1. Dokumen ini membahas modifikasi mesin pengupas kulit biji hanjeli prototipe TEP-01 untuk meningkatkan kinerjanya. 2. Beberapa masalah yang diidentifikasi pada mesin prototipe tersebut adalah sistem transmisi roda gigi, ukuran ruang pengupasan yang sempit, dan ketidaktersediaan unit pemisah biji dan kulit. 3. Penelitian ini bertujuan memodifikasi sistem transmisi, ruang pengupasan, serta merancang

1. SEMINAR USULAN PENELITIAN
Judul : MODIFIKASI MESIN PENGUPAS KULIT BIJI
__.HANJELI (Coix lacryma jobi L.) PROTOTIPE TEP-01.
Oleh : Muhammad Taufan (240110080024)
Pembimbing : 1. Prof. Dr. H. Ade Moetangad Kramadibrata, Dipl-ing, M.
Res. Eng.Sc., Ph.D.
2. Wahyu Kristian Sugandi, STP., M.Si.
Penelaah : Ir. Sudaryanto Zain, M.P.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Salah satu serealia yang potensial dan baik untuk dikembangkan adalah
hanjeli (Coix lacryma jobi L.). Hanjeli merupakan serealia dari ordo Glumiflora,
family Poaceae yang dapat dimanfaatkan sebagai pangan, pakan, obat dan barang
kerajinan (Tati, 1998).
Dilihat dari segi kandungannya, kandungan protein, lemak, dan vitamin
B1-nya lebih tinggi dibandingkan sereali lainnya, sedangkan kandungan kalsium
yang leih tinggi dibandingkan beras dan jagung (Gruben dan Partohardjono,
1996) sehingga hanjeli sangat baik dikembangkan sebagai bahan pangan.
Dalam pengolahannya menjadi bahan pangan, terlebih dahulu hanjeli
dijadikan beras hanjeli. Di Indonesia, proses pengupasan kulit hanjeli mayoritas
masih menggunakan cara konvensional (ditumbuk). Hal ini menyebabkan proses
pengupasan kulit hanjeli menjadi tidak efektif karena 3 – 5 kali pukulan kurang
lebih menghasilkan 20 gram hanjeli yang terkupas ditambah lagi proses
penumbukan yang menggunakan tenaga manusia sehingga kapasitas pengupasan
sebesar 1,33 kg/jam dan kualitas pengupasan masih rendah. Oleh sebab itu pada
tahun 2012 Ade, dkk membuat mesin pengupas kulit biji hanjeli prototype TEP-
01. Mesin tersebut mempunyai kapasitas 10 -15 kg/jam dengan tenaga penggerak
motor listrik dengan daya 2 HP.
Pada tahun yang sama analisis teknik dan uji kinerja mesin prototype TEP-
01 yang dilakukan oleh Adi menunjukkan nilai kapasitas aktual mesin prototype
TEP-01 sebesar 29,67 kg/jam masih sangat rendah jika dibandingkan dengan
besarnya kapasitas teoritis mesin sebesar 129,59 kg/jam.
Berdasarkan tinjauan lapangan dan uji kinerja yang telah dilakukan,
masalah pada mesin prototype TEP-01 terdapat pada penggunaan sistem
transmisi yang belum tepat, kondisi ruang pengupas yang sempit dan adanya
perhitungan analisis teknik yang tidak tepat. Pada mesin prototype TEP-01 tidak
tersedia unit pemisah antara biji kulit hanjeli dan kulit biji hanjeli, sehingga perlu
dilakukan kembali sortasi secara manual antara kulit dengan biji hanjeli yang
menyebabkan bertambahnya waktu proses pengupasan kulit biji hanjeli.
Berdasarkan permasalahan yang diuraikan di atas maka perlu dilakukan
modifikasi mesin pengupas hanjeli.
1.2 Identifikasi Masalah
Hasil dari tinjauan dilapangan dan uji kinerja yang telah dilakukan,
masalah yang dapat diidentifikasi pada mesin prototype TEP-01 adalah sistem
transmisi roda gigi yang menyebabkan getaran pada mesin yang besar dan
juga dimensi roda gigi yang tidak sesuai dengan perhitungan sehingga
kecepatan putaran tidak sesuai dengan yang diinginkan, kondisi ruang
pengupasan yang sempit, perhitungan analisis teknik yang belum tepat dan
belum tersedianya unit pemisah antara kulit dan biji hanjeli yang telah
terkupas.

2. 1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Memodifikasi sistem transmisi pada penggerak rol yang semula
menggunakan roda gigi menjadi puli dan sabuk dengan bantuan idler
sehingga diharapkan dari modifikasi ini kecepatan putar rol sesuai
denganyang diharapkan dan getaran yang ditimbulkan tidak terlalu
besar.
2. Memodifikasi ruang pengupasan dengan merubah ukuran dan
menambahkan saluran bahan dan juga merubah posisi rol pengupas
yang semula memiliki posisi yang sejajar dengan sumbu horizontal
menjadi rol dengan posisi yang memiliki kemiringan sehingga dirapkan
efisiensi pengupasan menjadi lebih baik.
3. Merancang bangun mesin prototype TEP-01 Mod dengan
modifikasiyang dilakukan pada beberapa bagian sehingga diharapkan
dapat meningkatkan rendemen pengupasan dengan penggunaan daya
yang tidak berbeda dari mesin sebelumnya.
1.4 Kegunaan Peneletian
Diharapkan menghasilkan mesin pengupas biji hanjeli yang
memiliki sistem transmisi dan ruang pengupasan yang baik serta
penambahan unit pemisah yang dapat meningkatkan rendemen
pengupasan sehingga dapat digunakan untuk produsen – produsen beras
hanjeli.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini akan dilakukan mulai bulan Februari sampai dengan
Maret 2013 yang bertempat di Laboratorium Alat dan Mesin Pertanian
Fakultas Teknologi Industri Pertanian Universitas Padjadjaran.
3.2 Alat dan Bahan Penelitian
Alat yang digunakan pada penelitian ini sebagai berikut :
Alat
Mesin Bubut Tachometer Software CAD
Mesin Bor Timbangan Analitik
Mesin Gergaji Vibration Meter
Mesin Las Clamp Meter
Obeng Kalkulator
Jangka Sorong Laptop
Sedangkan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
Bahan
Hanjeli Plat besi
Bearing Puli
Poros Roller
Sabuk-V Mur
Sabuk-V double side Baut
Besi Siku Sabuk-V double side Motor Listrik

3. 3.3 Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan dalam pnelitian ini adalah metode
rekayasa (engineering) yaitu melakukan suatu kegiatan perancangan (design)
yang tidak rutin, sehingga di dalamnya terdapat suatu kontribusi baru, dalam
bentuk proses maupun produk.
3.4 Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian yang akan dilakukan dalam penelitian ini disajikan
pada Gambar 1 dengan rincian sebagai berikut :
Masalah Mesin
Prototype TEP-01
Sistem Transmisi
- Roda gigi
terlalu besar
Ruang Pengupasan
- Terlalu sempit
- Tidak tersedianya
saluran pengumpan
biji hanjeli menuju
rol pengupas
Outlet
- Belum tersedianya
unit pemisah biji
hanjeli yang
terkupas dengan
kulitnya
Analisis teknik
Sistem Transmisi Diperbaiki
Indikator =
- Getaran pada mesin berkurang,
mengikuti standard yang berlaku
- Tidak membatasi pengturan
jarak calah
- Perbedaan kecepatan putaran
roler sesuai dengan teori
Kondisi Ruangan Diperbaiki
Indikator =
- Tidak adanya biji hanjeli yang
terpental menuju saluran outlet
Penambahan Unit Pemisah
Indikator =
- Terpisahnya biji hanjeli yang
sudah terlupas dengan kulitnya
Mulai
Pembuatan Gambar
Pembuatan mesin
prototype TEP-01
termodifikasi
Pengujian
Evaluasi
Selesai
Modifikasi
Alternatif rancangan:
- Penggunaan roda gigi
- Penggunaan sabuk menyilang
- Penggunaan rantai dan sproket
Alternatif rancangan :
- Kondisi ruang pengupasan
diperluas
- Posisi rol dimiringkan
- Penambahan jalur penuju
roler pengupasan untuk
hanjeli.
Alternatif rancangan :
- Penambahan Blower
- Penambahan ayakan
manual
Alternatif perancangan Perbaikan
Ya
Tidak
Ya
Tidak
Gambar 1. Diagram Alir Rancang Bangun
3.4.1 Identifikasi Masalah
Mengumpulkan dan mempelajari data – data baik di lapangan maupun
dari hasil dari uji kinerja mesin tersebut yang telah dilakuakan untuk
mendukung kegiatan penelitian mengenai mesin pengupas hanjeli.
3.4.2 Penetapan Kriteria Mesin
Tahap ini dilakukan untuk menentukan kriteria mesin yang akan
digunakan sebagai dasar perancangan. Hal ini berdasarkan penelitian
sebelumnya yang telah dilakukan oleh Ade, dkk (2012) dan Adi (2012), yang
menjadi pertimbangan untuk kriteria perancangan mesin pengupas hanjeli.
Mesin pengupas kulit biji hanjeli prototype TEP-01 yang dibuat oleh Ade, dkk
(2012) disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2. Mesin Prototipe TEP-01

4. Maka yang menjadi pertimbangan untuk kriteria perancangan mesin
pengupas hanjeli antara lain : konstruksi mesin pengupas hanjeli, mekanisme
penggerak mesin pengupas hanjeli, mekanisme pengupasan hanjeli,
mekanisme pemisahan biji dan kulit hanjeli pada outlet dari mesin tersebut,
daya yang dibutuhkan, dan kemudahan dalam pengoperasian dan perawatan
mesin.
3.4.3 Alternatif Perancangan
Pada tahapan ini dilakukan pemilihan sistem transmisi yang sesuai
untuk digunakan dalam perancangan mesin pengupas hanjeli. Pemilihan
didasarkan pada karakteristik kecepatan putaran dua buah roller yang
berbeda.
3.4.4 Pemilihan Alternatif Perancangan
Pada tahapan ini dilakukan pemilihan sistem transmisi yang sesuai
untuk digunakan dalam perancangan mesin pengupas hanjeli. Pemilihan
didasarkan pada karakteristik kecepatan putaran dua buah roller yang
berbeda.
3.4.5 Rancangan Fungsional
Rancangan funsional dilakukan untuk menentukan fungsi dari setiap
komponen utama dan fungsi mesin secara keseluruhan..
3.4.6 Rancangan Struktural
Rancangan structural dilakukan untuk menentukan bentuk dan tata
letak setiap bagian – bagian yaitu komponen fungsional dan komponen
structural secara keseluruhan sebagai dasar untuk melakukan analisis teknik.
3.4.7 Analisis Teknik
Analisis teknik yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi analisis
kapasitas mesin, perhitungan transmisi penggerak, dan perhitungan kekuatan
bahan.
3.4.8 Menggambar Model Mesin
Membuat gambar teknik berdasarkan analisis rancangan fungsional
dan rancangan struktural. Pada tahap ini digambar beberapa opsi perancangan
mesin yang akan dilakukan. Proses menggambar merupakan wujud
visualisasi sehingga dihasilkan gambar yang mencerminkan bentuk mesin
sesungguhnya yang akan dibuat.
3.4.9 Pembuatan Prototipe
Dalam tahapan ini, berdasarkan hasil kegiatan dalam tahap
sebelumnya, maka dilakukan pembuatan mesin pengupas hanjeli. Model dan
realisasi secara fisik yang mencerminkan.
3.4.10 Pengujian
Tujuan dari pengujian adalah untuk mengetahui karakteristik teknik
mesin pengupas hanjeli yang meliputi kapasitas produksi, rendemen, efisiensi
kerja mesin, dan kebutuhan daya serta energi untuk mengoprasikan mesin
pengupas hanjeli.
Prosedur Pengujian :
1. Menyiapkan hanjeli.
2. Mengecek kondisi mesin.
3. Menyalakan motor.
4. Memasukkan hanjeli kedalam hopper.
5. Melakukan pengamatan terhadap kecepatan putar puli, kebutuhan daya
motor listrik ketika mesin dioprasikan (beban dan tanpa beban), waktu
pengupasan, menimbang berat biji hanjeli yang keluar dari saluran
pengupasan, kebisingan dan getaran pada mesin.

5. 3.4.11 Analisa Data
a. Menghitung kapasitas pengupasan
Dimana : k = kapasitas mesin pengupas hanjeli (kg/jam)
t = waktu pengupasan (jam)
b. Rendemen
Rendemen adalah jumlah produk (bahan) yang dapat dikupas
oleh mesin pengupas (Persamaan 2).
Dimana : Rh = rendemen hotong kupas (%)
Bt = bobot hotong kupas (g)
B0 = bobot hotong awal (g)
c. Efisiensi Tenaga Motor Listrik
Efisiensi tenaga motor listrik adalah perbandingan antara
daya terpakai mesin pengupas hanjeli (kondisi dengan beban, Pml)
terhadap suplai daya motor listrik (Ps), atau dapat dilihat pada
Persamaan 4.
Dimana : Et = nilai efisiensi tenaga motor listrik (%)
d. Kebutuhan energi
Kebutuhan energi yang dianalisis adalah kebutuhan energy
(input) untuk mengupas 1 (satu) kg bahan (hanjeli).
Dimana : ε = keutuhan energi (Joule/kg, watt dtk/kg)
3.4.12 Evaluasi
Evaluasi dilakukan setelah pengujian untuk menilai apakah mesin
yang dibuat sesuai dengan kriteria mesin yang telah ditetapkan. Bila tidak
sedapat mungkin dilakukan perbaikan pada tiap tahapan perancangan
sehingga model yang dibuat sesuai dengan kriteria yang telah ditetapkan.
BAB IV
PERANCANGAN
4.1 Dasar Perancangan
Hanjeli (Coix lacryma joi L.) merupakan salah satu serealia yang
dapat dimanfaatkan sebagai bahan pangan, pakan, obat dan barang
kerajinan. Permasalahan yang timbul dalam pengolahan hanjeli menjadi
bahan pangan adalah pada proses pengupasan kulit biji hanjeli, karena biji
hanjeli memiliki kulit bagian luar yang keras.
Mesin pengupas kulit biji hanjeli yang sudah ada (prototype TEP-
01) menggunakan prinsip pemecahan kulit dengan dua tegangan geser
yang berlawanan (rubber roll). Mesin prototype TEP-01 terdiri dari
pengumpan (hopper), ruang pengupasan dan saluran outlet. Pada ruang
pengupasan, sistem transmisi yang digunakan untuk menggerakkan 2 buah
rol yang berbeda arah dan kecepatan adalah 2 buah roda gigi yang berbeda
ukuran. . Besarnya ukuran roda gigi yang digunakan menyebabkan getaran
yang ditumbulkan sangatlah besar dan membatasi pengaturan jarak celah.
Ukuran roda gigi yang tidak sesuai dengan perhitungan analisis teknik
menyebabkan kecepatan putar kedua rol yang berbeda dari kecepatan yang

6. diinginkan yang berdampak pada rendemen pengupasan yang masih
dibawah angka 50%. Rancangan ruang pengupas yang kurang tepat
menyebabkan pada saat proses pengupasan berlangsung, adanya biji
hanjeli yang terpental kembali dan langsung terjatuh ke saluran outlet
yang menyebabkan biji hanjeli tidak terkupas. Selain itu, pada outlet biji
hanjeli yang sudah terkupas masih bercampur dengan kulitnya, sehingga
dibutuhkan sortasi untuk memisahkan biji hanjeli yang sudah terkupas
dengan kulitnya secara manual. Proses sortasi yang masih dilakukan
secara manual menyebabkan adanya kemungkinan biji hanjeli yang sudah
terkupas ikut terbuang bersama kulitnya sehingga dapat menyebakan
berkurangnya rendemen pengupasan.
4.2 Kriteria Rancangan
Modifikasi mesin prototype TEP-01 ini diharapkan dapat
memenuhi kriteria sebagai berikut :
1. Dapat meningkatkan rendemen pengupasan.
2. Sistem transmisi yang akan digunakan tidak menimbukan
getaran yang terlalu besar dan tidak membatasi dalam pengaturan
jarak celah.
3. Kecepatan putar kedua rol seuai dengan yang diinginkan.
4. Pada ruang pengupasan, biji hanjeli dapat tersalurkan dengan
baik tepat diantara kedua rol.
5. Penambahan unit pemisah biji hanjeli yang sudah terkupas
dengan kulitnya.
4.3 Perancangan Fungsional
Tahap perancangan fungsional dilakukan untuk menentukan komponen-
komponen apa saja yang harus dipilih yang mengacu pada sistem mekanisme dan
fungsi awal yang harus dicapai oleh mesin ini. Adapun fungsi dan persyaratan
dari komponen yang akan dibuat adalah sebagai berikut :
1. Hopper
Hopper merupakan bagian dari mesin yang berfungsi untuk
menampung biji hanjeli yang akan dikupas. Hopper terbuat dari
plat besi dengan ketebalan 1,2 – 1,5 mm.
2. Ruang Pengupasan
Ruang pengupasan pada mesin prtototipe TEP-01
terodifikasi berfungsi untuk tempat berlangsungnya proses
pengupasan kulit biji hanjeli. Di dalam ruang pengupasan
terdapat 2 buah roler dengan diameter yang sama, kecepatan dan
arah putar yang berbeda yang berfungsi sebagai pisau untuk
mengupas kulit biji hanjeli. Selain rol pengupas, di dalam ruang
pengupas ditambahkan saluran yang berfungsi untuk
mengumpankan biji hanjeli tepat di anatar kedua rol sehingga
efisiensi pengupasan menjadi lebih baik.Idler
3. Sistem Transmisi Daya
Pada Sumber tenaga penggerak mesin prototype TEP-01
termodifikasi ini menggunakan sumber tenaga penggerak dari
mesin sebelumnya yaitu menggunakan motor listrik satu phase
dengan daya dan kecepatan berturut – turu adalah 2 Hp dan 1440
RPM. Daya dari motor listrik ini disalurkan dengan
menggunakan sistem tranmisi sabuk dan puli untuk
menggerakan poros rol 1 pengupas. Pada poros ini juga terdapat

7. puli yang digunakan untuk meneruskan daya pada poros rol 2
pengupas. Keceptan dan arah putar antara rol 1 dan rol 2
pengupas desain berbeda sehingga dibutuhkan dua buah puli
tambahan (idler). Desain sistem transmisi untuk menggerakan
kedua rol dapat dilihat pada gambar 13. Pada sistem transmisi
untuk menggerakan kedua rol sabuk yang digunakan merupakan
sabuk jenis hexagonal (double belt AA). Sistem transmisi untuk
menggerakan kedua rol membutuhkan 4 buah puli sehingga
sabuk ini sangat cocok untuk digunakan karena sabuk ini
dedesain untuk menggerakkan poros yang banyak.
4. Outlet
Saluran pengeluaran atau outlet berfungsi untuk
mengelurakan biji hanjeli yang sudah terkupas dan kulit. Pada
mesin prortotipe TEP-01 termodifikasi terdapat penambahan
komponen ayakan setelah saluran outlet atau saluran
pengeluaran. Ayakan ini berfungsi untuk memisahkan kulit ari
dengan biji yang sudah terkupas dan juga kulit bagian luar dari
biji hanjeli.
4.4 Perancangan Struktural
Rancangan structural dilakukan untuk menentukan struktur
modifikasi yang akan dilakukan pada mesin prototype TEP-01. Pemilihan
rancangan mesin dilakukan dengan memilih alternative rancangan yang
terbaik untuk digunakan pada mesin ini. Rancangan structural ini juga
bertujuan agar mesin yang telah dimodifikasi memiliki kinerja yang baik
dibandingkan dengan sebelumnya.
Desain keseluruhan dari mesin pengupas kulit biji hanjeli prototype TEP-
01 Mod dapat dilihat dari Gambar 1 dibawah ini.
Gambar 1. Mesin Prototipe TEP-01 Mod
4.4.1 Rangka Mesin
Rangka merupakan komponen yang penting, yang bertujuan untuk
menopang komponen – komponen mesin yang akan digunakan.
Keseluruhan rangka mesin prototype TEP-01 Mod dibuat dari besi siku
yang memiliki ukuran 45 × 45 × 4 mm. Mesin prototype TEP-01 Mod ini
memiliki rangka dengan panjang 600 mm lebar 550 mm dan tinggi 600
mm.
4.4.2 Hopper
Hopper yang digunakan masih menggunakan hopper dari mesin
sebelumnya. Hopper yang digunakan berbentuk trapesium dengan dimensi
permukaan atas memiliki panjang 259 mm dan lebar 261 mm sedangkan
luas permukaan bawah memiliki panjang dan lebar 50 mm. Tinggi hopper

8. yang digunakan sebesar 190,33 mm. Volume hopper maksimal sebesar 6
liter.
4.4.3 Sistem Transmisi
Sumber tenaga penggerak mesin prototype TEP-01 Mod yang
digunakan adalah motor listri yang digunakan pada mesin sebelumnya
yaitu motor listrik 1 fasa dengan daya sebesar 2 Hp. Daya dari motor
listrik disalurkan melalui puli dan sabuk untuk menggerakkan sistem
transmisi pengupasan. Sistem transmisi yang digunakan untuk
menggerakkan kedua rol pengupas dengan kecepatan dan arah putaran
yang berbeda adalah puli dan sabuk dengan bantuan dari puli idler. Puli
yang digunakan memiliki diameter 3, 4, dan 5 inci dengan bahan
alumunium. Sabuk yang digunakan untuk menggerakkan sistem transmisi
kedua rol adalah V – belt Double side dengan profil sabuk jenis A.
Panjang sabuk yang direncakan memiliki panjang 58 inci.
4.4.4 Ruang Pengupasan
Ruang pengupasan yang akan dibuat terbuat dari plat besi dengan
ketebalan 2 mm. Ruang pengupasan memiliki panjang 480 mm, lebar 185
mm dan tinggi 373 mm. Di dalam ruang pengupasan terdapat saluran
(Feed Chanel) yang berfungsi untuk menyalurkan biji hanjeli tepat di antar
kedua rol pengupas. Feed chanel yang dibuat direncanakan memiliki
kemiringan 20º dan 30º. Feed chanel 1 dirancangan dengan ukuran
panjang 360 mm, lebar 68 mm dan tinggi 30 mm sedangkan untuk feed
chanel 2 dirancang dengan ukuran panjang 184 mm, lebar 68 mm dan
tinggi 30 mm. Bahan yang digunakan untuk membuat feed chanel adalah
plat besi dengan ketebalan 2 mm..
4.4.5 Outlet
Ruang outlet direncakan terbuat dari plat besi dengan ketebalan 2
mm. Saluran outlet memiliki panjang 480 mm, tinggi 589 mm dan lebar
185 mm. Di dalam ruangan outlet terdapat saluran pembuangan kulit ari
dan saluran output dari pengupasan. Saluran pembuangan kulit ari
memiliki ukuran panjang 122,55, lebar 185 dan tinggi 177,55 mm. Saluran
output dari pengupasan memiliki panjang 155 dengan kemiringan sebesar
30º dari sumbu horizontal, lebar dan tinggi saluran output sebesar 145 mm
dan 96 mm.
Ayakan yang ditambahkan untuk memisahkan biji dengan kulit pada
mesin prototype TEP-01 memiliki ukuran lubang sebesar 0,35 × 0,35 cm.