PERANCANGAN MESIN PEMERAS BIJI JARAK MENGGUNAKAN CUT FLIGHT SCREW CONVEYOR KAPASITAS 200 KG / JAM TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S-1) Teknik Mesin
Disusun oleh: AGUS PRAMONO 02510078
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2007
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
PERANCANGAN MESIN PEMERAS BIJI JARAK MENGGUNAKAN CUT FLIGHT SCREW CONVEYOR KAPASITAS 200 KG/JAM
NAMA
: AGUS PRAMONO
NIM
: 02510078
JURUSAN
: TEKNIK MESIN
MENGESAHKAN
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. A. Fauzan HS, MT
Ir. Sudarman, MT
Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Daryono, MT
BERITA ACARA TUGAS AKHIR
NAMA
: AGUS PRAMONO
NIM
: 02510078
JURUSAN
: TEKNIK MESIN
PROGRAM STUDY
: STRATA -1
JUDUL TUGAS AKHIR
:PERANCANGAN MESIN PEMERAS BIJI JARAK SCREW
MENGGUNAKAN CONVEYOR
CUT
FLIGHT
KAPASITAS
200
KG/JAM
No Tanggal
Catatan Asistensi
1
22-9-2006
Pengajuan Judul
2
2-10-2006
ACC Judul
3
12-2-2007
Konsultasi bab I
4
28-2-2007
ACC bab I
5
13-3-2007
Konsultasi bab II
6
2-4-2007
ACC bab II
7
1-5-2007
Konsultasi bab III
8
2-6-2007
ACC bab III
9
10-7-2007
Konsultasi bab IV
10
13-8-2007
ACC bab IV
11
28-8-2007
Konsultasi bab V
12
19-9-2007
ACC bab V
Pembimbing I
Pembimbing II
Disetujui Oleh:
Pembimbing I
Ir.A.Fauzan Hs, MT.
Pembimbing II
Ir.Sudarman, MT
Agus Pramono 02510078, “Perancangan Mesin Pemeras Biji Jarak Menggunakan Cut Flight Screw Conveyor” Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang, Pembimbing Ir.A. Fauzan HS, MT Dan Ir. Sudarman, MT ABSTRAKSI
Langka dan mahalnya bahan bakar minyak merupakan suatu alasan yang paling mendasar perlunya dikembangkan bahan bakar alternative pengganti minyak terutama di Indonesia. Yang sedang giat-giatnya dikembangkan adalah pemanfaatan tanaman Jarak Pagar (Jatropha Curcas L), yang apabila bijinya diperas dapat menghasilkan bahan bakar alternative pengganti minyak tanah maupun solar atau yang biasa dikenal dengan sebutan biodiesel. Biodiesel yang dihasilkan dari jarak pagar memiliki lebih banyak oksigen dan nilai kalorinya lebih rendah dari solar sehingga proses pembakaran lebih sempurna dan bersih. Pemerasan atau pengepresan biji jarak pada umumnya dapat dilakukan dengan menggunakan pengepresan hidrolik atau pengepresan berulir (screw). Pada pengepresan hidrolik perosesnya tidak dapat berlangsung secara kontinu sehingga kapasitas produksi tidak besar. Sedangkan pengepresan dengan ulir (screw) sudah cukup bagus sebab prosesnya berlangsung secara kontinu. Pemerasan pada mesin press ulir terjadi karena tekanan antar biji jarak akibat dari daya dorong screw. Hanya saja mesin press ulir untuk biji jarak saat ini, kebanyakan tipe screw yang digunakan adalah Continues Screw Conveyor dimana fungsi screw ini hanya untuk menghantarkan saja, sehingga untuk proses pemerasan dengan menggunakan tipe screw ini putaran screw tidak besar (10-30 rpm). Dengan begitu proses pemerasan menjadi lambat sehingga kapasitas masukannya kecil (<100 kg per jam) mengingat bahwa untuk satu hektar lahan dapat dihasilkan 4-5 ton biji jarak kering. Berdasarkan dari uraian diatas, maka dirancang mesin pemeras biji jarak dengan kapasitas 200 kg/jam. Tipe screw yang digunakan adalah Cut Flight Screw Conveyor dengan putaran screw 60 rpm. Dari hasil perhitungan diperoleh diameter screw = 6 inchi, panjang screw = 48 inchi, jumlah screw = 8 buah. Untuk system transmisinya menggunakan V- belt dan pulley, dimana V-belt yang digunakan adalah tipe A (2 buah) dan tipe B. Motor yang digunakan memiliki daya 4,7 kW dengan putaran 680 rpm.
Kata Kunci : Cut Flight Screw Conveyor, Mesin Pemeras, Biji Jarak
Agus Pramono 02510078, “Scheme of Machine Magle of Jatropha Seed Use Cut Flight Screw Conveyor” Majors Machine Faculty of Technique Muhammadiyah Malang University, Counsellor Ir.A. Fauzan HS, MT And Ir. Sudarman, MT
ABSTRACT
Rareness and costly of oil fuel is important reason to developed alternative fuel to substitution of oil especially in Indonesia. Now, Jarak Pagar or Jatropha Curcas exploiting to developed because if his seed extorted can yield the fuel alternative substitution of kerosene and diesel fuel or famous biodiesel title. Biodiesel yielded from jarak pagar seed have more oxygen and calorie value is lower than diesel fuel, so that the process is clean and perfect combustion. Commonly, extortion of jatropha seed can be using whit hydrolik press or screw press. At hydraulic press, the process can not take place continuly so that capacities is not big. Is while, with screw press have enough nicely because the process is continu. Extortion with screw press machine happened because pressure between jatropha seed apart effect from impetus screw. But screw press machine for jatropha seed in this time, most types screw the used is Continues Screw Conveyor where the function of screw just for sending, so that for the process of extortion by using the screw type this rotation of screw is not big (10-30 rpm). That way process the extortion become tardy so that input capacity is small (< 100 kg per hour) see that to one farm hectare can be yielded 4-5 ton of dry jatropha seed. Pursuant to from description, hence designed machine magle of seed apart with capacities of 200 kg /hour. Type screw the used is Cut Flight Screw Conveyor with screw rotation is 60 rpm. From calculation result obtained screw diameter = 6 inches, screw length = 48 inches, amount of screw = 8. System transmission use V-belt and pulley, where V-belt type A (2) and type B. Used motor have the energy of 4,7 kWwith rotation 680 rpm.
Key Word : Cut Flight Screw Conveyor, Press Machine, Jatropha Seed
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirobil ‘Alamin, Dengan rahmat Tuhan Yang Maha Kuasa, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul Perancangan Mesin Pemeras Biji Jarak Menggunakan Cut Flight Screw Conveyor Kapasitas 200 kg/jam. Dalam melakukan pengerjaan skripsi ini tentunya tidak terlepas dari bantuan dan dorongan berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Allah SWT atas segala rahmat, hidayah dan ridho-Nya, serta solawat dan salam kepada junjungan Nabi Muhammad SAW. 2. Kedua orang tua tercinta atas doanya selama ini sehingga penulis dapat menyelesaikan kuliah dengan baik. 3. Ir. Ahmad Fauzan HS, MT selaku pembimbing I yang telah meluangkan waktu untuk memberikan arahan, bimbingan dan masukan kepada penulis. 4. Ir. Sudarman, MT selaku pembimbing II yang telah meluangkan waktu untuk memberikan arahan, bimbingan dan masukan kepada penulis. 5. Ir. Daryono, MT selaku Ketua Jurusan dan Ir. Mulyono, MT selaku wakil Ketua Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan dorongan untuk menyelesaikan skripsi ini. 6. Kakak saya “Indah”, yang nggak pernah bosan memberikan semangat kepada penulis. Semoga selalu sukses dengan karirnya. 7. Anak-anak mesin khususnya angkatan 02’, Ade “Gymbluk”, Na2ng “Mansyur” & Reni, Eko “Ndok”, Tri Budi “Khunamp”, Ita, Sigit, Bahar
“Bolang”, Sismoyosari, Ali “Rembun”, Jhon, Dian “TO”, Tumini, Adit, Hady “Gaplon”, Toni, Heri, Rian, Tomat, Sumanto, Puji “Marmer”, Bagus, Budi “Pan-Djoel”, Suhadak, makasih banyak atas kebersamaan dan guyonan yang telah kalian berikan sehingga penulis lebih betah di malang. 8. Lyla “Adekku” makasih atas saran-sarannya, rasa persaudaraan dan canda tawanya selama ini. Cepat dapat kerja ya dek….!!! 9. Ibu & Bapak, Mbah, Mas Bambang, Arip, Trien, Novi di Mbetek yang sudah menganggap penulis sebagai keluarga sendiri selama kuliah di malang . 10. Buat Bapak & Ibu Sahid penulis ucapkan terima kasih atas tempat berteduhnya selama penulis kuliah di malang. Serta semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu namanya, tetapi banyak mendorong dan membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Terima kasih, penulis ucapkan semoga hari ini, esok ataupun lusa mendapat balasan dan berkah dari Allah SWT. Penulis sadar bahwa dalam tugas akhir ini terdapat banyak kekurangan, oleh karena itu penyusunan mengharapkan masukan, saran ataupun kritik untuk perbaikan tugas akhir ini. Akhirnya penulis berharap semoga tugas akhir ini bermanfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi semua pihak yang berkepentingan. Amien.
Malang, 9 November 2007 Penulis
Agus Pramono
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................
ii
BERITA ACARA BIMBINGAN ........................................................................
iii
ABSTRAKSI.............................................. ..........................................................
iv
KATA PENGANTAR .........................................................................................
v
DAFTAR ISI ........................................................................................................
vii
DAFTAR TABEL.................................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................
x
BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...............................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah .........................................................................
4
1.3 Tujuan Perancangan ......................................................................
4
1.4 Manfaat Perancangan ....................................................................
5
1.5 Metode Perancangan ......................................................................
5
1.6 Batasan perancangan ......................................................................
5
BAB II. KAJIAN PUSTAKA 2.1 Jarak Pagar (Jatropha Curcas linneaus) .........................................
6
2.2 Proses Pengolahan Biji Jarak Menjadi Minyak Jarak ....................
7
2.3 Mesin Press Ulir (Screw) ...............................................................
10
2.4 Macam-macam Mesin Press Ulir (Screw) .....................................
11
BAB III. METODOLOGI PERANCANGAN 3.1 Pemilihan Jenis Mesin Pemeras/Pengepres Biji Jarak ...................
15
3.2 Kapasitas Mesin Pemeras/Pengepres Biji Jarak ............................
16
3.3 Komponen Dari Mesin Pemeras Biji Jarak ...................................
16
3.4 Konsep Desain Mesin Pemeras Biji Jarak Menggunakan Cut Flight Screw Conveyor...........................................................
20
3.5 Prinsip Kerja Mesin Pemeras Biji Jarak ........................................
21
BAB IV. PERHITUNGAN 4.1Spesifikasi Bahan/Material (Biji Jarak) ..........................................
22
4.2 Perancangan Cut Flight Screw Conveyor ......................................
22
4.3 Rumah Screw Conveyor ................................................................
34
4.4 Penutup Rumah Srew Conveyor.....................................................
36
4.5 Baut Kopling...................................................................................
39
4.6 Pegas Ulir Tekan ............................................................................
41
4.7 Pulley dan Sabuk ............................................................................
45
4.8 Bantalan ..........................................................................................
55
BAB V. PENUTUP 5.1 Desain Mesin Pemeras Biji Jarak Menggunakan Cut Flight Screw Conveyor ............................................................................
56
5.2 Dimensi Komponen........................................................................
57
5.3 Saran ..............................................................................................
58
Daftar Pustaka Lampiran
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Sifat Fisik Minyak Jarak Pagar ..............................................................
7
Tabel 2. Material Charateristik ............................................................................
23
Tabel 3. Material Classification Code Chart.........................................................
24
Tabel 4. Bearing Selection ....................................................................................
24
Tabel 5. Capacity Factor .......................................................................................
25
Tabel 6. Maximum Lump Size .............................................................................
27
Tabel 7. Conveyor Diameter Factor, Fd................................................................
28
Tabel 8. Flight Factor, Ff ......................................................................................
29
Tabel 9. Paddle Factor...........................................................................................
29
Tabel 10. Drive Efficiency, e ................................................................................
29
Tabel 11. Conveyor Screw....................................................................................
30
Tabel 12. Torsional Rating of Conveyor...............................................................
30
Tabel 13. Horse Power Ratings of Conveyor Screw Part .....................................
31
Tabel 14. Cut Flight/Cut & Folded Flight Conveyor............................................
32
Tabel 15. Tubular Housing ...................................................................................
35
Tabel 16. Bolt Pattern ...........................................................................................
35
Tabel 17. Trough Ends..........................................................................................
36
Tabel 18. Ends Bearings .......................................................................................
37
Tabel 19. Bolt Requirement ..................................................................................
38
Tabel 20. Ball Bearing Pillow Block ....................................................................
39
Tabel 21. Coupling Bolts ......................................................................................
40
Tabel 22. Shaft Coupling ......................................................................................
40
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Mesin Press Hidrolis ........................................................................
9
Gambar 2.2 Siklus Pengolahan Biji Jarak.............................................................
10
Gambar 2.3 Screw Press .......................................................................................
11
Gamabr 2.4 Screw Press Type Dehydration Device ............................................
12
Gambar 2.5 Single Press ......................................................................................
13
Gambar 2.6 Mesin Press Ulir dengan Penggerak Diesel .....................................
14
DAFTAR PUSTAKA
1. Erliza Hambali, dkk. 2006, Jarak Pagar Penghasil Tanaman Biodisel, Penebar Swadaya , Depok. 2. Yuli Styo Indarto , 2006, Mengenal Biodisel : Karakteristik, Produksi hingga Perfoma mesin. 3. Joseph E. Shigley dan Larry D. Mitchell, 1995, Perencanaan Teknik Mesin, Erlangga , Jakarta. 4. Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2004, Dasar Perencanaan Mesin dan Pemilihan Elemen Mesin. 5. R.S Khurmi , J.K Gupta, 1982, Machine Design. 6. V.Dobrovolsky, 1986, Machine Elements, Moscow. 7. www.martinsprocket.com
