Press dan Cetak Tahu Otomatis.pdf PDF

Preview

Summary

Rancangan Mesin Cetak dan Press Tahu Sistem Pneumatic dengan Kendali PLC untuk Meningkatkan Mutu Produksi Home Industry Tahu TUGAS PERANCANGAN MESIN disusun oleh : Faqih Fadillah (130511616241) UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS TEKNIK JURUSAN S1 PENDIDIKAN TEKNIK MESIN MARET 2017 DAFTAR ISI BAB I P...

Description

Accelerat ing t he world's research.

Press dan Cetak Tahu Otomatis.pdf Faqih Fadillah

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

PERANCANGAN MESIN PEMBUAT BRIKET DENGAN T EKNOLOGI ELEKT RO PNEUMAT IK Indah Fauzi

UNIVERSITAS DIPONEGORO JUDUL SIMULASI APLIKASI ELEKT RO PNEUMAT IK DAN PLC SEBAGAI KEND… Oscar Junior RANCANGAN SIST EM PNEUMAT IK PADA MESIN BOR PNEUMAT IK BERBASIS PLC muhammad nur

Rancangan Mesin Cetak dan Press Tahu Sistem Pneumatic dengan Kendali PLC untuk Meningkatkan Mutu Produksi Home Industry Tahu

TUGAS PERANCANGAN MESIN

disusun oleh : Faqih Fadillah (130511616241)

UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS TEKNIK JURUSAN S1 PENDIDIKAN TEKNIK MESIN MARET 2017

DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1 A. Latar Belakang ................................................................................... 1 B. Rumusan Masalah .............................................................................. 3 C. Tujuan Rancang Bangun .................................................................... 4 D. Batasan Masalah ................................................................................ 4 E. Manfaat Perancangan ......................................................................... 4 F. Alur Kerja ........................................................................................... 5 G. Perancangan Gambar Awal dan Deskripsi Bagian Mesin ................. 6 H. Metode Yang Digunakan ................................................................... 7 I. Diagram Alir Perencanaan Mesin Press dan Cetak ............................. 8 BAB II KAJIAN PUSTAKA ........................................................................... 9 A. Tinjauan Mesin Press dan Cetak Tahu .............................................. 9 B. Mesin Pencetak Tahu ......................................................................... 11 C. Proses Pembuatan Tahu ..................................................................... 12 D. Perhitungan Geometri ........................................................................ 15 E. Hidrolika............................................................................................. 16 F. Pneumatik ........................................................................................... 23 G. Jenis Piston Peneomatik .................................................................... 38 H. PLC .................................................................................................... 39 BAB III PERANCANGAN PRODUK ............................................................ 42 A. Koleksi Data Awal ............................................................................. 42 B. Merencanakan Ruang Cetak Tahu ..................................................... 45 C. Perencanaan piston pneomatik pada area mesin press dan cetak. ...... 46 D. Perencanaan piston pneumatik pada area katup reservoir tahu. ........ 58 E. Besar Waktu Penutupan pada Penampung Tahu................................ 67 F. Menentukan Jarak Level Control Switch pada Reservoir .................. 70 G. Sistem Kerja dan Rangkaian PLC ..................................................... 73 BAB IV PERAWATAN MESIN ..................................................................... 76 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN........................................................... 79 DAFTAR RUJUKAN ...................................................................................... 80

DAFTAR TABEL Tabel 1. 1 Keterangan pada setiap mesin press dan cetak tahu kendali PLC ......... 7 Tabel 2. 1 Komponen mesin press dan cetak tahu ................................................ 12 Tabel 2. 2 Luas dan Keliling Bangun Datar .......................................................... 15 Tabel 2. 3 Luas dan Volume Bangun Ruang ........................................................ 16 Tabel 3. 1 Dimensi tahu yang beredar di pasar. .................................................... 42 Tabel 3. 2 Volume ukuran satu buah tahu dan volume satu kali produksi. .......... 42 Tabel 3. 3 Mencari masa jenis dari tahu yang sudah jadi. .................................... 43 Tabel 3. 4 Ukuran tahu menggunakan satuan internasional ................................. 43 Tabel 3. 5 Perbandingan massa jenis air dengan massa jenis tahu ....................... 43 Tabel 3. 6 Volume kolam penampungan sari tahu ................................................ 43 Tabel 3. 7 Volume sari pati tahu ........................................................................... 44 Tabel 3. 8 Massa jenis dari sari pati tahu .............................................................. 45 Tabel 3. 9 Data batu sebagai alat press ................................................................. 45 Tabel 3. 10 Data perbandingan massa jenis awal sari pati tahu dengan tahu. ...... 45 Tabel 3. 11 Rencana geometri tahu yang akan digunakan .................................... 45 Tabel 3. 12 Klarifikasi kebenaran data dari rencana ............................................. 45 Tabel 3. 13 Mencari tekanan hidrostatik ............................................................... 46 Tabel 3. 14 Mencari gaya hidrostatik setiap bentuk tahu...................................... 46 Tabel 3. 15 Mencari massa dari penekanan setiap jenis tahu ............................... 47 Tabel 3. 16 Gaya yang dibutuhkan setiap jenis tahu ............................................. 47 Tabel 3. 17 Nilai untuk mengimput pada rumus dimater piston ........................... 48 Tabel 3. 18 Tabel standart tekanan Kerja Silinder Pneumatik Kerja Ganda. ....... 49 Tabel 3. 19 Nilai untuk mengimput pada rumus dimater piston ........................... 49 Tabel 3. 20 Hasil perhitungan satu piston untuk dua kerja yang berbeda............. 50 Tabel 3. 21 Tabel konversi untuk teakanan kerja pada silinder kerja ganda ........ 50 Tabel 3. 22 Rencana penentuan silinder piston ganda .......................................... 51 Tabel 3. 23 Data untuk mencari tebal dinding silinder ......................................... 51 Tabel 3. 24 Data untuk mencari diameter luar silinder ......................................... 52 Tabel 3. 25 Data pemeriksaan kekuatan silinder terhadap tegangan memanjang. 52 Tabel 3. 26 Data tegangan keliling pada silinder pneumatik ................................ 53 Tabel 3. 27 Mencari gaya piston kerja ganda ....................................................... 57 Tabel 3. 28 Perhitungan dari perbandingan kompresi .......................................... 58 Tabel 3. 29 Material katup penutup pada penampungan sari pati tahu ................. 59 Tabel 3. 30 Gaya yang dibutuhkan untuk membuka katup penampungan ........... 59 Tabel 3. 31 Nilai untuk mengimput pada rumus dimater piston ........................... 60 Tabel 3. 32 Hasil perhitungan satu piston untuk dua kerja yang berbeda............. 61 Tabel 3. 33 Data untuk mencari tebal dinding silinder ......................................... 62 Tabel 3. 34 Data untuk mencari diameter luar silinder ......................................... 63 Tabel 3. 35 Data pemeriksaan kekuatan silinder .................................................. 63 Tabel 3. 36 Data tegangan keliling pada silinder pneumatik ................................ 64 Tabel 3. 37 Mencari gaya piston kerja ganda ....................................................... 66 Tabel 3. 38 Perhitungan dari perbandingan kompresi .......................................... 67 Tabel 3. 39 Data Massa Jenis Tahu ....................................................................... 71 Tabel 3. 40 Volume Tahu dengan massa jenis 4379.659 (kg/m3) ........................ 72 Tabel 3. 41 Volume total tahu ............................................................................... 72 Tabel 3. 42 Mencari Ketinggian Tahu .................................................................. 72

Tabel 3. 43 Ketinggian variable level control switch pertama.............................. 72 Tabel 3. 44 Tinggi switch kedua ........................................................................... 73 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. 1 Rancangan Bentuk dari Mesin Press dan Cetak Tahu........................ 6 Gambar 1. 2 Bagian Mesin Press dan Cetak Tahu. ................................................. 7 Gambar 1. 3 Diagram Alir Perencanaan Mesin Press dan Cetak ............................ 8 Gambar 2. 1 Mesin Press Tahu .............................................................................. 9 Gambar 2. 2 Desain baru alat pencetak dan pengepres tahu ................................... 9 Gambar 2. 3 Mesin cetak tahu sistem pneomatik skala industry besar ................ 11 Gambar 2. 4 Bagian Mesin Press dan Cetak Tahu ................................................ 11 Gambar 2. 5 Tabung Arus ..................................................................................... 18 Gambar 2. 6 Grafik dari Persamaan Bernoulli ...................................................... 19 Gambar 2. 7 Bejana ............................................................................................... 21 Gambar 2. 8 Silinder Tunggal ............................................................................... 25 Gambar 2. 9 Silinder Ganda .................................................................................. 25 Gambar 2. 10 Hubungan antara Tekanan dan Volume ......................................... 27 Gambar 2. 11 Silinder Pneumatik Kerja Ganda 30 Gambar 2. 12 Solenoid Valve Pneumatic ............................................................. 32 Gambar 2. 13 StrukturFungsi Solenoid Valve Pneumatic .................................... 32 Gambar 2. 14 Kondisi Valve Terbuka .................................................................. 33 Gambar 2. 15 Kondisi pada saat valve tertutup .................................................... 34 Gambar 2. 16 Katup Pengontrol Tekanan Aliran ................................................. 34 Gambar 2. 17 Pressure Control Valve .................................................................. 35 Gambar 2. 18 Rellay ............................................................................................. 36 Gambar 2. 19 Standar silinder pneomatik kerja ganda ........................................ 38 Gambar 2. 20 Standart silinder pneomatik beserta gambar .................................. 39 Gambar 2. 21 PLC compact dari Allen Bradley ................................................... 41 Gambar 2. 22 PLC modular dari Omron ............................................................... 41 Gambar 3. 1 Ukuran geometri dari tahu................................................................ 42 Gambar 3. 2 Gambar penampungan tempat sari tahu. .......................................... 44 Gambar 3. 3 Rencana ruang cetak dan press dari tahu. ........................................ 46 Gambar 3. 4 Standar silinder pneomatik kerja ganda ........................................... 54 Gambar 3. 5 Standart silinder pneomatik .............................................................. 54 Gambar 3. 6 Standart silinder pneomatik beserta gambar .................................... 55 Gambar 3. 7 piston pneumatik pada area katup reservoir tahu ............................. 58 Gambar 3. 8 variable level control switch ............................................................ 71 Gambar 3. 9 cara kerja dari variable level control switch..................................... 71 Gambar 3. 10 Geometri dari reservoir .................................................................. 71 Gambar 3. 11 Simulasi gerak A-A+B+B- di Festo ............................................... 74 Gambar 3. 12 Diagram balok yang akan di import di PLC .................................. 75

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Tahu merupakan makanan berprotein dengan bahan dasar kacang kedelai, makanan tahu diproduksi dengan mengekstrak kacang kedelai. Dibutuhkan 7 proses dalam membuat tahu, proses tersebut secara berturut-turut terdiri dari perendaman, penggilingan, perebusan, penyaringan, fermentasi, cetak dan press tahu. Berdasarkan hasil observasi, terdapat 5 home industry tahu di Kota Malang yang menggunakan cara produksi konvensional, khususnya pada proses cetak dan press tahu. Proses cetak dan press konvensional membutuhkan waktu yang panjang. Peralatan yang digunakan untuk mengepres tahu adalah batu 15 kg, sementara alat yang digunakan untuk cetak tahu adalah kayu dan rotan. Cara konvensional tersebut kurang sesuai jika diterapkan di zaman modern. Menurut Sunardi pemilik home industry tahu di Kota Malang, untuk membuat 14 tahu dibutuhkan waktu berkisar 6 jam dengan volume setiap tahu sebesar 1851,5 cm3. Pasar tunggal Masyarakat Ekonomi ASEAN telah diberlakukan, pasar pangan olahan di kawasan Asia Tenggara akan terbuka. Home industry tahu sebagai pelaku pangan lokal menghadapi tantangan berat, jika tidak ingin kalah bersaing dengan produk negara anggota ASEAN, home industry tahu lokal harus mempersiapkan lebih serius khususnya pada mutu produk (Sibuea, 2016). Man, Lau, & Chan (2002) daya saing home industry tercermin dari daya saing produk home industry itu sendiri. Daya saing produk memiliki indikator berupa mutu produk, menurut Yaman, A. dan Maulana, S. (2011) bahwa implementasi standar mutu ISO 9001:2008 pada home industry memiliki pengaruh positif terhadap daya saing produk. Home Industry juga menghadapi banyak permasalahan seperti terbatasnya modal kerja, SDM yang rendah, dan minimnya penguasaan ilmu pengetahuan serta teknologi (Sudaryanto dan Hanim, 2002). Menurut Indarti (2014), langkah umum yang digunakan untuk menghadapi MEA bagi home industry adalah peningkatan mutu produk sesuai dengan standar yang telah ditetapkan. Selain mutu produk, optimalisasi sistem produksi juga berpengaruh pada persaingan nilai jual produk tahu. Proses produksi tahu cukup panjang dengan biaya oprasional yang mahal 1

berdampak pada harga produk yang besar. Jika produk lokal kalah bersaing dengan produk asing, maka akan terjadi ketidakberdayaan masyarakat lokal di negara sendiri. Produk lokal yang kalah bersaing menimbulkan potensi terjadinya peningkatan angka pengangguran masyarakat, pengangguran terbuka menurut BPS pada data februari 2016 mencapai 7,02 juta orang atau 5,5 persen. Hal ini mengindikasikan semakin ketatnya persaingan perekonomian di Indonesia, utamanya pada skala home industry. Upgrade peralatan produksi tahu skala home industry menjadi lebih modern akan menyumbang peningkatan mutu produk yang secara tidak langsung berdampak pada perekonomian Indonesia. Proses produksi tahu dengan sistem konvensional kurang efektif dan efisien. Sistem produksi konvensional membutuhkan waktu yang panjang serta berdampak pada biaya produksi yang mahal. Berdasarkan hasil observasi di home industry tahu ABC Kota Malang, peralatan yang digunakan untuk mencetak tahu adalah batu seberat 15 kg dan rotan persegi. Cara konvensional tersebut menimbulkan masalah berupa ukuran dan bentuk tahu yang berbeda. Kompetensi karyawan dan ketahanan fisik yang berbeda membuat proses cetak tahu mengalami perbedaan ukuran geometris. Menurut Suparti & Darmawan (2013) alat press tahu konvensional dengan menggunakan batu seberat 10–15 kg dinilai kurang efektif, sistem konvensional ini membutuhkan waktu dan tenaga karyawan yang besar. Diperlukan sistem, desain, dan model produksi tahu yang disesuaikan dengan kebutuhan home industry tahu. Proses utama untuk menentukan terbentuknya tahu adalah proses cetak dan press tahu, proses tersebut membutuhkan waktu proses yang lama dan karyawan yang professional. Proses cetak dan press merupakan penentu utama terbuatnya tahu yang bermutu. Untuk mempercepat produksi tahu dan menghasilkan tahu yang bermutu diperlukan mesin yang dapat mengkombinasikan proses cetak dan press. Faktor kebersihan (higienis) pada proses pembuatan tahu juga menentukan kualitas dari tahu. Peralatan cetak tahu yang digunakan terdiri dari rotan dan balok kayu. Ditemukan peralatan yang tidak layak pakai (kurang higienis) di home industry tahu Kota Malang, khususnya pada peralatan cetak dan press tahu. Peralatan cetak tahu dari rotan dan kayu ditemukan bibit jamur dan kayu tersebut memiliki bau yang kurang sedap, akan tetapi peralatan tersebut tetap dipakai untuk

2

membuat tahu. Bahan dasar rotan dan kayu sebagai alat cetak tahu kurang efektif karena mudah lapuk dan berjamur saat digunakan ditempat lembab. Menurut pemilik home industry tahu, alat pencetak tahu memiliki jangka waktu penggunaan kurang lebih 4 bulan. Terdapat alat press tahu yang dikembangkan oleh Suparti & Darmawan (2013), alat ini hanya digunanakan untuk proses press tahu dan tidak dapat digunakan untuk mencetak tahu secara masal. Sementara alat cetak dan press tahu Aprianto & Purnomo (2014) memiliki geometri alat yang memenuhi aspek ergonomis, akan tetapi alat ini tidak dapat digunakan untuk produksi tahu secara banyak (mass product). Diperlukan mesin cetak untuk peningkatan mutu produk, sebagaimana penelitian dari Man, Lau, & Chan (2002) bahwa daya saing home industry tercermin dari daya saing produk home industry itu sendiri. Penelitian tersebut selaras dengan pendapat Yaman, A. dan Maulana, S. (2011) bahwa implementasi ISO 9001:2008 pada home industry memiliki pengaruh positif terhadap daya saing produk home industry. Dari berbagai masalah diatas, diperlukan mesin cetak tahu yang berkualitas, dapat digunakan untuk produksi masal, biaya operasional khusus pencetak tahu lebih ekonomis, pengoprasian alat cetak tahu lebih mudah, dan geometri memenuhi aspek ergonomis. B. Rumusan Masalah Dari latar belakang diatas dapat ditarik beberapa rumusan masalah seperti dibawah ini: 1.

Bagaimanakah perencanaan konstruksi mesin press dan cetak tahu sistem pneumatic dengan kendali PLC?

2.

Bagaimanakah perencanaan rangkaian sistem pneumatik pada mesin press dan cetak tahu yang akan di import pada PLC?

3.

Bagaimanakah perhitungan komponen-komponen utama yang akan digunakan sebagai dasar dalam pembuatan mesin press dan cetak tahu sistem pneumatik kendali PLC?

4.

Bagaimanakah desain gambar mesin press dan cetak tahu sistem pneumatik kendali PLC?

3

C. Tujuan Rancang Bangun Tujuan perancangan secara umum adalah untuk mengaplikasikan ilmu yang telah diperoleh dari beberapa mata kuliah yang terdapat di Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Malang. Adapun tujuan khusus dari perancangan ini adalah : 1.

Merencanakan konstruksi mesin press dan cetak tahu sistem pneumatik kendali PLC.

2.

Merencanakan rangkaian sistem pneumatik mesin press dan cetak tahu kendali PLC.

3.

Merencanakan perhitungan komponen-komponen utama yang akan digunakan sebagai dasar dalam pembuatan mesin press dan cetak tahu sistem pneumatik kendali PLC.

4.

Merencanakan desain gambar kerja mesin press dan cetak tahu sistem pneumatik kendali PLC.

D. Batasan Masalah Batasan-batasan masalah dalam perancangan mesin ini adalah sebagai berikut: 1.

Cara kerja mesin press dan cetak tahu sistem pneumatik dengan kendali PLC mulai dari memasukkan sari tahu hingga menjadi tahu.

2.

Rangkaian sistem pneumatik dengan kendali PLC yang akan digunakan

3.

Dasar perhitungan meliputi perhitungan aktuator dan frame.

4.

Perencanaan gambar

E. Manfaat Perancangan 1.

Bagi Home Industry Tahu : a. Proses pembuatan tahu menjadi lebih efektif dan efisien dikarenakan dapat dikerjakan dengan waktu yang singkat dan tenaga kerja yang sedikit. b. Meningkatkan hasil produksi tahu untuk memenuhi kualitas dan kuantitas produksi tahu.

2. Bagi Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Malang : a. Dapat dijadikan sebagai bahan ajar bagi mahasiswa, khususnya mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Malang.

4

b. Sebagai bahan referensi bagi mahasiswa Jurusan Teknik Mesin yan...