah, penggunaan daging ini berbeda-beda tergantung dari cara pengolahannya. Sebagai contoh has luar, daging iga dan T-Bone sangat umum digunakan di Eropa dan di Amerika Serikat sebagai bahan pembuatan steak sehingga bagian sapi ini sangat banyak diperdagangkan
(http://id.wikipedia.org/wiki/Daging_sapi).
Jaringan otot merupakan komponen yang terbanyak dalam karkas yaitu 35 sampai 65 persen dari berat karkas atau 35 sampai 40 persen dari berat hewan hidup. Otot ini melekat pada kerangka, tetapi ada yang langsung melekat pada tulang rawan dan kulit. Warna daging sapi yang baru diiris biasanya merah ungu gelap. Warna tersebut berubah menjadi terang (merah ceri) bila daging dibiarkan terkena oksigen. Perubahan warna merah ungu menjadi terang tersebut bersifat reversible (dapat balik). Namun, bila daging tersebut terlalu lama terkena oksigen, warna merah terang akan berubah menjadi cokelat. Mioglobin merupakan pigmen berwarna merah keunguan yang menentukan warna daging segar. Mioglobin dapat mengalami perubahan bentuk akibat berbagai reaksi kimia. Bila terkena udara, pigmen mioglobin akan teroksidasi menjadi oksimioglobin yang menghasilkan warna merah terang. Oksidasi lebih lanjut dari oksimioglobin akan menghasilkan pigmen metmioglobin yangberwarna cokelat. Timbulnya warna cokelat menandakan bahwa daging telah terlalu lama terkena udara bebas, sehingga menjadi rusak
(http://sains.geoklik.com/struktur-dan-komposisi-daging-dalam-bahanpangan/).

Sifat-sifat daging sapi adalah sebagai berikut:
Semakin tua umur sapi maka daging yang dihasilkan semakin keras.
Daging sapi yang dipanaskan maka kandungan kolagen dan elastin semakin berkurang sehingga serat daging mudah dipisahkan.
Daging sapi yang dimasak akan mengalami penyusutan volume daging.
Dading sapi yang dipanaskan/direbus akan menjadi lebih empuk, semakin lama pemanasan yang dialami daging maka akan semakin empuk.
Daging sapi memiliki daya pengikat air, semakin lama daging sapi yang sudah dipotong maka daya mengikat airnya semakin sedikit.

2.1.2 Mesin Penggiling Daging
Mesin penggiling daging merupakan mesin yang digunakan untuk menggiling daging yaitu menghancurkan dan menghaluskan daging agar bisa dimanfaatkan untuk proses selanjutya.
mesin penggiling mempunyai fungsi dalam memperkecil bidang padatan agar sesuai dengan peruntukan dalam proses berikutnya. Konstruksinya terdiri dari mesin penggiling yang digerakkan oleh kekuatan roda penggiling yang berputar pada kecepatan yang diperlukan (ditentukan oleh diameter roda dan pabrikan rating, biasanya dengan formula perhitungan teknis) dan alas/tempat tidur beserta perlengkapan untuk memandu dan memegang kerja-piece. Kepala penggilingan dapat dikendalikan untuk melakukan perjalanan di bagian pekerjaan tetap atau benda kerja yang dapat dipindahkan sementara kepala menggiling tetap dalam posisinya.
(http://onnyfahamsyah.blogspot.com/2010/02/kegunaan-mesin-penggiling.html, tanggal akses 07 januari 2012)

Gambar mesin penggiling daging di pasaran


Cara kerja mesin penggiling daging ini adalah daging yang telah dipotong menjadi ukuran ﾱ 50 x 50 x 50 mm dimasukkan ke dalam bak penampung.ketika engkol manual diputar akan menggerakkan poros screw sehingga berputar sehingga akan terjadi proses penggilingan gading yang berada di bak penampungan, untuk masuk ke mesin penggiling yang ada di bawahnya daging bisa dibantu manual dengan tangan untuk mempercepat proses masuk ke dalam mesin, daging yang telah masuk akan digiling oleh poros scerw dan sebelum keluar akan dicincang oleh pisau yang berada di ujung mesin sebelum daging keluar. Pisau ini membantu mencincang daging agar lebih halus serat- seratnya. Mesin yang akan didesain berkapasitas 5 kg.

2.2 Identifikasi Analisis Teknik
2.2.1 Teori Dasar Perencanaan
Perancangan adalah kegiatan awal dari suatu rangkaian dalam proses pembuatan produk. Tahap perancangan tersebut dibuat keputusan keputusan penting yang mempengaruhi kegiatan-kegiatan lain yang menyusulnya (Dharmawan, 2004: 1). Sehingga, sebelum sebuah produk dibuat terlebih dahulu dilakukan proses perancangan yang nantinya menghasilkan sebuah gambar skets atau gambar sederhana dari produk yangakan dibuat. Gambar skets yang telah dibuat kemudian digambar kembali dengan aturan gambar sehingga dapat dimengerti oleh semua orang yang ikut terlibat dalam proses pembuatan produk tersebut. Gambar hasil perancangan adalah hasil akhir dari proses perancangan dan sebuah produk dibuat setelah dibuat gambar-gambar rancangannya dalam hal ini gambar kerja.
Ada tiga macam perancangan yaitu :
Asli yaitu merupakan desain penemuan yang benar-benar didasarkan pada penemuan belum pernah ada sebelumnya,
Pengembangan/ modifikasi yaitu merupakan pengembangan produk yang sudah ada dalam rangka peningkatan efisiensi, efektivitas, atau daya saing untuk memenuhi tuntutan pasar atau tuntutan zaman,
Adopsi yaitu merupakan perancangan yang mengadopsi/ mengambil sebagian sistem atau seluruhnya dari produk yang sudah ada untuk penggunaan lain dengan kata lain untuk mewujudkan alat mesin yang memiliki fungsi lain (Epsito and Thrower.R.J., 1991: 6).

2.2.2  Gaya Penggilingan pada Daging

Keempukan daging adalah salah satu factor paling penting dalam pengolahan daging. Keempukan merupakan salah satu indicator dan factorutama dalam pertimbangan pemilihan daging. Tingkat daya putus (Shear Force) daging sapi rata-rata 2,8 kg/cm2 (Komariah, 2009:187).
Gaya penyuiran pada mesin penyuir daging bisa ditentukan
?? = F/A      ﾅﾅﾅ............ﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅ.. (1)

Keterangan: S = Shear force (kg/cm2)
F = Gaya (kg)
A = Luas penampang (cm2)

2.2.3 Daya dan Tenaga pada penggerak

Untuk menghitung daya  (P) terlebih dahulu dihitung torsinya (T),
yaitu:
T = F x R .......................................................................................... (2)
(Robert L. Mott, 2009:81)
Keterangan: F = gaya potong (kg)
R = jari-jari lingkaran, titik potong (mm)
Setelah mengetahui besarnya torsi yang dihasilkan gaya potong, selanjutnya bisa dihitung daya mesin. Daya mesin (P) dihitung dengan:
?? =Pd/?   ﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅ. (3)
   
(Achmad, 1999:21)

?? =2?n/60   ﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅ (4)
???? = ?? ?? ???? ﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅﾅ..ﾅﾅﾅﾅﾅﾅ (5)

Keterangan: T = Torsi (N.m)
n = Putaran poros (rpm)
fc = Faktor koreksi daya
Pd = Daya Rencana (Watt)
P = Daya nominal (Watt)
? = Kecepatan sudut (rad/s)

2.2.4 Poros
Poros merupakan salah satu bagian dari setiap mesin penting. Karena hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran, oleh karenanya poros memegang peranan utama dalam transmisi dalam sebuah mesin. Poros dibedakan menjadi tiga macam berdasarkan penerusan dayanya (Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2002:1) yaitu :
Macam-macam poros :
Poros transmisi
Poros macam ini mendapat beban punter dan lentur daya ditransmisikan kepada poros melalui kopling, roda gigi, pulley, sabuk rantai dan lain-lain.
Spindel
Poros transmisi yang relative pendek, seperti poros utama mesin perkakas beban utama berupa puntiran dimana disebut spindle. Syarat yang harus dipenuhi oleh poros ini adalah deformasinya harus kecil, bentuk dan ukurannya harus presisi.
Gandar
Poros macam ini harus dipasang diantara roda-roda kereta barang dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar. Gandar ini hanya mendapatkan beban lentur kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula, dimana posisi ini akan mengalami beban puntir pula.
Menurut bentuknya, poros dapat digolongkan sebagai poros lurus, poros engkel, dll.
Pada poros yang memiliki jari-jari atau cabang maka pada tiap cabang saat berputar akan terjadi gaya sentrifugal. Gaya sentrifugal adalah gaya yang terjadi apabila benda bergerak melingkar yang arahnya menjauhi pusat lingkaran dimana nilainya adalah positif. Apabila cabang pada poros saling berpasangan maka akan saling meniadakan gaya sentrifugal yang dialami tiap cabang.


Bahan Poros

Poros untuk umumnya biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis, baja karbon konstruksi (disebut bahan S-C) yang dihasilkan dari ingot yang di- " kill " ( baja yang dideoksidasikan dengan ferosilikon dan dicor ; kadar karbon terjamin) (JIS G3123). Meskipun demikian bahan ini kelurusannya agak kurang tetap dan dapat mengalami deformasi karena tegangan yang kurang seimbang misalnya bila diberi alur pasak, karena ada tegangan sisa didalam terasnya. Tetapi penarikan dingin membuat permukaan poros menjadi keras dan kekuatannya bertambah besar. Untuk mengetahui jenis baja karbon yang sering dipakai untuk poros (lihat tabel 2.1. dibawah ini).

Tabel 2.1. JIS G3123 Batang baja karbon difinis dingin ( sering dipakai Untuk poros )



Sumber : Sumber: (sularso;Elemen Mesin; hal:330 )

Poros yang memiliki screw

Didalam perancangan mesin penggiling daging  ini bahan poros yang dipakai adalah
dengan menggunakan bahan S50C, karena jenis ini digunakan untuk konstruksi umum, dengan kekuatan tarik ( ?B) 62 Kg/ mmﾲ. Dapat diperlihatkan Pada tabel 2.2 menjelaskan macam-macam jenis baja karbon cor.
Untuk mengetahui bentuk Poros pada Srew press terdapat pada gambar dibawah ini

download lengkap disini