BAB
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Kualitas keripik pisang ditentukan
oleh tiga faktor utama yaitu rasa dan kerenyahan serta bentuk irisan yang tidak
pecah / rusak.Cara mengiris pisang merupakan salah satu kendala utama untuk
menghasilkan keripik pisang yang berkualitas. Kebanyakan industri keripik
pisang masih menggunakan cara manual, dengan menggunakan pisau untuk mengiris
pisang, sehingga hasil irisan tidak optimal. Jika pisang masih panjang, proses
pengirisan dapat dilakukan dengan mudah.Akan tetapi jika pisang sudah pendek
(karena sudah diiris), maka irisan pisang yang dihasilkan banyak yang
sobek.Untuk itu perlu dilakukan perancangan mesin pengiris pisang yang mampu
menghasilkan irisan pisang dengan ketebalan yang seragam serta dapat
meningkatkan kapasitas produksi.Metode yang dilakukan dalam mengidentifikasi
permasalahan yang ada yaitu dengan melakukan pengamatan langsung dan wawancara
pada pemilik home industry pembuatan keripik pisang. Selain itu juga melakukan
pengumpulan data yang dapat menunjang proses perancangan, seperti dimensi
pisang, kapasitas produksi mula-mula, dan lainnya. Dari data yang diperoleh,
dilakukan pembuatan dan pemilihan konsep.Pengembangan konsep terpilih, disertai
dengan analisis teknik pada komponen kritis, analisis ergonomi serta
lingkungan.Tahap selanjutnya adalah melakukan analisis biaya pembuatan disertai
dengan pembuatan prototype. Dari hasil perhitungan, diperoleh biaya pembuatan
prototype mesin pengiris pisang sebesar ± Rp.1.600.000,-. Mesin ini mempunyai
kapasitas 60 kg/jam, dengan 2 variasi pengirisan (lurus dan miring), serta
ketebalan hasil irisan yang dapat diatur.
B.
Permasalahan
Industri keripik pisang
banyak tersebar di berbagai daerah di Indonesia dan menjadi komoditi andalan
mata pencaharian masyarakat setempat. Proses pembuatan keripik pisang sangat
mudah dan menggunakan peralatan bantu yang sederhana. Mula-mula pisang diiris
tipis dengan ketebalan kurang lebih 2 mm. Pengirisan bisa dilakukan melintang
atau memanjang sesuai dengan keinginan, dan irisan pisang tersebut ditiriskan
sejenak untuk menurunkan kadar airnya sehingga siap untuk digoreng. Setelah
masak, gorengan kripik pisang ini diangkat dan ditiriskan.Untuk meningkatkan
cita rasanya, dimasukan bumbu-bumbu tambahan seperti air gula merah.Setelah
dingin, keripik pisang dikemas dalam pembungkus plastik yang kedap udara dan siap untuk dipasarkan.Kualitas
keripik pisang ditentukan oleh tiga faktor utama yaitu rasa dan kerenyahan
serta bentuk irisan yang tidak pecah / rusak.Cara mengiris pisang merupakan
salah satu kendala utama dalam menghasilkan keripik pisang yang berkualitas.
Kebanyakan industri keripik pisang masih menggunakan cara manual, dengan
menggunakan pisau untuk mengiris pisang, sehingga hasil irisan tidak optimal.
Disamping itu, ada beberapa home industry yang menggunakan pisau yang
diletakkan pada piringan berputar.Jika pisang masih panjang, proses pengirisan
dapat dilakukan dengan mudah.Akan tetapi jika pisang sudah pendek (karena sudah
diiris), maka irisan pisang yang dihasilkan banyak yang sobek.
Kualitas bentuk dan geometri irisan pisang sangat tergantung dari
kondisi dan keterampilan operatornya.Oleh karena itu, selain kurang higienis,
ketebalan irisan pisang yang dihasilkan tidak seragam.Padahal ketebalan irisan
sangat mempengaruhi kerenyahan dari keripik pisang.Untuk itu perlu dilakukan
perancangan mesin pengiris pisang yang mampu menghasilkan irisan pisang dengan
ketebalan yang seragam, lebih higienis, aman, serta dapat meningkatkan
kapasitas produksi.
Berdasarkan permasalahan di atas, dilakukan perancangan Mesin Pengiris
Pisang dengan terlebih dahulu menentukan spesifikasi awal yang sesuai, yaitu:
• Dimensi maksimum
keseluruhan: panjang x lebar x tinggi = 50cm x 50cm x 80cm
• Ketebalan irisan
dapat diatur antara 1 mm sampai dengan 3 mm, dengan dua variasi pengirisan,
yaitu lurus (melintang) dan miring
• Kapasitas produksi
sebesar 4 tandan/jam atau 60 kg/jam, (1 tandan pisang raja berisi ± 100 buah
pisang) dan (berat 1 tandan pisang raja ± 15 kg).
• Menggunakan
penggerak motor listrik AC
• Harga tidak
melebihi Rp. 2 juta
C.
Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk membuat rancangan alat mesin pengiris
pisang.
D.
Manfaat Penulisan
Manfaat penulisan makalah ini adalah sebagai pengetahuan pembuatan rancangan
alat mesin pengiris pisang dan sebagai untuk mempermudah penanganan pengirisan
pisang.
A. Teori Pendukung
Desain perancangan adalah perencanaan pembuatan
keputusan - keputusan penting yang mempengaruhi kegiatan-kegiatan lain yang
menyusulnya. Sehingga sebelum sebuah produk dibuat terlebih dahulu dilakukan
proses perancangan yang nantinya menghasilkan sebuah gambar sketsa atau gambar
sederhana dari produk yang akan dibuat. Gambar sketsa yang telah dibuat
kemudian digambar kembali dengan aturan gambar sehingga dapat dimengerti oleh
semua orang yang ikut terlibat dalam proses pembuatan produk tersebut. Desain
dan konstruksi mesin pengiris keripik dapat ditentukan berdasarkan beberapa
pertimbangan antara lain dari segi tenaga penggerak, ukuran yang nyaman bagi
operator, tingkat kesulitan pengoperasian dan perawatannya, hasil dari
perajangan (ketebalan), faktor kebisingan dan bahan yang digunakan. Gambar
hasil perancangan adalah hasil akhir dari proses perancangan.
Poros merupakan salah satu bagian terpenting dari
setiap mesin, hampir semua mesin merupakan tenaga bersama-sama dengan
putaran.Putaran pertama dalam trasmisi seperti itu dipegang oleh poros, poros
macam ini mendapat beban puntir dan lentur. Daya ditrasmisikan kepada
poros ini melalui putaran mesin.poros adalah komponen alat mekanis yang
mentransmisikan gerak berputar dan daya. Poros merupakan satu kesatuan dari
sembarang sistem mekanis di mana daya ditransmisikan dari penggerak utama,
misalnya motor listrik atau motor bakar, ke bagian lain yang berputar dari
sistem. Oleh karenanya poros memegang peranan utama dalam transmisi dalam
sebuah mesin. Poros dibedakan menjadi tiga macam berdasarkan penerusan dayanya
antara lain; Poros transmisi, spindle dan gandar.
Bantalan merupakan elemen mesin yang mampu menumpu
poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolakbaliknya dapat berlangsung
secara halus, aman, dan panjang umur.Bantalan harus cukup kokoh untuk
memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik.
Alur melingkar untuk membawa sabuk, disebut sheave.
Ukuran puli (sheave) dinyatakan dengan diameter jarak bagi, sedikit lebih kecil
dari pada diameter luar puli.Rasio kecepatan antara puli penggerak dan yang
digerakkan berbanding terbalik dengan rasio diameter jarak bagi puli. Asumsi
ini dengan menganggap tidak ada selip (di bawah beban normal). Jadi kecepatan
linier garis jarak bagi dari kedua puli adalah sama dan sama dengan kecepatan
sabuk.
Sabuk adalah elemen
transmisi gaya yang fleksibel yang dipasang secara ketat pada puli atau cakra.
Ada beberapa jenis sabuk yang sering dipakai antara lain: Sabuk rata (Flat
belt), Sabuk sinkron (Synchronous belt), sabuk bergigi dan sabuk-V (V-belt).
Bentuk-V menyebabkan sabuk-V dapat terjepit alur dengan kencang, memperbesar
gesekan dan memungkinkan torsi yang tinggi dapat ditransmisikan sebelum terjadi
selip.Sebagian besar sabuk memiliki senar - senar serabut berkekuatan tarik
tinggi yang ditempatkan pada diameter jarak bagi dari penampang melintang
sabuk, yang berguna untuk meningkatkan kekuatan tarik pada sabuk.Jarak yang
cukup jauh yang memisahkan antara dua buah poros mengakibatkan tidak memungkinkannya
menggunakan transmisi langsung dengan roda gigi.V-belt merupakan sebuah solusi
yang dapat digunakan.V-belt adalah salah satu transmisi penghubung yang terbuat
dari karet dan mempunyai penampang trapesium.Penampang V-belt dapat diperoleh
atas dasar daya rencana dan putaran poros pengerak.Daya rencana dihitung dengan
mengalikan daya yang diteruskan dengan faktor koreksi. Transmisi V-belt hanya
dapat menghubungkan poros-poros yang sejajar dengan arah putaran yang sama. V-belt selain juga memiliki keungulan dibandingkan
dengan transmisi-transmisi yang lain, perencanaan V-belt perlu dilakukan untuk
memperhitungkan jenis sabuk yang digunakan dan panjang sabuk yang akan
digunakan.
B.
Alasan Pemilihan Makalah
Alasan saya memilih makalah ini adalah karena banyaknya peminatan terhadap
usaha pembuatan keripik pisang. Karena produksi pisang di Indonesia yang
cukup tinggi membuat masyarakat lebih berminat untuk membuat usaha keripik
pisang. Disamping itu dalam pembuatan keripik pisang dibutuhkan sebuah alat
atau mesin untuk lebih mempermudah pembuatan keripik pisang.
C.
Faktor Pendukung
Pengolahan data melalui pendekatan teknis yang berhubungan dengan
perancangan dan pengembangan produk. Proses ini menghasilkan ide-ide awal
perancang yang dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah yang ada, dalam hal
ini dibuat beberapa konsep desain sesuai dengan spesifikasi produk yang telah
ditentukan
sebelumnya. Untuk menentukan konsep mana yang akan dikembangkan, diperlukan
kriteria-kriteria perancangan dengan bobot masing-masing kriteria yang
berbeda-beda. Kriteria yang digunakan yaitu: hasil irisan pisang yang seragam,
mudah dalam pengoperasian dan perawatan, aman dan awet, mudah dimanufaktur,
murah. Berdasarkan pembobotan kriteria tersebut, langkah selanjutnya adalah
pemberian nilai (scoring) pada masing-masing kriteria dari konsep yang dibuat.
Dari sini akan diperoleh konsep mana yang layak untuk dikembangkan lebih
lanjut.
D.
Prosedur Kegiatan
Tahapan yang dilakukan pada perancangan Mesin Pengiris Pisang dapat
dilihat pada Gambar 1. Untuk mendukung proses perancangan, dilakukan
pengumpulan data melalui observasi, wawancara, dan studi literatur terkait
dengan obyek yang dirancang. Observasi dan wawancara dilakukan kepada pemilik
home industry keripik pisang dan operator pengiris pisang. Sedangkan datadata
yang dikumpulkan meliputi: bahan baku keripik pisang, alat bantu pengiris
pisang yang sudah beredar di pasaran beserta analisis kelebihan dan
kekurangannya. Berdasarkan observasi, diperoleh
beberapa permasalahan
yaitu:
1. Proses pengirisan dilakukan secara
manual dengan menggunakan pisau
2. Hasil pemotongan yang tidak
seragam, dipengaruhi kondisi dan keterampilan operator
3. Tidak higenis, karena pisang
dipegang tangan waktu proses pengirisan
4. Keselamatan kerja kurang baik.
Apabila tidak berhati-hari, tangan operator dapat terluka saat mengiris pisang
yang sudah tinggal ¼ bagian.
Dari wawancara yang dilakukan kepada pemilik home industry keripik pisang dan operator pengiris pisang, diperoleh data sebagai berikut:
1. Waktu yang dibutuhkan untuk mengiris pisang dengan pisau secara manual yang ketebalannya ± 2 mm adalah ± 8 kg/jam, tergantung dari ketrampilan operatornya
2. Kualitas dari keripik pisang ditentukan dari jenis pisang, bahan-bahan pembuat keripik pisang dan yang paling penting adalah ketebalan pisang saat diiris karena dapat mempengaruhi gurih dan kerenyahan keripik pisang tersebut
3. Dalam memenuhi permintaan konsumen yang tinggi, maka diperlukan penambahan jumlah operator untuk meningkatkan produktivitas
Setelah memperoleh semua data pendukung, langkah selanjutnya adalah
pengolahan data melalui pendekatan teknis yang berhubungan dengan perancangan
dan pengembangan produk. Proses ini menghasilkan ide-ide awal perancang yang
dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah yang ada, dalam hal ini dibuat
beberapa konsep desain sesuai dengan spesifikasi produk yang telah
ditentukan sebelumnya. Untuk menentukan konsep mana yang akan
dikembangkan, diperlukan kriteria-kriteria perancangan dengan bobot
masing-masing kriteria yang berbeda-beda. Kriteria yang digunakan yaitu: hasil
irisan pisang yang seragam, mudah dalam pengoperasian dan perawatan, aman dan
awet, mudah dimanufaktur, murah. Berdasarkan pembobotan kriteria tersebut,
langkah selanjutnya adalah pemberian nilai (scoring) pada masing-masing
kriteria dari konsep yang dibuat. Dari sini akan diperoleh konsep mana yang
layak untuk dikembangkan lebih lanjut. Gambar 2 merupakan sketsa dari konsep
terpilih.
Konsep ini memiliki beberapa penjabaran fungsi produk, yang bertujuan
untuk menghubungkan permasalah dengan pemecahannya secara langsung, dengan
mempertimbangkan input, output, obyek yang digunakan, serta fungsi kerja produk
itu sendiri. Adapun penjabaran fungsi dari konsep terpilih dapat dilihat pada
tabel 1 di bawah ini.
Mekanisme kerja konsep terpilih menggunakan motor yang ditransmisikan
melalui pulley dan belt ke poros yang nantinya akan memutar piringan. Pada
piringan tersebut terdapat 3 buah pisau sebagai pengiris pisang.Pisang yang
sudah dikupas dimasukkan ke dalam pemegang pisang. Dengan adanya tekanan dari
pegas maka pisang akan terdorong ke dalam piringan berputar, sehingga pisang
akan teriris sesuai dengan ketebalan yang sudah diatur sebelumnya. Selanjutnya
dibuat model 3 dimensi dari konsep terpilih. Dengan model 3 dimensi ini, kita
dapat menentukan dimensi awal komponen, mengetahui bagian-bagian yang kritis,
serta melakukan simulasi pergerakan yang diinginkan. Dengan pembuatan model 3
dimensi, perancangan yang dilakukan menjadi lebih efektif dan efisien.Gambar 3
merupakan hasil pemodelan 3 dimensi dari konsep Mesin Pengiris Pisang.
Gambar 3: Model 3
Dimensi dari Konsep Terpilih
Pada mesin ini, fungsi pengiris pisang menggunakan piringan berputar
yang digerakkan oleh motor listrik AC. Pada piringan ini terdapat 3 buah mata
pisau yang dapat diatur posisinya. Pengaturan posisi mata pisau mempengaruhi
ketebalan irisan pisang yang dihasilkan.Gambar 4 di bawah ini merupakan model 3
dimensi dari piringan berputar dengan 3 buah mata pisau.
Gambar 4: Model 3
Dimensi dari Piringan dan Pisau
Selanjutnya melakukan analisis teknik untuk memperoleh dimensi minimum
dari komponenkomponen kritis, serta penentuan material yang sesuai. Selain itu,
dilakukan analisis untuk memperoleh kebutuhan daya motor sebagai sumber
penggerak dari mesin pengiris pisang ini. Langkah-langkah yang dilakukan untuk
memperoleh daya motor dapat dilihat pada Gambar 5.
E. Hasil dan Pembahasan
Dari analisis teknik yang sudah dilakukan sebelumnya, dapat diketahui
bahwa daya motor yang dibutuhkan pada Mesin Pengiris Pisang ini sebesar 0,038
kW. Oleh karena itu digunakan motor yang mudah diperoleh di pasaran, dengan spesifikasi:
supply tegangan 230 VAC, daya 0,25 HP dan putaran 1400 rpm. Hasil analisis
teknik dari Mesin Pengiris Pisang secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 2 di bawah ini.
Selain itu, dapat dilakukan pemilihan material yang sesuai dari masing-masing
komponen mesin. Akan tetapi, pemilihan material tidak hanya berdasarkan hasil
analisis teknik, tetapi juga harus memperhatikan beberapa faktor, antara lain:
mudah diperoleh di pasaran, murah, ramah lingkungan, dan mudah dimanufaktur.
Beberapa jenis material yang digunakan pada mesin ini antara lain:
• Kerangka
Utama : Baja Profil L
• Piringan
Berputar : Besi Cor
• Komponen
yang bersentuhan dengan pisang : Stainless Steel
•Setelah jenis material dan dimensi komponen sudah diketahui, perlu
dilakukan pembuatan detail drawing. Hasil dari proses ini digunakan sebagai
data, dokumentasi, ilustrasi wujud produk sebenarnya dan sebagai acuan proses
pembuatan produk dimana proses ini dilakukan menurut standar yang berlaku, baik
dalam bentuk dua dimensi atau tiga dimensi. Detail drawing ini juga dapat
dijadikan dasar dalam perancangan proses manufaktur dan proses perakitan.
Perancangan ini dilakukan agar mesin dapat dibuat dan dirakit dengan mudah.
Sebisa mungkin proses yang dilakukan menggunakan alat bantu yang sederhana dan
sering ditemui di bengkel-bengkel industri kecil. Hal ini secara langsung dapat
meminimalkan biaya pembuatan serta perakitannya.
Berdasarkan semua hasil perancangan sebelumnya, dilakukan pembuatan
prototype dari Mesin Pengiris Pisang.Melalui prototype ini, kita dapat
mengetahui performansi dan mekanisme dari mesin, apakah sudah sesuai dengan
spesifikasi yang ditentukan di awal.Selain itu juga dapat diketahui kelemahan-kelemahan
yang masih harus diperbaiki, sehingga dapat diperoleh mesin dengan kualitas
yang baik.
Dalam pembuatan prototype, mungkin akan banyak ditemui input-input
tambahan sebagai informasi yang dapat dimasukkan ke dalam mekanisme sistemnya.
Selain itu tujuan dari pembuatan prototype adalah untuk menekan biaya trial and
error. Pembuatan prototype merupakan proses iterasi atau koreksi untuk detail
model produk secara nyata. Pembuatan prototype bisa digunakan sebagai evaluasi
sketsa produk yang meliputi analisis komponen, bentuk produk, perhitungan
teknis, jumlah dan penempatan tata letak komponen atau mesinnya, analisis
bahan, analisis fungsi enginering, ergonomi, dan analisis ekonomi ke dalam
bentuk yang nyata. Gambar 6 pada halaman berikut ini merupakan prototype dari
Mesin Pengiris Pisang.
Untuk mengetahui performansi dari hasil rancangan, maka dilakukan uji
coba terhadap prototype ini.Melalui uji coba ini, dapat diketahui apakah hasil
rancangan dapat digunakan sesuai dengan spesifikasi dan kebutuhan home
industry.Analisis uji coba prototype ini dilakukan pada mekanisme pemegang dan
pendorongan pisang, mekanisme pengirisan pisang, kemudahan dan keamanan dalam
pengoperasian, kapasitas produksi, serta kualitas irisan pisang yang
dihasilkan.
Langkah-langkah yang dilakukan saat uji coba pada prototype mesin
pengiris pisang ini adalah:
• Menyediakan bahan berupa pisang
mentah yang telah dikupas kulitnya sebanyak 1 kg. Pisang yang digunakan sebagai
bahan baku keripik pisang adalah pisang yang masih agak keras.
• Menyiapkan tempat penampungan
untuk hasil potongan pisang.
• Mengatur posisi pisau pada piring
berputar, agar tebal irisan pisang sesuai dengan yang diinginkan. Pada uji coba
kali ini, tebal irisan pisang yang diinginkan adalah 2 mm.
• Menyalakan mesin, kemudian
memasukkan pisang pada tempat pemegang pisang satu persatu sampai pisang habis.
• Lama loading dan proses pengirisan
yang terjadi diukur dengan menggunakan stop watch.
• Pengukuran waktu loading dan proses pengirisan dihitung pada saat
operator memasukkan pisang ke dalam tabung pemegang.
Cara untuk
memasukkan dan mendorong pisang adalah sebagai berikut:
• Handle (nomor 1) ditarik sampai
pengunci (nomor 3) menyentuh batas slot tabung
• Memutar handle searah jarum jam,
sampai pengunci masuk ke dalam slot pengunci (nomor 2)
• Memasukkan pisang ke dalam tabung.
• Memutar handle berlawanan jarum
jam, sampai pengunci terlepas dari slot pengunci.
• Melepaskan handle, sehingga pegas
akan menekan pisang menuju ke piringan berputar untuk diiris.
BAB
III. PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan semua hasil perancangan, analisis, dapat diketahui bahwa
Mesin Pengiris Pisang ini dapat menjawab semua permasalahan dan kebutuhan yang
ada, baik dari operator maupun pemilik home industry keripik pisang. Adapun
spesifikasi dari mesin ini antara lain:
1. Dimensi umum = 50 cm x 40 cm x 75
cm
2. Proses pengirisan menjadi lebih mudah, higienis, dan tidak membahayakan
operator
3. Kapasitas mesin lebih besar dari
alat yang sudah ada, yaitu sebesar ± 60 kg/jam, dengan 2 variasi pemotongan,
yaitu lurus (melintang) dan miring
4. Ketebalan hasil irisan pisang
lebih seragam dan dapat diatur
5. Motor yang digunakan: motor AC
dengan daya = ¼ HP, putaran = 1400 rpm
6. Biaya pembuatan prototype mesin
pengiris pisang sebesar ± Rp.1.600.000,-
Masih terdapat kekurangan pada mesin pengiris pisang ini, seperti:
mekanisme feeder (pendorong) pisang yang kurang sempurna. Hasil perancangan ini
diharapkan dapat terus dikembangkan untuk membantu perkembangan home industry
khususnya yang bergerak pada bidang pangan (keripik pisang dan singkong).
B.
Rekomendasi
Tulisan ini masih memerlukan kajian lebih lanjut agar rancangan alat atau mesin pengiris pisang ini dapat digunakan secara luas dan menghasilkan hasil pengirisan yang lebih baik lagi.Perlu perbandingan
secara kualitatif dan kuantitatif antara setiap alat/
mesin untuk mendapatkan hasil yang sempurna.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar