pkmt-rancang bangun mesin press hidraulik untuk produksi minyak jarak sebagai bahan baku biodiesel

PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada era teknologi yang semakin canggih dan modern saat ini diharapkan

mampu ada khalayak atau istitusi yang dapat memberikan kontribusi yang berguna

bagi masyarakat, baik dengan pikiran maupun sebuah penyelesaian masalah, seperti

masalah persediaan BBM yang semakin menipis dan semakin lama semakin habis.

Dilain pihak pemerintah juga mencabut subsidi yang mengakibatkan gejolak ekonomi

yang luar biasa yang berdampak pada masyarakat. Oleh karena itu dituntut untuk

mencari sumber energi baru pengganti BBM seperti biodiesel dari bahan dasar

minyak jarak.. Dengan produksi ini, pemerintah tak perlu pusing mengutak-atik

RAPBN menyusul fluktuasi harga minyak.Badan Pusat Statistik menyebutkan,

semester I tahun ini, Indonesia mengimpor minyak senilai US$ 28,37 miliar. Nilai

tersebut lebih besar dari periode sama tahun sebelumnya, yang mencapai US$ 20,96

miliar. (Tim Departemen Pertanian, 2006)

Ada beberapa sumber energi alternatif yang bisa disubstitusikan sebagai

pengganti solar. Salah satunya energi biodiesel berbahan dasar minyak jarak.

Pembuatan energi alternatif, kini mulai menggejala di berbagai belahan dunia.

Sebagian negara ada yang mengembangkan biodiesel, sebagian lainnya mengaktifkan

bioetanol. Ini berarti, Indonesia tidak sendirian ketika mencari sumber energi

alternatif.

Kendati sudah ditanam di beberapa tempat, budidaya jarak belum

terkoordinasi secara nasional. Ini ironis, mengingat besarnya potensi di belakangnya.

Begitu juga dalam proses penanaman pohon jarak tentu akan banyak menyerap

tenaga kerja seperti di Desa Tanggulturus berada di Kecamatan Besuki, sekitar 30 km

di selatan pusat kota kabupaten Tulungagung, Jawa Timur. Kecamatan Besuki

memiliki luas area 82,16 km2. Jumlah penduduk 33.781 jiwa dengan kepadatan



2

411/km2. Besuki merupakan wilayah geografis yang kaya akan batuan. Keterbatasan

pengetahuan dan dana menyebabkan sumber daya alam tersebut belum bisa

dimanfaatkan secara maksimal oleh penduduk setempat. Tetapi penduduknya banyak

yang berangkat menjadi TKI/TKW. Bahkan Tulungagung menjadi pengekspor TKI

terbesar di JawaTimur, yaitu 4000.5000 orang per tahun. Diharapkan dari jumlah

penduduk yang begitu banyak dapat terserap tenaga kerja dalam proses penanaman

pohon jarak. (Soeparno W dan Gunawan, 2007)

1.2 Perumusan Masalah

Dari permasalahan tersebut di atas maka kami bermaksud merencanakan dan

membuat suatu Rancang Bangun Mesin Press Hidraulik untuk Produksi Minyak

Jarak sebagai Bahan Baku Biodisel secara semi otomatis sehingga lebih bermanfaat

dan mudah pengoperasiannya, karena dilatarbelakangi adanya mulai tersedianya buah

jarak yang masih minim untuk dimanfaatkan, lahan kosong yang mulai

dibudidayakan penanaman buah jarak di berbagai daerah dan tidak adanya alat yang

dapat untuk menghasilkan minyak jarak yang praktis dan ekonomis.

Berdasarkan uraian di atas, didapat permasalahan tentang cara mengolah biji

jarak sebagai pemanfaatan bioteknologi dimana semakin banyaknya tumbuhan pohon

jarak. Perancangan alat pengepres biji jarak dengan sistem hidraulik beserta

penerapan alat rancang bangun ruang pengepresan (punch dan dies) ini biar berhasil

dalam pengeluaran minyak dan pemanfaatan atas hasil minyak biji jarak yang

didapatkan sehingga dapat dimanfaatkan lebih lanjut.

1.3 Batasan Masalah

Dalam perencanaan dan pembuatan prototype alat, kami batasi produk yang

dihasilkan dari mesin kami adalah campuran minyak dan air hasil pengepresan daging

biji jarak yang nantinya siap diproses lebih lanjut menjadi minyak jarak murni

sebagai bahan baku biodisel melalui proses destilasi kimiawi. Kapasitas mesin

berkisar 1 liter per jam.



3

1.4 Tujuan Program

Mewujudkan mesin pengepres biji jarak dengan sistem hidraulik yang bersifat

praktis dan ekonomis dalam hal biaya pembuatan, kesederhanaan alat dan cara

penggunaan dari mesin. Karena dilatarbelakangi banyaknya tanaman jarak yang

kurang bahkan belum dibudidayakan kegunaannya oleh masyarakat sekitar serta tidak

adanya upaya pemerintah untuk mengembangkan alat penghasil minyak jarak sebagai

bahan baku biodiesel.

1.5 Luaran yang Diharapkan

Sebuah alat berupa prototype mesin produksi yang memiliki kemampuan

antara lain: dapat digunakan untuk mengepres daging biji jarak, baik biji jarak pagar

maupun biji, pengeluaran minyak dan ampas (bungkil) yang mudah dan proses

pembuatan mesin sederhana.

1.5 Kegunaan Program

Menciptakan alat/mesin pengepres biji jarak dengan menggunakan sistem

hidraulik yang nantinya akan dikembangan lebih lanjut kegunaannya dan dapat

dimanfaatkan kedepan, antara lain dalam pengembangan industri kecil dalam proses

pengikatan tenaga kerja dan untuk masyarakat khususnya mahasiswa adalah untuk

dapat mengaplikasikan ilmu yang diperoleh khususnya di dunia industri dalam bidang

mesin produksi.



4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Umum

Seiring dengan meningkatnya pembangunan infrastruktur, maka hal ini perlu

diimbangi dengan penggunaan teknologi yang memadai dalam rangka mendukung

pelaksanaan pembangunan untuk mencapai target dalam suatu proses pembangunan.

Pemanfaatan biofuel seperti biodiesel juga tidak memerlukan banyak insentif.

Sebagai contohnya insentif ekonomi berupa pajak dan keringanan bea masuk

peralatan, karena memakai kelapa sawit atau jarak pagar yang banyak terdapat di

Indonesia. Proses produksinya pun tidak memerlukan teknologi tinggi, sehingga bisa

menjadi usaha rakyat.

Satu liter biodiesel kira-kira membutuhkan tiga kg jarak pagar. Kalau satu kg

jarak harganya Rp1.000, maka satu liter biodiesel harganya sekitar Rp3.000, kalau

ditambah ongkos lainnya jadi Rp4.000, sehingga masih bisa bersaing dengan solar

dan premium bersubsidi. Biodiesel yang merupakan pengganti solar termasuk jenis

biofuel atau bahan bakar nabati. Bahan baku biodiesel bisa 100 persen minyak nabati

seperti kelapa sawit dan jarak pagar (B100) atau dicampur dengan solar (Bxx).

(Berita Antara, 2006)

Sementara itu kondisi dilapangan yang menginginkan penyelesaian sesuai

dengan waktu dan efisiensi yang diinginkan terkadang tidaklah mudah untuk dicapai

sehingga perlu dilakukan cara lain yaitu penerapan mesin pres vertikal sebagai alat

bantu pengeluran minyak dari jarak pagar.

Langkah-langkah perencanaan dan pembuatan alat yang diterapkan dalam

proses pengepresan biji jarak dengan melakukan penekanan (pengepresan) sesuai

ukuran yang diinginkan.

Untuk mencari gaya penekanan biji jarak pagar yang dibutuhkan pada proses

ini diperlukan langkah-langkah sebagai berikut:



5

a. Melakukan pengujian tekan terhadap biji jarak yang dapat digunakan dalam

perhitungan sistem hidraulik dan perhitungan rancangan elemen mesin.

b. Menentukan desain punch dies, ruangan pengepresan dan konstruksi rangka

mesin.

c. Menentukan kapasitas mesin setiap pengepresan

d. Menghitung dan menentukan besarnya gaya tekan yang diperlukan untuk

mendeformasi biji jarak pagar.

2.2 Tanaman Jarak Pagar

Jatropha curcas L. (jarak pagar) adalah tanaman yang multiguna yang berasal

dari Mexico dan Amerika Tengah, dan telah ditanam di daerah tropis Amerika,

Afrika dan Asia. Madagaskar, Dahomey (Benini) dan Kepulauan Tanjung Verde

(Cape Verde Islands) merupakan Negara pengekspor produk tanaman jarak pagar.

Tanaman ini dapat ditanam di daerah tropis, terutama di daerah lahan kritis.

Tanaman ini membutuhkan curah hujan minimum 250 mmm/tahun, dan akan tumbuh

baik dengan curah hujan hingga 900-1200 mmm/tahun. Tanaman ini dapat tumbuh

hingga ketinggian 8 m, dengan biji sebagai produk utamanya mengandung 55-60%

minyak. Jarak pagar merupakan tanaman perdu besar. Batang tanaman mempunyai

cabang yang tidak beraturan, batang muda menghasilkan getah bewarna jernih.

Batang yang muda bewarna hijau, sedangkan yang tua bewarna coklat. Daun lebar

berbentuk jantung dan bertangkai panjang. Bunga berbentuk cawan, dengan bunga

jantan dan betina terdapat di dalam satu tangkai. Bunga bewarna hijau kekuningan.

Buah berbentuk bulat, yang muda bewarna kuning, sedangkan yang tua bewarna

kehitaman. Buah terdiri atas tiga rongga yang masing-masing berisi satu biji

sehingga di dalam satu buah akan dihasilkan tiga biji. Biji berbentuk bundar lonjong

dengan warna hitam.(Setyadji, 2006)



6

Gambar 2.1 Tanaman Jarak Pagar

Buah berbentuk bujur telur berdiameter 3 4 cm, licin, yang masih muda

berwarna hijau dan yang sudah tua akan berubah warna menjadi kuning serta apabila

kering menjadi berwarna hitam dan akan tampak retak. Buah yang telah matang atau

masak, akan merekah dan mengeluarkan biji berwarna hitam. Biji jarak pagar rata-

rata berukuran 18 x 11 x 9 mm, dengan berat 0,62 gram dan terdiri atas 58,1 %-b inti

atau daging (kernel) dan 41,9 %-b kulit. Kulit biji mengandung 0,8 %-b ekstrak eter.

(Tatang, 2003)

Gambar 2.2 Biji Tanaman Jarak Pagar

2.3 Minyak Jarak Pagar

Minyak jarak pagar merupakan cairan bening, berwarna kuning, berbau khas,

tidak berasa dan tidak menjadi keruh meskipun disimpan dalam jangka waktu lama.

Karakteristik minyak jarak pagar adalah 78 = 0,8783 kg/liter; nD.16 = 1,4730; nD.74 =

1,4520; 20 = 71 cp; angka iodium = 102,8 103,1; angka penyabunan = 196,3.

Asam-asam penyusun minyak terdiri atas 22,7 % asam jenuh dan 77,3 % asam tak

jenuh.

Minyak jarak pagar tidak lebih kental dibandingkan dengan minyak nabati

lainnya. Komponen minyak jarak pagar yang terbesar adalah trigliserida yang



7

mengandung asam lemak oleat sekitar 43,2 persen dan asam linoleat sekitar 34,3

persen.

Selain minyak jarak, produk samping hasil produksi biodiesel yaitu gliserol

dapat pula dimanfaatkan sebagai bahan baku pada proses pembuatan sabun. Serupa

dengan minyak jarak, gliserol yang digunakan haruslah yang telah mengalami proses

pemurnian. Minyak jarak pagar dan gliserol yang telah dimurnikan merupakan bahan

dasar yang sangat baik untuk produk kosmetika. (Setyadji, 2006)

Gambar 2.3 Minyak kasar hasil pengepresan (CJO), minyak hasil pemurnian dan

minyak biodiesel hasil proses esterifikasi.

2.4 Proses Pembentukan

Proses pembentukan logam meliputi proses bulk deformation dan sheetmetal

forming. Pada bab ini hanya diterangkan proses bulk deformation pada proses

forging.

2.4.1 Bulk Deformation

Proses bulk deformasi yang meliputi cold, warm dan hot working merupakan

proses pembentukan logam tanpa pemotongan atau perautan tetapi dengan cara

membentuk logam secara paksa logam benda sesuai dengan bentuk cetakan (misalnya

die, roll atau cetakan pada proses forging). Cold dan warm working dipakai jika

perubahan antara benda awal dengan produk akhir tidak terlalu besar juga untuk



8

memperbaiki sifat mekanik atau permukaan yang baik. Sedangkan hot working

dipakai jika terjadi perubahan besar antara dimensi awal dengan produk jadi. Proses

bulk deformation dibedakan menjadi Rolling dan Forging. (Kalpakjian, 1995)

2.4.1.1 Forging

Forging merupakan proses deformasi dimana benda kerja ditekan antara dua

die untuk membentuk suatu produk tertentu. Pada akhir-akhir ini, proses forging

menjadi sangat penting bagi dunia industri yang membuat komponen-komponen

automotif, pesawat atau yang lain yang membutuhkan kekuatan tinggi seperti poros

engkol, stang piston, gear atau bahkan mesin turbin.

Proses ini selain dapat diklasifikasikan berdasarkan temperature pengerjaan

juga dapat diklasifikasikan menurut konstruksi dasar mesin yaitu bentuk die yang

meliputi:

Open die forging merupakan proses forging yang dilakukan dengan memakai

die datar(flat or almost flat die) dimana logam dibiarkan mengalir melalui

permukaan die tersebut.

Impression die forging merupakan forging dengan die yang berbentuk sesuai

dengan bentuk produk yang akan dibuat. Pada forging ini logam sisa

dibiarkan mengalir disekitar permukaan die yang untuk kemudian dipotong.

Fleshless forging atau close die forging merupakan proses dimana logam

ditekan kedalam cetakan tanpa meninggalakan sisa sehingga dalam system ini

volume logam sebelum dipress harus sama dengan volume dienya.

Miscellaneous forging. Disamping ketiga kelompok proses forging tersebut masih

ada yang lain. Proses pengerjaan yang termasuk proses forging, dimana

menggunakan tegangan kompresi untuk membentuk benda kerja. (Kalpakjian, 1995)



9

2.4.1.1.1 Closed-Die Forging

Proses closed die forging ini hamper sama dengan proses impression die

forging, yang membedakan adalah pada proses impression die forging terbentuk flash

pada waktu pembentukan berlangsung sedangkan pada proses closed die forging

tidak terbentuk flash, sehingga besarnya volume dari material harus tepat dan sesuai

dengan volume rongga die, jadi sangatlah penting karena mempengaruhi apakah

produk yang terbentuk terjadi flash.

Pada proses ini perencanaan dies dan volume material mempunyai peranan

yang sangat penting karena dapat mempengaruhi hasil produk. Proses ini biasanya

digunakan untuk membuat produk yang bentuknya sangat kompleks seperti

crankshaft, turbin, roda gigi dan lain-lain.

Proses pengerjaannya sama seperti pada proses impression die forging yaitu

memberikan tekanan kepada die yang akan menekan benda kerja dan besarnya gaya

pembentukan sama seperti pada proses impression die forging. (Kalpakjian, 1995)

Gambar 2.4 Proses closed die forging

2.4.2 Sheetmetal Forming

Yang dimaksud dengan sheetmetal forming disini adalah proses pembentukan

pada lembaran logam yang relative tipis (antara 0,4 - 6 mm). Pada akhir-akhir ini

pembentukan lembaran menjadi satu hal yang penting dalam proses pembuatan

komponen-komponen mobil, pesawat atau peralatan rumah tangga. Hasil



10

pembentukan logam lembaran biasanya mempunyai akurasi dimensi yang baik,

permukaan yang halus serta relative lebih murah.

System pembentukan yang dipakai dalam proses ini dengan memakai punch

dan die yang didukung dengan mesin press dengan hasil produk yang dinamakan

stamping. (Kalpakjian, 1995)

2.5 Klasifikasi Dies

Jenis die biasanya disesuaikan dengan jenis proses yang dikerjakan. Misalnya

jika dies tersebut berfungsi untuk memotong maka disebut dengan cutting dies.

2.5.1 Klasifikasi Dies Berdasarkan Konstruksinya

2.5.1.1 Compound Dies

Pada compound dies semua proses yang diperlukan untuk membentuk sebuah

produk dikerjakan pada satu stasiun, dilakukan satu kali penekanan, serta mampu

menghasilkan produk dengan ketelitian tinggi. Untuk kerja yang memerlukan lebih

dari satu proses biasanya dilakukan kombinasi antara punch dan diesnya. Prosesnya

kebanyakan gabungan antara proses blanking dan proses piercing. Keterbatasan dari

compound tool adalah untuk benda kerja yang rumit tidak selalu bisa dikerjakan serta

kecepatan kerjanya terbatas. (Suchy, 1997)

Gambar 2.5 Compound dies



11

2.5.2 Klasifikasi Dies Berdasarkan Pengaruh Pada Struktur Material

2.5.2.1 Forming Dies

Forming dies hampir sama dengan bending dies yaitu merubah bagian atau

bentuk dari plat, tetapi arah bengkokan adalah kurva dan disertai dengan deformasi

plastis. (Suchy, 1997)

Gambar 2.6 Forming Dies

2.4.2.2 Compressive Dies

Compressive dies akan menekan benda kerja masuk kedalam dies yang akan

mengisi setiap celah yang ada, proses yang menggunakan dies ini antara lain adalah

proses forging, extruding, embossing dll. (Suchy, 1997)

Gambar 2.7 Compressive Die



12

2.5 Tinjauan dan Perencanaan Mesin

Dalam perencanaan mesin pengepres biji jarak tim kami menggunakan sistem

hidraulik guna menghasilkan minyak jarak. Perencanaan mesin ini meliputi analisa

kapasitas produksi, analisa gaya pengepresan (pembentukan) terhadap biji jarak, dan

analisa sistem hidraulik.

2.5.1 Analisa Kapasitas Produksi

Dari hasil pengamatan, proses pengepresan jarak dengan meggunakan mesin

pres hidraulik ini mempunyai efisiensi 90 % hilang karena faktor mesin, manusia,

buah jarak dan lain-lain. Dari hasil pengamatan dan percobaan berat buah jarak rata-

rata didapat 3 gramdan buah jarak dikeringkan selama 5 7 hari dengan diameter

buah jarak 2 cm. Input yang digunakan berupa daging biji jarak dengan panjang 13

mm dan lebar 8 mm.

Sebelum mengetahui kapasitas mesin yang direncanakan terlebih dahulu kita

ketahui dimensi buah jarak, dan luas permukaan dies, berat daging biji, dan berat biji

untuk menghasilkan 1 liter per jam produksi sebagai acuan. Selain itu didalam

pengamatan yang mengasumsikan pada produksi pertanian pohon jarak, Maka

direncanakan :

Dimensi daging biji jarak dianggap persegi panjang :

Gambar 2.8 Dimensi Daging Biji Jarak

Dalam perencanaan kapasitas dan putaran motor terlebih dahulu ditentukan:

a. Kapasitas yang ingin dicapai 1 liter/jam

b. Berat daging biji rata-rata 0,54 gram

c. Diameter dies 150 mm

13 mm

8 mm



13

d. Siklus Produksi 6 menit per produksi

e. Satu liter minyak jarak membutuhkan 3 kg biji jarak

Dalam perencanaan mesin dengan kapasitas 1 liter per jam maka kita dapat

menentukan total produksi per jam dan kapasitas menghasilkan minyak per produksi.

(Total produksi per jam) T = 1

0

t

t........................................(2.1)

Dimana : to = waktu 1 jam produksi = 3600 (s)

t1 = waktu per produksi (s)

(kapasitas menghasilkan minyak per produksi) C = T

V.............(2.2)

dimana : V = satu liter minyak = 1000 ml

T = total produksi per jam

Setelah diketahui data di atas maka berat biji per produksi dapat dihitung

(berat biji per produksi) P = V

CM ...............................(2.3)

dimana : M = berat biji untuk 1 liter = 3 kg = 3000 gram

C = kapasitas menghasilkan minyak per produksi (ml)

V = satu liter minyak = 1000 ml

Dari data diatas kita dapat mengetahui jumlah biji per produksi.



14

(Jumlah biji per produksi) J = m

P................................(2.4)

dimana : P = berat biji per produksi (gram)

m = berat rata-rata satu biji jarak (gram)

Gambar 2.9 Desain perencanaan punch dan dies

Dari data diatas digunakan untuk menghitung banyak biji per lapis pada dalam ruang

pengepresan.

Jumlah Biji = 2

1

A

A..........................(2.5)

Dimana : A1 = luas permukaan dies = d2/4 (mm

2)

A2 = luas permukaan biji jarak = p . l (mm2)



15

2.5.2 Analisa Gaya Pengepresan (Pembentukan)

2.5.2.1 Tegangan / Stress

Tegangan didenifisikan sebagai gaya tiap satuan luas. Tegangan dianggap

terbagi merata pada luas penampang melintang bagian benda. Tegangan timbul akibat

akibat adanya beben atau gaya yang bekerja pada sebuah benda atau material. Dalam

material itu sendiri ada tegangan ijin yang besarnya ditentukan material dan faktor

keamanan yang diambil. Dari kedua tegangan inilah nanti akan diperoleh dimensi

atau ukuran terkecil namun aman terhadap gaya atau beban. (Zainun Achmad, 1999)

Tegangan-tegangan yang timbul dalam perhitungan/ perencanaan elemen

mesin terdiri dari :

1. Tegangan normal (Tensile dan compression stress)

2. Tegangan geser (Shears stress)

3. Tegangan bending/ lengkung (Bending stress)

4. Tegangan kombinasi (combination stress)

2.5.2.1.1 Tegangan Normal

Gaya aksial F yang bekerja tegak lurus penampang A, akan menimbulkan

tegangan normal di setiap titik dari sebuah penampang seperti yang ditunjukkan pada

gambar 2.10.

Gambar 2.10 Gaya aksial bekerja pada poros

2in

lbf

A

Fn ..............................................(2.6)



16

Dimana :

A = 2

4d

= luas penempang (in

2)

d = diameter silinder (in)

F = gaya normal (lbf)

n = tegangan normal (psi)

Tegangan tarik t disebut tegangan normal positif, dimana gaya yang bekerja

mempunyai arah keluar (positif), sedangakan tegangan c tekan disebut tegangan

normal negatif, karena gaya yang bekerja mempunyai arah masuk penampang

(negatif). (Zainun Achmad, 1999)

2.5.2.1.2 Tegangan Geser

Tegangan geser dapat dibedakan berdasarkan jenis gaya yang bekerja pada

elemen, yaitu:

1. Tegangan geser langsung

2. Tegangan geser puntir

2.5.2.1.2.1 Tegangan Geser Langsung

Gaya normal F yang bekerja sejajar penempang dengan kondisi seperti pada

gambar 2.27 akan menimbulkan tegangan geser langsung.

A

Fs .........................................(2.7)



17

Gambar 2.11. Tegangan geser

sehingga besar tegangan geser langsung adalah

a) wt

Fs

. b)

wt

Fs

..2 ..............(2.8)

dimana :

s

= Tegangan geser (psi)

F = gaya normal (lb)

t = tebal (in)

w = lebar (in)

2.5.2.1.3 Tegangan Maksimum Ijin (The Maximum Normal Stress Theory)

Tegangan maksimum ijin mempunyai fungsi yaitu sebagai koreksi apakah

tegangan yang digunakan itu mampu untuk membentuk benda kerja apakah benda

kerja yang dibentuk itu rusak. Dengan dasar tegangan yang digunakan adalah lebih

kecil atau sama dengan tegangan yang diijinkan (t t ). Sehingga diperlukan

factor keamanan (N). Besarnya tegangan ijin dapat dinyatakan dengan persamaan:

a. Tegangan ijin tarik : t = N

S yp.(2.9)



18

b. Tegangan ijin kompresi : c = N

S yc =

N

SK ypc ... (2.10)

c. Tegangan ijin geser : s = N

S yps =

N

SK yps ...(2.11)

Faktor konversi :

Kc = 1,0 - 1,3

Ks = 0,6 - 0,3

Kb = 0,9 - 1,0

Faktor keamanan:

1. N = 1,25 1,5 : untuk bahan yang sesuai dengan penggunaan pada kondisi

terkontrol dan tegangan yangh bekerja dapat ditentukan dengan pasti.

2. N = 1,5 2,0 : untuk bahan yang mudah diketahui dan pada kondisi lingkunagn

beban dan tegangan yang tetap dan dapat ditentukan dengan mudah.

3. N = 2,0 2.5 : untuk bahan yang beroperasi secara rata-rata dengan range beban

yang diketahui.

4. N = 2,5 3,0 : untuk beban yang diketahui tanpa mengalami tes. Pada kondisi,

beban dan tegangan rata-rata.

5. N = 3,0 4,5 : untuk beban yang sudah diketahui. Beban dan tegangan yang tidak

pasti dan kondisi lingkungan yang juga tidak pasti.

6. Beban berulang : nomor 1 s/d 5

7. Beban kejut : nomor 3 s/d 5

8. Beban getas : nomor 2 s/d 5 dengan perkiraan dikalikan 2. (Suhariyanto, 2002)

2.5.3 Analisa Sistem Hidraulik

Pada proses mekanik masih menggunakan motor sebagai penggerak

utamanya, hal ini masih mempunyai kelemahan karena tekanan yang dihasilkan tidak

bisa sama selain itu juga sering terjadi slip sehingga produk yang dihasilkan masih

terdapat cacat atau kekurang sempurnaan hasil pengepressan dikarenakan daya yang



19

hilang lebih besar dari sistem press hidraulik. Oleh karena itu kami merancang

mekanisme baru dengan sistem hidraulik, karena tekanan yang dihasilkan lebih besar

sehingga dapat menghasilkan produk yang lebih baik. Setelah mengetahui besarnya

gaya press yang terjadi pada setiap biji jarak, maka kami mulai merencanakan sistem

hidraulik, yang meliputi luasan piston yang digunakan sampai jenis katub yang kita

pakai, dan pemilihan pompa yang sesuai. Dengan ini kami ingin memadukan input

masukan dengan gaya tekan yang dibutuhkan pada mesin press hidraulik. Untuk

lebih jelas perhatikan gambar berikut:

Gambar 2.12. Silinder hidraulik (Esposito, A.,Fluid Power with Application, sixth

edition, 2002)

Dengan melihat gambar silinder di atas maka daya silinder hidaulik dapat

ditentukan. Daya ini pada prinsipnya merupakan daya yang dihasilkan oleh fluida

(dalam hal ini liquid) untuk menggerakkan silinder. Untuk mengetahui daya pada

system hidraulik tersebut langkahlangkahnya adalah sebagai berikut :

1. Menentukan luasan piston.

Tekanan fluida P dari pompa akan bekerja pada luasan piston A untuk

menghasilkan gaya yang diperlukan menggerakkan beban Fload.

Fload adalah gaya pembentukan pada proses pembuatan die dan punch.



20

P. A = Fload sehingga A = Fload / P (2.12)

2. Menentukan volumetric flow rate fluida Q yang masuk silinder.

Volumetic Displascement VD dari silinder hidraulik adalah sama dengan

volume yang dipindahkan piston pada saat bergerak sepanjang langkah s, yaitu VD =

A. s , maka besarnya Volumetric flow Rate Q sama dengan VD dibagi dengan waktu

yang dibutuhkan piston bergerak sejauh s sehingga akhirnya

vAt

sA

t

VQ D .

. ..(2.13) (Esposito, A.,Fluid Power with Application,

sixth edition, 2002)

Dimana A : Luasan piston (m2)

V : kecepatan linier fluida (m/s)

S : panjang langkah (m)

T : waktu (s)

3. Energi fluida dapat ditentukan dari hubungan W = F.s = P.A.s

Sedangkan data fluida adalah sama dengan energi fluida tiap satuan waktu

maka :

Daya fluida = QPvAPt

sAP

waktu

Energi...

.. (2.14) (Esposito, A.,Fluid

Power with Application, sixth edition, 2002)

Dimana P = tekanan fluida

Q = volumetric flow rate (kapasitas fluida)



21

Tinjauan Pustaka Pengamatan Lapangan

Data Produk

(Varietas Jarak Pagar)

Pegujian Bahan

(Uji Tekan)

Perencanaan Dimensi Punch dan

Dies Ruang Pengepresan

Perencanaan Kapasitas Produksi

@

Mulai

BAB III

METODE PENDEKATAN

Untuk dapat merancang dan membuat mesin penghasil minyak jarak maka

perhatikan flowchart berikut :



22

Gambar 3.1. Diagram Alir Perencanaan Alat

Yes

@

Perhitungan Gaya Pengepresan

(Pembentukan)

Desain, Perhitungan,

dan Perakitan

OK

Desain Mesin, Perhitungan Elemen Mesin dan Sistem

Hidraulik

Pembuatan dan Perakitan

Mesin

Uji Coba Mesin

Kesimpulan

Penyusunan Laporan

Finish

No



23

Langkah langkah yang dilakukan dalam proses pembuatan mesin penghasil minyak

jarak adalah sebagai berikut :

3.1. Pengamatan lapangan

Sebelum merencanakan suatau alat harus melakukan suatu pengamatan

dilapangan karena dari pengamatan tersebut dapat mengetahui peralatan apa yang

dibutuhkan. Peralatan apa yang harus dirancang ulang agar pemakaiannya lebih

efisien oleh karena itu hal tersebut tidak boleh dilupakan karena sangat penting.

Dari pengamatan lapangan di daerah Besuki Tulungagung Jawa Timur,

memiliki lahan kosong yang dapat dimanfaatkan untuk penanaman pohon jarak dan

tersedianya tenaga kerja yang menganggur serta pengamatan langsung tentang mesin

pengepres biji jarak yang telah tersedia di pertokoan pembuat mesin untuk agricultur

dan pengamatan pada mesin pengepres lain jurusan, yaitu jurusan Teknik Kimia ITS

hanya untuk sebagai tambahan referensi buat kami.

3.2. Studi Literatur

Setelah mengetahui permasalahan permasalahan yang ada di industri kecil

selanjutnya mempelajari dengan mengacu pada referensi, buku dan jurnal ilmiah.

Setelah mempelajari literature yang ada di buku, maka dilakukan percobaan untuk

mengatasi solusi di atas dengan mengaplikasikan ilmu yang diperoleh khususnya

pada bidang Manufacture mengenai desain punch dan dies, Elemen mesin mengenai

analisa tegangan konpresi dan gaya tekan, serta sistem fluid power mengenai

perhitungan sistem hidraulik.

3.3. Data Produk

Dalam pembuatan mesin press biji jarak, kami menggunakan varietas biji

jarak pagar dan jarak kepyar. Buah jarak pagar berbentuk bujur telur berdiameter 3

4 cm, licin, yang masih muda berwarna hijau dan yang sudah tua akan berubah warna



24

menjadi kuning serta apabila kering menjadi berwarna hitam dan akan tampak retak.

Buah yang telah matang atau masak, akan merekah dan mengeluarkan biji berwarna

hitam (http://www.iptek.net.id). Biji jarak pagar rata-rata berukuran 18 x 11 x 9 mm,

dengan berat 0,62 gram dan terdiri atas 58,1 %-b inti atau daging (kernel) dan 41,9

%-b kulit. Kulit biji mengandung 0,8 %-b ekstrak eter (Tatang, 2003).

Minyak jarak pagar merupakan cairan bening, berwarna kuning, berbau khas,

tidak berasa dan tidak menjadi keruh meskipun disimpan dalam jangka waktu lama.

Karakteristik minyak jarak pagar adalah 78 = 0,8783 kg/liter; nD.16 = 1,4730; nD.74 =

1,4520; 20 = 71 cp; angka iodium = 102,8 103,1; angka penyabunan = 196,3.

Asam-asam penyusun minyak terdiri atas 22,7 % asam jenuh dan 77,3 % asam tak

jenuh (Tatang, 2003). Kadungan asam lemak pada berbagai minyak jarak dapat

dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Komposisi Asam Lemak berbagai Minyak Jatropha(Tatang, 2003)

Asam lemak Jarak Pagar

J.curcas

Jarak gurita

J.multifida

Jarak landi

J.gossypifolia J.glandulifera

Miristat 0 0,1 0 0,8 0 1,3 0,4 2,3

Palmitat 14,1 21,8 15,1 24,4 10,1 14,8 12,6 14,5

Stearat 3,7 9,8 2,9 5,7 3,8 5,4 5,9 8,1

Arakhidat 0 0,3 0 0,8 0 0,7

Behenat 0 0,2 0 1,0

Palmitoleat 0 1,3 0 0,5 0 0,7

Oleat 34,3 49,0 18,4 33,4 10,1 37,9 27,5 34,2

Linoleat 24,2 44,2 41,7 53,8 41,2 73,9 43 51,3

Linolenat 0 0,3

3.4. Uji Tekan

Percobaan massa tekan pada biji jarak menggunakan mesin uji pres hidraulik

di BARISTAND Surabaya.



25

Tabel hasil percobaan :

HASIL UJI TEKAN LABORATORIUM

Balai Riset dan Standardisasi Industri Surabaya

Tabel 3.2. Massa Tekan biji jarak pagar

Sampel Jumlah Biji Massa Hasil Uji

1 1 buah 0,5576 gr 44 kgf

2 1 buah 0,5996 gr 36 kgf

3 1buah 0,488 gr 57,4 kgf

4 5 buah 2,791 gr 195 kgf

5 10 buah 5,312 gr 290 kgf

Percobaan untuk mengetahui massa buah jarak dan biji jarak :

Tabel 3.3. Massa Buah, Biji, dan Daging Biji Jarak Pagar

3.5. Perencanaan Punch dan Dies

Perencanaan punch dan dies yang perencana lakukan adalah menggunakan

referensi terhadap mesin press hidraulik yang telah ada dan merubah dimensi dan

percobaan 1 2 3 rata-rata

massa buah jarak 3 gram 2.5 gram 3 gram 3 gram

massa biji jarak 0, 7 gram 0,8 gram 0,8 gram 0,8 gram

massa daging biji 0,6 gram 0,5 gram 0,6 gram 0,6 gram



26

berbentuk tirus, dalam perencanaan tersebut perencana sket melalui Autocad softwear

sehingga didapat gambar desain yang terdapat pada bagian lampiran.

3.6. Perencanaan Kapasitas Produksi

Perencanaan kapasitas produksi perencana merancang desain ruang

pengepresan yang dapat mencapai kapasitas satu liter per jam dan perhitungan

kapasitas terdapat di bab pembahasan.

3.7. Perhitungan Gaya Pengepresan (Pembentukan)

Setelah mengetahui kapasitas produksi yang direncanakan maka kita dapat

mengitung gaya pengepresan biji jarak.

Gambar 3.2. Perencanaan Gaya Tekan (pengepresan)

Dalam perhitungan gaya tekan dengan kapasitas produksi 1 liter per jam kami

mendapatkan jumlah biji dengan tingkat empat lapis dengan acuan awal pada uji

tekan biji jarak.

3.8. Desain Mesin, Perhitungan Elemen Mesin dan Sistem Hidraulik



27

Setelah melakukan perencanaan desain punch dan dies, perhitungan kapasitas

dan gaya pengepresan maka desain mesin, perhitungan elemen mesin dan sistem

hidraulik.

3.9. Pembuatan Alat

Pertamatama rancang bangun alat dimulai dari pembuatan rangka mesin,

kemudian pembuatan punch dan dies serta dinding ruang pengepresan, membuat

sistem pengeluaran ampas (screw ejector), memilih komponen hidraulik meliputi

pemilihan silinder, hoses, pompa, control valve, motor, dan oli hidraulik. Kemudian

merakit semua komponen-komponen menjadi sebuah alat. Pembuatan alat kami

lakukan di bengkel bubut CV. Widya Karya di Sedati Sidoarjo.

3.10. Pengujian Alat

Untuk mengetahui apakah alat ini sudah layak dipakai atau benar benar

aman maka sebelum digunakan berproduksi alat ini harus dilakukan pengujian

terlebih dahulu. Selain menguji alat, kita akan dapat melihat hasil dari produk alat

tersebut apakah masih terdapat cacat atau tidak, apabila masih terdapat cacat maka

akan perencanaan akan melakukan perhitungan ulang gaya pembentukan atau sistem

pengerolan pada mesin yang telah dibuat apabila ada yang kurang pas saat

mensetting. Sehingga diharapkan produk dan alat yang perencana buat benar benar

mendekati sempurna yang nantinya akan bermanfaat di industri rumah tangga yang

ada di Tulungagung dan beberapa daerah penghasil buah jarak.

3.11. Penyusunan Laporan

Langkah terakhir dari kegiatan ini yaitu penyusunan laporan yang bertujuan

agar terdapat bukti otentik yang menunjukan bahwa pernah dilakukan penelitaian.

Selain itu dapat digunakan sebagai bahan referensi untuk kalangan industri kecil

untuk mengembangkan usaha di masa yang akan datang.



28

BAB IV

PELAKSANAAN PROGRAM

4.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan

No Kegiatan

Minggu ke

1 2 3 4 5 6 7 8

1. Studi Pustaka dan

pengamatan lapangan

2. Perencanaan desain

mesin pengepres biji

jarak

3. Penentuan beban,

gaya yang terjadi.

4. Perencanaan dan

pembuatan desain

alat.

5. Pembuatan alat

6. Pengujian alat

7. Penyusunan laporan

No Kegiatan Minggu Tempat Pelaksanaan

1

Studi Pustaka dan

pengamatan lapangan. 1,2,3 Perpustakaan ITS, Teknik Kimia,

Agrindo raya, Workshop D3 Mesin

2

Perencanaan desain mesin

pengepres biji jarak. 3,4,5 Lab gambar D3 Mesin ITS

3

Penentuan beban, gaya

yang terjadi. 4,5 Workshop D3 Mesin ITS bagian lab.

Pembentukan.

4 Perencanaan dan 5,6 Bengkel bubut dan las CV Widya Karya

Perjanjian

pelaksanaan

program

Visitasi Monotoring

Penyerahan Laporan



29

4.2 Tahapan Pelaksanaan

Pada tahap awal pelaksanaan program kami melakukan studi pustaka untuk

mencari berbagai referensi yang berkaitan mengenai apa saja yang berhubungan

dengan mesin pengepres biji jarak, setelah itu kami melakukan pengamatan lapangan

langsung dengan mencari mesin pengepres biji jarak yang sudah ada di pasaran yang

ada di kota kami di Surabaya yaitu di Agrindo Raya yang menjual berbagai macam

mesin yang berhubungan dengan mesin yang kegunaannya diperlukan di pertanian.

Tahap selanjutnya setelah menggenggam berbagai referensi yang telah ada,

kami berusaha untuk mendesain sebuah alat/mesin pengepres biji jarak yang berbeda

dari mesin pengepres jarak yang telah ada yaitu dengan menggunakan system

hidraulik semi otomatis.

Setelah itu kami menekan beban dan gaya-gaya yang mungkin terdapat pada

system hidraulik menggunakan referensi yang telah kami dapat mengenai rumus-

rumus perhitungan. Melalui berbagai macam pengujian bahan yaitu buah dan biji

jarak dengan tujuan untuk mengetahui massa dan gaya tekan yang diperlukan di

dalam perhitungan pembuatan mesin menggunakan timbangan elektrik dan alat

pengpres bahan hidraulik.

Pertamatama rancang bangun alat dimulai dari pembuatan rangka mesin,

kemudian pembuatan punch dan dies serta dinding ruang pengepresan, membuat

sistem pengeluaran ampas (screw ejector), memilih komponen hidraulik meliputi

pemilihan silinder, hoses, pompa, kontrol valve, motor, dan oli hidraulik. Kemudian

merakit semua komponen-komponen menjadi sebuah alat.

pembuatan desain alat. dan lab.perautan D3 Mesin ITS

5 Pembuatan alat. 5,6,7 Bengkel bubut dan las CV Mandiri dan

Workshop D3 Mesin ITS

6 Pengujian alat 8 Bengkel bubut dan las CV Mandiri dan

Workshop D3 Mesin ITS

7 Penyusunan laporan 8 Himpunan Mahasiswa D3 Mesin ITS



30

Setelah tahap pembuatan mesin kami melaksanakan kegiatan uji coba alat,

sebelum kita menguji alat langkah yang harus kita lakukan adalah penyediaan bahan

baku buah jarak. Dari hasil uji coba alat ternyata hasil yang didapatkan sesuai dengan

apa yang diharapkan yaitu menghasilkan minyak dari biji jarak

Tahap terakhir adalah penyusunan laporan akhir. Langkah terakhir dari

kegiatan ini yaitu penyusunan laporan yang bertujuan agar terdapat bukti otentik yang

menunjukan bahwa pernah dilakukan penelitaian. Selain itu dapat digunakan sebagai

bahan referensi untuk kalangan industri kecil untuk mengembangkan usaha di masa

yang akan datang.

4.3 Instrumen Pelaksanaan

Pelaksanaan pada pemilihan alat yang akan dirangkai menjadi sebuah mesin

adalah :

Mesin press hidraulik :

Mesin press hidraulik sebagai pengepres biji jarak. Alat yang perencana pakai:

1. Motor listrik 3 HP = sebagai sumber daya

2. Besi pejal 150 mm, 2 buah = sebagai punch dan dies

3. Besi As 12 mm, 4 buah = sebagai pengangkat dies

4. Besi as 32 mm = sebagai ulir penggerak

5. Besi pipa 150 mm, 160 mm sebagai dinding pengepresan

6. Pompa hidraulik

7. Silinder hidraulik

8. Hoses (selang hidraulik)

9. Directional Control Valve with handdle

10. Pressure gauge 250 bar

11. Saringan oli

12. Oli hidraulik



31

BAB V

HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1. Perhitungan Kapasitas Produksi

Gambar 5.1 Satu lapis biji jarak

Dalam perencanaan kapasitas dan putaran motor terlebih dahulu ditentukan:

a. Kapasitas yang ingin dicapai 1 liter/jam

b. Berat daging biji rata-rata 0,54 gram

c. Diameter dies 150 mm

d. Siklus Produksi 6 menit per produksi

e. Satu liter minyak jarak membutuhkan 3 kg biji jarak

Dalam perencanaan mesin dengan kapasitas 1 liter per jam maka kita dapat

menentukan total produksi per jam dan kapasitas menghasilkan minyak per produksi.



32

(Total produksi per jam) T = 1

0

t

t.............................................. (2.1)

Dimana : to = waktu 1 jam produksi = 3600 (s)

t1 = waktu per produksi (s)

Perhitungan :

T = 1

0

t

t

= 360

3600

= 10 kali proses produksi

(kapasitas menghasilkan minyak per produksi) C = T

V.............(2.2)

dimana : V = satu liter minyak = 1000 ml

T = total produksi per jam

Perhitungan :

C = T

V

= 10

1000ml

= 100 ml

Setelah diketahui data di atas maka berat biji per produksi dapat dihitung



33

(berat biji per produksi) P = V

CM ...............................................(2.3)

dimana : M = berat biji untuk 1 liter = 3 kg = 3000 gram

C = kapasitas menghasilkan minyak per produksi (ml)

V = satu liter minyak = 1000 ml

Perhitungan :

P = V

CM .

= ml

mlgram

1000

100.3000

= 300 gram

Dari data diatas kita dapat mengetahui jumlah biji per produksi.

(Jumlah biji per produksi) J = m

P.............................................(2.4)

dimana : P = berat biji per produksi (gram)

m = berat rata-rata satu biji jarak (gram)

Perhitungan :

J = m

P

= gram

gram

54,0

300

= 556 biji



34

Dari data diatas digunakan untuk menghitung banyak biji per lapis pada dalam ruang

pengepresan.

Jumlah Biji = 2

1

A

A....................................................................(2.5)

Dimana : A1 = luas permukaan dies = d2/4 (mm

2)

A2 = luas permukaan biji jarak = p . l (mm2)

Perhitungan :

A1 = 4

150.150.14,3

4

2 mmmmd

= 17662,5 mm2

A2 = p . l = 13 mm . 8 mm = 104 mm2

Jumlah Biji = 2

1

A

A

= 2

2

104

5,17662

mm

mm

= 169,8 = 170 biji per lapis

Jadi kapasitas produksi untuk 1 liter per jam memerlukan gaya penekanan

setara 4 lapis biji jarak secara bertumpuk.

5.2 Perencanaan Gaya Pembentukan (Pengepresan)

Hasil uji tekan :

Diketahui = dpiston = 40 mm = 4 cm

Hasil uji tekan terhadap 1 biji jarak = 45,8 kgf



35

Gambar 5.2 Uji Tekan

Gaya uji tekan 1 biji jarak = 45,8 kgf

luas permukaan piston (A) = 4

40.40.14,3

4

2 mmmmd

= 1256 mm2 = 12,56 cm

2

Perhitungan tegangan kompressi :

A

Fc

= 256,12

8,45

cm

kgf

= 3,6 kgf/cm2

jadi tegangan kompressi terhadap 1 biji jarak = 3,6 kgf/cm2



36

gaya tekan perencanaan :

gambar 5.3 Penekanan 1 lapis biji jarak

diketahui : ddies = 150 mm

luas permukaan dies = 4

150.150.14,3

4

2 mmmmd

= 17662,5 mm2 = 176,625 cm

2

gaya tekan 1 lapis biji jarak memuat 170 biji terhadap luasan permukaan punch

F = c . A

= 3.6 kgf/cm2 . 176,625 cm

2

= 635,85 kgf

dimisalkan F satu lapis = a

Kapasitas perencanaan = 1 liter per jam = 556 biji per produksi = setara penekanan

3 lapis biji jarak ditambah 20 % safety faktor overload dimana gaya penekanan

masing-masing biji jarak tidak sama.



37

Gambar 5.4 Penekanan 3 lapis biji jarak

Ftotal

= 3.a + 20%.a

= (3. 635,85) + (20/100) . 635,85

= 1907,55 kgf + 127,17 kgf

= 2034,72 kgf

= 20347,2 N

5.3 Perhitungan Sistem Hidraulik

1. Menentukan tekanan piston.

Tekanan fluida P dari pompa akan bekerja pada luasan piston A untuk

menghasilkan gaya yang diperlukan menggerakkan beban Fload.

Fload adalah gaya pembentukan pada proses pembuatan die dan punch.

P. A = Fload sehingga A = Fload / P (2.12)



38

Perhitungan :

Silinder piston series 140 kgf/cm2, dpiston = 40 mm, Pmax = 210 kg/cm

2

Fmax = Pmax . Apiston = 210 kgf/cm2 . 12,56 cm

2 = 2637,6 kgf

jadi gaya tekan maksimum untuk pengepresan biji jarak adalah sebesar 2637,6 kgf

sehingga F Fmax ijin = 2034,72 kgf 2637,6 kgf

t

sv

dimana v = kecepatan linier fluida (m/s)

s = panjang stroke (m)

t = waktu (s)

Perhitungan :

t

sv

= s

m

3

3,0

= 0,1 m/s

Q = A . v

Dimana : Q = volumetric flow rate fluida (m3/s)

A = luas piston (m2)

v = kecepatan linier fluida (m/s)



39

Perhitungan :

Q = A . v

= 0,00126 m2 . 0,1 m/s . 1000 lt/m

2 . 60 s/min

= 7,536 lt/min

= 7536 cm3/min

.

.2

Q

vFP

dimana : P2 = tekanan fluida (bar)

F = gaya pembentukan (N)

v = kecepatan linier fluida (m/s)

Q = volumetric flow rate fluida (m3/s)

= efisiensi silinder ( 85% )

Perhitungan :

.

.2

Q

vFP

= 85,0./0001256,0

/1,0.2,203473 sm

smN

= 19058823,53 Pa



40

= 2764,1 Psi

Jadi tekanan yang digunakan untuk menggerakkan silinder piston adalah sebesar

2764,1 Psi

2. Perhitungan kerugian perpipaan :

a. Head Loss Mayor : sebelum pompa dan sesudah pompa

b. Head Loss Minor : sebelum pompa dan sesudah pompa

Head loss Mayor

Sebelum pompa : gDp

VLfH L

2.

.. 2

L pipa = 620 mm = 0,62 m

pipa = 19,05 mm = 0,019 m

Kecepatan Aliran Fluida dalam Pompa

2

4

1p

p

D

Qs

Ap

QsV

=2

3

)019,0(

40001256,0

m

xs

m

=

m

s

m

00113354,0

005024,0

3

=1,4 m/s

Renould Number

Re = v

DpVp.=

smx

mxsm

/105

019,./4,125

= 532 (Laminer)



41

Friction Factor

f = Re

64=

532

64= 0,12

Hloss = gDp

VpLf

2.

.. 2=

2

2

/10.2019,0

)4,1(62,112,0

smmx

s

mmxx

= 0,71 m

Setelah Pompa

pipa = 0,0095 m

L pipa = 1,36 m

Kecepatan Aliran Fluida

2

4

1p

p

D

Qs

Ap

QsV

=2

3

)0095,0(

40001256,0

m

xs

m

=1,77 m/s

Renould Number

Re = v

DpVp.=

cSt

mxsm

50

0095,0./77,1x

sm

cStx

/

1012

6

= 336,3 (Laminer)

Friction Factor

f =Re

64=

3,336

64= 0,19



42

Hloss = gDp

VpLf

2.

.. 2=

2

2

/10.20095,0

)77,1(36,119,0

smmx

s

mmxx

=1,12 m

Hlosstotal = 0,71 m + 1,12 m = 1,83 m

Head Loss Minor

Sebelum Pompa : gDp

VLfH L

2.

.. 2

- Elbow 90o, 2 Buah (D

Le= 30)

- Strainer (D

Le= 75)

Hloss =g

Vp

D

Lef

2..

2

=

2

2

/102

)/4,1(75)302(12,0

smx

smxxx =1,58 m

Setelah Pompa


Le = 30 )


Le = 16 )

- Check Valve (D

Le = 55 )

Hloss =g

Vp

D

Lef

2..

2

=

2

2

/102

)/77,1(55)162()303(19,0

smx

smxxxx = 5,26 m



43

- Hloss

Directional Control Valve (katup pengubah aliran)

P = 2 Bar

= 2 x 105 N/m

2

Sehingga Head Loss yang terjadi

P = x HL

2 x 105 = 9000 x HL

HL = 22,2 m

Pressure Relief Valve

P = 1,5 Bar

= 1,5 x 105 N/m

2

Sehingga Head Loss yang terjadi

P = x HL

1,5 x 105 = 9000 x HL

HL = 16,67 m

HL minor setelah pompa = 5,26 m + 22,2 m +16,67 m

= 44,13 m



44

Hloss minortotal = 1,83 m + 44,13 m = 45,96 m

Hlosstotal = Hloss Mayor + Hloss Minor

= 1,181 m + 45,96 m

= 47,14 m

Head Pompa Yang Dibutuhkan

Lmp HHHg

VPZ

2

2

111

=

g

VPZ

2

2

222

Dimana : P1 = Pgage = 0

V1 = 0

Hm = 0

Sehingga,

Hp = totHZZg

VPL )(

212

2

22

= 2

2

3

2

/102

)77,1(

/9000

/53,19058823

smxmN

mN + 1,23 m + 47,14 m

= 2117,64 m + 0,15 m + 1,23 m + 47,14 m = 2166,16 m



45

Tekenan Kerja Pompa

Pdischarge = Hp .

= 2166,16 m x 9000 N/m3

= 19495440 N/m2

= 19495,440 kPa x kPa

Psi

895,6

= 2827,47 Psi

Perhitungan Daya Pompa

W = Hp..Qs

= 2166,16 m x 9000 N/m3 x 0,0001256 m

3/s

= 2448,62 watt x watt

Hp

7,745

= 3,28 Hp

Karena pompa yang digunakan adalah Gear Pump dengan effisiensi 90%, maka

daya masuk dap dicari dengan

M P

Wa N

W

Ket :

N = Daya keluar motor

Wa = Daya masuk pompa

W = Daya keluar Pompa



46

Wa = pompa

W

=9,0

28,3 Hp

= 3,6 Hp

Perhitungan daya motor dengan effisiensi kopling 95%

N = kopling

Wa

= 95,0

6,3 Hp

= 3,84 Hp



47

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Dari hasil pembuatan alat dan uji coba ,maka dapat disimpulkan :

1. Kapasitas produksi mencapai 1 liter/jam.

2. Gaya pengepresan mencapai 2034,72 kgf = 20347,2 N

3. Tekanan yang digunakan untuk menggerakkan silinder piston adalah

sebesar 2764,1 Psi

4. Proses pembuatan minyak jarak dengan metode yang sederhana, yaitu

dengan pengepresan menggunakan sistem hidraulik

6.2 Saran

Dari hasil penelitian yang diperoleh, maka disarankan :

1. Hendaknya disempurnakan dengan cara metode pengepresan lainnya yang

dapat memaksimalkan kapasitas produksi, misalnya dengan cara

memperbesar power hidraulik dan memperbesar ruang pengepresan

2. Perlu dicari alat pengepres dengan teknologi tepat guna sehingga dapat

diterapkan pada petani atau skala rumah tangga.

3. Perlu penelitian lebih lanjut mengenai aplikasi minyak jarak sebagai bahan

bakar alternatif, pada mesin-mesin yang menggunakan solar seperti mesin

diesel atau kenderaan berbahan bakar solar lainnya.



48

DAFTAR PUSTAKA

1. Tim Departemen Pertanian, 2006. Biodiesel jarak pagar jadi proyek

nasional. Fakultas Pertanian, Universitas Sumatra Utara.

2. W. Soeparno, B. Gunawan. (2007). Sumber Energi Alternatif Masa Depan.

BDB Vol 3 No 1 Januari 2007.

3. Setyadji, Moch. (2006), Teknologi Pengambilan Minyak dari Biji Jarak Pagar,

Seminar dan Pelatihan Pengembangan Jarak Pagar dan Industri Biodisel di

Jawa Timur, Teknik Kimia FTI-ITS, Surabaya.

4. Berita Antara,2006, Pemerintah Beri Insentif Pengembagan Biodisel. Kamis 5

Mei 2006, Edisi kedua.

5. Tatang S. H., 2003, Tantangan-tantangan terhadap Pengembangan Biodisel

di Indonesia dan Alur Tentatif Penyisihannya, Forum Biodisel Indonesia dan

KPP-Energi-ITB.

6. Kalpakjian, Serope. 1995. Manufacturing Processes for Engineering

Materials, 3th

edition. Addison-Wesley Publishing Company,Inc

7. Suchy, Ivana, 1997. Handbook Of Die Design. McGraw-Hill Book

Company.

8. Achmad, Zainun, 1999, Elemen Mesin I, Bandung, Refika Aditama.

9. Suhariyanto, Diktat Elemen Mesin 1, Surabaya, Program Studi D3 Teknik

Mesin FTI-ITS

10. Esposito Anthony, (2002), Fluid Power with Applications (six edition), Ohio,

Pearson Prentice Hall.



49

LAMPIRAN

I. DAFTAR RIWAYAT HIDUP

I. A. DATA PRIBADI

1. Nama lengkap : Wirawan Deliartha

2. Jenis kelamin : Laki-Laki

3. Tempat, tanggal lahir : Medan, 13 September 1986

4. Status : Belum menikah

5. Agama : Islam

6. Kewarganegaraan : Indonesia

7. Alamat : Jatayu S-25 Rewwin, Waru, Sidoarjo

8. No. Telepon / HP : (031) 8541632 / 08123292753

B. PENDIDIKAN

1. 1993 1999 : SD Negeri Kertajaya XIII Surabaya

2. 1999 2002 : SMP Muhamaddiyah 5 Surabaya

3. 2002 2005 : SMA Negeri 2 Surabaya

4. 2005 Sekarang : D-3 Teknik Mesin Institut Teknologi Sepuluh

Nopember Surabaya

II. A. DATA PRIBADI

1. Nama lengkap : Aris Khabibi


3. Tempat, tanggal lahir : Tulungagung, 4 April 1986


5. Agama : Islam


7. Alamat : DesaTanggul welahan RT. 01 RW. 03 Besuki

Tulungagung



50

8. No. Telepon / HP : 08564904876

B. PENDIDIKAN

1. 1992 1998 : SDN Tanggul Welahan 03

2. 1998 2001 : SMP Negeri 1 Besuki

3. 2001 2004 : SMA Negeri 1 Pakel Tulungagung


Nopember Surabaya

III. A. DATA PRIBADI

1. Nama lengkap : Anugerah Budiman Akbar

2. Jenis kelamin : Laki-laki

3. Tempat, tanggal lahir : Surabaya, 01 Juli 1987

4. Status : Belum Menikah

5. Agama : Islam


7. Alamat : Jl. Dukuh Menanggal III BLK IP.31

8. No. Telepon / HP : 031-60791920

B. PENDIDIKAN

1. 1994 2000 : SDN Menaggal 601 Surabaya

2. 2000 2003 : SLTPN 22 Surabaya

3. 2003 2006 : SMAN 6 Surabaya


Nopember Surabaya

IV. A. DATA PRIBADI

1. Nama lengkap : Dimas Imadudin


3. Tempat, tanggal lahir : Surabaya, 19 Februari 1987



51


5. Agama : Islam


7. Alamat : Jl. Kawi 17 Pepelegi Indah Waru, Sda

8. No. Telepon / HP : 08563113654

B. PENDIDIKAN

1. 1993 1999 : SDN Waru I Sidoarjo

2. 1999 2002 : SMPN 2 Taman Sidoarjo

3. 2002 2005 : SMA Muhammadiyah 2 Surabaya


Nopember Surabaya

V.A. DATA PRIBADI

1. Nama lengkap : Bagus Rakhmat


3. Tempat, tanggal lahir : Pasuruan, 8 Juni 1988


5. Agama : Islam


7. Alamat : Jl. Supriyadi No. 64 Pasuruan

8. No. Telepon / HP : 081703573944

B. PENDIDIKAN

1. 1993 1999 : Madrasah Ibtidaiyah Jalaluddin Pogar Bangil

2. 1999 2002 : Madrasah Tsanawiyah Maarif Bangil

3. 2002 2005 : Madrasah Aaliyah Bangil


Nopember Surabaya



52

LAMPIRAN 2

LAPORAN KEUANGAN PKMT

TIM PELAKSANA

NAMA NRP KEDUDUKAN DALAM TIM

WIRAWAN DELIARTHA 2105 030 024 KETUA TIM

ARIS KHABIBI 2105 030 015 ANGGOTA

ANUGERAH B. A 2106 030 021 ANGGOTA

DIMAS IMADUDIN 2105 030 025 ANGGOTA

BAGUS RAKHMAT 2105 030 018 ANGGOTA

NILAI KONTRAK

Disetujui oleh DIKTI : Rp.

4.000.000,-

Diusulkan : Rp. 4.000.000,-

RANCANG BANGUN MESIN PRESS HIDRAULIK UNTUK PRODUKSI MINYAK JARAK SEBAGAI BAHAN BAKU BIODIESEL



53

Anggaran Keuangan

1.

Pembelian Bahan

Plat besi potong 21 kg Rp. 314.000,-

Besi as ST 41 32 mm Rp. 68.000,-

Besi as ST 60 22 mm Rp. 20.000,-

Snapring, 1 buah Rp. 20.000,-

Pipa besi honing 140 mm x 150 mm x 200 mm, 1 buah

Rp. 280.000,-

Bearing dan Housing, 2 buah Rp. 60.000,-

O-Ring P135, 4 buah Rp. 13.000,-

Mur dan baut Rp. 12.000,-

Plat besi 10 mm dan besi siku Rp. 500.000,-

Modifikasi Cylinder Piston Rp. 350.000,-

Directional control valve with handle, 1 buah

Rp. 525.000,-

Pressure gauge 250 bar, 1 buah

Rp. 75.000,-

Kabel listrik 2x25, 5 m Rp. 30.000,-

Cam starter dan Steker Rp. 20.000,-

Pipa besi 12 mm, 1 m Rp. 11.000,-

Cat besi, thinner, kuas dan isolatip pipa

Rp. 62.000,-

Kassa stainless mess 100 Rp. 75.000,-

Selang hidraulik, fitting dan elbow

Rp. 265.000,-

T0TAL Rp. 2.700.000,-

2.

Pengerjaan dan

Penggolahan

Bahan

Jasa pembuatan chasis Rp. 300.000,-

Jasa Bubut, Skrap, Boring, Surface Grinding, Welding.

Rp. 500.000,-

T0TAL Rp. 800.000,-

3.

Transportasi

Pengerjaan dan pembelian biji

jarak, dan survei

Rp. 200.000,-

T0TAL Rp. 200.000,-

4.

Dll

Fotocopy referensi Rp. 30.000,-

Print gambar Rp. 20.000,-

Pembuatan poster Rp. 200.000,-



54

Pengerjaan laporan akhir Rp. 50.000,-

T0TAL Rp. 300.000,-

TOTAL PENGELUARAN KESELURUHAN Rp. 4.000.000,-

5. Sisa uang Rp 0,-



55

LAMPIRAN 3

Conversion Table Length 1 inch = 25.4 millimeters

1 foot = 0.3048 meters

1 mile = 5,280 feet

1 mile = 1.609 kilometers

Area 1 acre = 0.4047 hectares

1 acre = 43,560 square feet

1 hectare = 10,000 square meters

1 square mile = 640 acres

1 square mile = 1 section of land

Volume 1 gallon = 3.785 liters

1 cubic foot = 7.48 gallons

1 cubic foot = 0.0283 cubic meters

1 acre-foot = 1,233.6 cubic meters

1 acre-foot = 43,560 cubic feet

Flowing Water Rates 1 cubic foot per second = 0.0283 cubic meters per second

1 cubic foot per second = 28.32 liters per second

1 cubic foot per second = 448.83 gallons per minute

1 cubic foot per second = 0.646 million gallons per day

1 cubic foot per second = 1.984 acre-feet per day

Pressure 1 foot of water = 2.988 Kilopascals

1 foot of water = 0.433 pounds per square inch

1 foot of water = 62.4 pounds per square foot

1 atmosphere = 101.4 Kilopascals

1 atmosphere = 14.70 pounds per square inch

1 atmosphere = 33.94 feet of water



56



57

LAMPIRAN 4

Dokumentasi Mesin

Gambar : Mesin pandangan depan

Gambar : Mesin pandangan belakang



58

Gambar : Mesin pandangan samping

Gambar : Minyak hasil pengepresan



59

Dokumentasi Kegiatan



60



61

LAMPIRAN 5

Gambar Sirkuit Hidraulik

pkmt-rancang bangun mesin press hidraulik untuk produksi minyak jarak sebagai bahan baku biodiesel

Documents