Terbit online pada laman web jurnal: https://journal.isas.or.id/index.php/JAMERE

## JOURNAL OF APPLIED MECHANICAL ENGINEERING AND RENEWABLE ENERGY (JAMERE)
Vol. 1 No. 1, Februari 2021. 20-23
e-ISSN 2775-1031

## Rancang Bangun Alat Penyortir Beras Dengan Sistem Penggerak Motor Listrik
Teguh Catur Prambudi 1 , Laily Ulfiyah 2 , Lukman Hadiwijaya 3 1,2,3 Teknik Mesin Alat Berat, Politeknik Negeri Madura
1 teguhcatur@gmail.com*, 2 lailyulfiyah1@gmail.com

## Abstract
Rice is the staple food  most consumed by Indonesians which is produced from milling dry unhusked rice grain. In the dry unhusked rice grain milling process, rice has different forms, namely whole and cracked rice. This is due to the poor quality of the paddy rice. The different in forms has led to a different selling value. Whole rice is more expensive than the other. Therefore, sorting was done to obtain the differences. This study was carried out to build rice sorting device with a system in the form of a  launch  crank  mechanism  as  a  vibration  system.  This  device  has  several  components  consisting  of  two  mesh  and  two turnbuckle eye & eye as the sieve tilt adjustment. In the tilt experiment, two variations of the angle were obtained, namely an angle of 10° and an angle of 15°. This device uses a single-phase electric motor as the driving force of the launching crankshaft. The transmission system uses a pulley and a v-belt from a single-phase electric motor that is passed to the pulley. From the test results that have been carried out two-angle variations with a capacity of 10 kg. At an angle of 15°, 69% pure rice is obtained with less optimal results because the slope of the angle is too steep. Whereas at an angle of 10°, the yield of pure rice is 85% which has a less angular slope so that the sorting of rice is maximized.
Keywords : Sieve, rice, sorting device, variation of elevation angle

## Abstrak
Beras  merupakan  makanan  pokok  yang  paling  banyak  dikonsumsi  oleh  masyarakat  Indonesia  yang  dihasilkan  dari penggilingan gabah kering. Pada proses penggilingan gabah kering terdapat beras yang berbeda bentuk yaitu beras utuh dan tidak utuh. Hal itu disebabkan oleh kualitas padi yang kurang bagus. Dari perbedaan bentuk beras memiliki nilai jual yang lebih  tinggi.  Beras  yang utuh  akan  lebih  mahal dibandingkan beras  yang  tidak  utuh.  Oleh karena itu  dilakukan penyortiran untuk mendapatkan perbedaan beras. Penelitian ini membuat suatu alat penyotir beras dengan sistem berupa mekanisme engkol peluncur sebagai sistem getaran. Alat ini mempunyai beberapa komponen yang terdiri dari dua mesh dan dua buah turnbuckle eye & eye sebagai pengaturan kemiringan ayakan. Dalam eksperimen kemiringan didapat dua variasi sudut yaitu sudut 10° dan sudut  15°.  Pada  alat  ini  menggunakan  motor  listrik  satu  phase  sebagai  penggerak  poros  engkol  peluncur.  Sistem  transmisi menggunakan pulley dan v-belt yang dari motor listrik satu phase yang diteruskan ke pulley. Dari hasil pengujian yang telah dilakukan variasi dua sudut dengan kapasitas 10 kg. Pada sudut 15° didapatkan beras murni 69% dengan hasil kurang maksimal karena  kemiringan  sudut  terlalu  curam.  Sedangkan  pada  sudut  10°  didapatkan  hasil  beras  murni  85%  yang  mempunyai kemiringan sudut lebih minim sehingga penyortiran beras lebih maksimal.
Kata kunci : Ayakan, Beras, Penyortir, Variasi Sudut Elevasi

## 1. Pendahuluan
Beras  merupakan  makanan  pokok  yang  paling banyak dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia. Menurut Survey  Social  Ekonomi  Nasional  2009-2013  konsumsi beras  di  Indonesia  mencapai  85.514  per  kapita/tahun pada  tahun  2013  (Kementrian  Pertanian  RI,  2013). Bahwa  beras  salah  satu  ke  unggulan  pertanian  di Indonesia  yang  memiliki  berbagai  kualitas,antaranya butir utuh dan butir tidak utuh. Butir utuh adalah butir- butir  yang  utuh  tidak  ada  yang  patah  sedangkan  butir tidak utuh adalah butir yang tidak utuh dari keutuhannya.
Selain kualitas beras yang dapat memberikan nilai bagi konsumen adalah harga.
Harga  beras  yang  butir  utuh  lebih  mahal  daripada butir yang tidak utuh. Karena beras yang utuh yang tidak ada patahanya akan lebih banyak saat ditanak. Selain itu warna  yang  putih  dianggap  penting  karena  beras  lebih meningkatkan  selera  makan  (Balai  Pasar  Padi,  2012). Untuk itu dibuat alat penyortir beras.
Pada studi sebelumnya penyortiran abu sekam padi mengunakan  pengayak  getar  yang  diuji  adalah  sebuah prototype  pengayak getar  yang  terdiri  dari  empat  buah
Journal of Applied Mechanical Engineering and Renewable Energy (JAMERE) Vol. 1 No. 1, February 2021. 20-23
pegas  yaitu  dua  buah  pegas  di  bagian  depan  dan  dua pegas di bagian belakang serta dengan dua buah massa yaitu  sebuah  saluran  hasil  ayakan  dan  sebuah  ayakan yang  mengunakan  ukuran  mesh  tertentu  ayakan  yang sesuai  ukuran  beras  dan  pegas  [1].  Dari  alat  tersebut dimodifikasi  dengan  dua  mesh,  dua  buah  bearing  di bagian  samping  ayakan, turnbuckle  eye  &  eye sebagai pengatur sudut kemiringan ayakan dan engkol peluncur sebagai penggerak ayakan [2].

## 2. Metode Penelitian
Desain Alat
Gambar 1. Desain Alat

## Keterangan
1. Wadah Penampung
2. Kerangka Utama
3. Mesh/Ayakan
4. Output ayakan
5. V-Belt
6. Bearing Duduk
7. Pulley
8. Poros
9. Poros Engkol
10. Motor Listrik
11. Roll Bearing

## Prinsip Kerja Alat Penyortir Beras
Alat ini membuat suatu alat penyotir beras dengan sistem  berupa  mekanisme  engkol  peluncur  sebagai sistem getaran. Alat ini mempunyai beberapa komponen yang terdiri dari dua mesh dan dua buah turnbuckle eye &  eye  sebagai  pengaturan  kemiringan  ayakan.  Dalam eksperimen kemiringan  didapat  dua  variasi  sudut yaitu sudut  10°  dan  sudut  15°.  Pada  alat  ini  menggunakan motor listrik satu phase sebagai penggerak poros engkol peluncur.  Sistem  tranmisi  menggunakan  pulley  dan  v- belt yang dari motor listrik satu phase yang diteruskan ke pulley.
Prinsip  kerja  alat  penyortir  beras,  putaran  motor listrik menggerakan pulley melalui V-belt yang seporos dengan poros engkol peluncur, kemudian putaran poros engkol  peluncur  menggerakkan  kerangka  ayakan. setelah poros engkol peluncur berputar dan ayakan akan bergerak  maju  mundur,  kemudian  tuangkan  beras  ke
dalam  penampung  yang  sesuai  volume  penampung, setelah itu tarik pintu penampung, kemudian beras akan turun  kebawah  ke  sistem  penyortiran  .ayakan  pertama untuk beras  utuh  sedangkan  ayakan  kedua  untuk beras yang tidak utuh.

## 3. Hasil dan Pembahasan Perencanaan Pulley
Data  awal  dari  perencanaan  pulley  adalah  sebagai berikut: [3]
a. Diameter Pulley penggerak ( 𝑑 p ) = 70 mm
b. Diameter pulley yang digerakkan ( 𝐷 p ) = 300 mm
c. Daya  motor  listrik  1  HP  =  746  watt  =  0,746  kW dengan putaran 1400 rpm.
d. Dengan  menggunakan  persamaan  2.14,  diameter driven dapat dihitung sebagai berikut :
𝑑𝑝 𝐷𝑝 = 𝑛2 𝑛1 75 300 = 𝑛 1400 300 n =  70 x 1400
n = 98.000 300 n = 326,666 rpm Lebar pulley dapat dihitung dengan:
B = Lebar pulley (mm) n = Jumlah alur pada pulley (mm) e = Jarak alur pulley dengan sisi luar pulley (mm) B = ( n – 1). e + 2. e dengan e = 2 mm n = 1 (jumlah alur pulley) B = ( n – 1). e + 2. e B = (1 – 1).2 + 2.(2) B = 6 mm

## Perencanaan Poros
Pertimbangan  yang  digunakan  untuk  perencanaan poros  sebagai berikut: [4] a. Momen  yang  terjadi  pada  poros  dapat  dihitung sesuai  dengan
𝑇 = 9,74 × 10 5 . 𝑃𝑑 𝑛2
Daya yang digunakan adalah 1 Hp = 746 watt = 0,746 kW
𝑇 = 9,74 × 10 5 . 0,746 𝑘𝑊 1400 𝑟𝑝𝑚
T = 518.1 kg.mm = 5080 N.mm
b. Tegangan geser yang diijinkan dapat dihitung sesuai dengan:
𝜏 𝑎 = 𝜎𝑏 (𝑆𝑓1×𝑆𝑓2) 𝜏 𝑎 = 490 N mm2 6×3
𝜏 𝑎 = 27,22 N/mm 2 c. Diameter Poros dapat dihitung sesuai dengan
𝑑 𝑠 = [ 5,1 𝜏𝑎 . 𝐾 𝑡 . 𝐶 𝑏 . 𝑇] 1 3 𝑑 𝑠 = [ 5,1 27,22 N mm2 × 5 × 2,3 × 5080 N. mm] 1 3
Journal of Applied Mechanical Engineering and Renewable Energy (JAMERE) Vol. 1 No. 1, February 2021. 20-23
𝑑 𝑠 = [0,1873 mm2 kg × 5 × 2,3 × 5080 N. mm] 1 3
𝑑 𝑠 = √10942 mm 3 3 𝑑 𝑠 = 22,20 mm = 0,87 inch = 22 mm

## Perencanan Daya Motor
Data awal: M = 6,7 kg S = 230 mm
Daya motor yang digunakan adalah = 𝑇 𝑥 𝑛 5252 F
= m.g = 6,7 kg. 10 𝑚/𝑠 = 67 N T = F . s = 67 N . 0,23 m = 15,41 Nm
HP = 𝑇 𝑥 𝑛 5252 = 15,41 Nm x 326,6 rpm 5252 = 0,95 HP
Jadi motor yang digunakan 1 HP (sesuai dipasaran)

## Material Rangka
Material yang digunakan untuk perencanaan rangka alat penyortir beras menggunakan material St 37 dengan tegangan  geser  sebesar  360-440  N/m 2 (Niemann  G, 1992).  Sehingga  untuk  mengetahui  material  tersebut aman atau tidak, dapat dihitung dengan: [5], [6] Tegangan  geser  material  (σ material )  =  380  N/mm 2 = 380.10 6 N/m 2 Faktor  keamanan material ( sf ) = 5 (terdapat beban kejut pada material dari putaran poros engkol). σ ijin = 𝜏 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙
𝑠𝑓 = 380.106 N/𝑚2
5 = 76.10 6 N/m 2

## Hasil Perancangan
Pada  Gambar  2  berikut  hasil  perancangan  dan pembuatan alat
Gambar 2. Hasil Perancangan Alat
Berdasarkan  Gambar  3  metode  penyortir  beras dilakukan melalui wadah penampung, proses penyortiran  terjadi  akibat  adanya putaran  poros  engkol yang  menggerakkan  ayakan  maju  mundur,  sehingga beras akan keluar berbeda beda. Komponen pendukung pada alat penyortir beras meliputi pulley, V-belt, bearing duduk  dan  poros  sebagai  media  penyalur  tenaga  yang dihasilkan oleh motor listrik, seperti pada Gambar 3

## Gambar 3. Komponen Pendukung Alat
Konstruksi  yang  dirancang  dan  dibuat  pada  pada alat  ini  memiliki  spesifikasi  mesin  yang  ditunjukkan pada  Tabel 1
Tabel 1. Spesifikasi mesin Spesifikasi Mesin Penyortir Beras Jenis Penggerak Motor listrik AC 1 HP pada putaran 1400 rpm Sistem Transmisi Pulley dan v-belt Dimensi Mesin (mm) P = 790 mm, L = 400 mm, h = 815 mm Rangka Utama Baja profil L, U, dan square Konsep Mesin Untuk penyortir beras utuh dan tidak utuh

## Hasil Uji Coba Alat
Berikut pada Tabel 2 dan Tabel 3, hasil uji coba alat dan dengan manual
Tabel 2. Hasil Uji Coba Alat
No  Variasi Sudut Waktu (s) Beras Utuh (Kg) Beras Murni (%) Beras Campuran (Kg) Menir (Kg) 1  10° 5.08 8.40 85 0.58 + 1.20  1.02 2  15° 3.53 8.06 69 0.90 + 2.50  1.04 Tabel 3. Hasil Penyortiran Beras secara Manual No. Waktu (Menit) Beras Utuh (Kg) Beras murni (%) Beras Campuran (Kg) Beras Menir (Kg) 1. 7.59 8.9 85 2.50 1.1
Prosentase keberhasilan alat dalam menyortir beras murni dapat dihitung sebagai berikut :
Beras murni pada sudut 10°
Prosentase = 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑠  𝑢𝑡𝑢ℎ 𝑡𝑒𝑟𝑠𝑜𝑟𝑡𝑖𝑟 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑠 𝑢𝑡𝑢ℎ 𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 10° x 100%
= 7.2 𝑘𝑔 8.40 𝑘𝑔 x 100%
= 86%
Journal of Applied Mechanical Engineering and Renewable Energy (JAMERE) Vol. 1 No. 1, February 2021. 20-23

## Beras murni pada sudut 15°.
Prosentase = 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑠 𝑢𝑡𝑢ℎ 𝑡𝑒𝑟𝑠𝑜𝑟𝑡𝑖𝑟 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑠 𝑢𝑡𝑢ℎ 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 15° x 100%
= 5.56 𝑘𝑔
8.06 𝑘𝑔 x 100%
= 69%

## 4. Kesimpulan
Dari  penelitian  didapatkan  kesimpulan  yang  berisi tentang rancang bangun penyortir beras.
Desain Awal Desain Baru
Dalam  perancangan  desain  awal  pada  rancang bangun penyortir beras dalam menggerakkan mesh/ayakan  menggunakan  sistem  vibrator  sebagai getaran. Pada sistem vibrator menimbulkan getaran pada kerangka.  Agar  tidak  menimbulkan  getaran  pada kerangka  membuat  perancangan  desain  baru  dengan sistem poros engkol yang bergerak secara sleding. Untuk pemilihan perancangan desain yang tidak menimbulkan getaran pada  kerangka  menggunakan  desain  yang baru yaitu poros engkol serta adanya variasi dua sudut yaitu 10°  dan  15°  dengan  kapasitas  10  kg.  Pada  sudut  15° didapatkan  beras  murni  69%  dengan  hasil  kurang maksimal  karena  kemiringan  sudut  terlalu  curam. Sedangkan pada sudut 10° didapatkan hasil beras murni 85%  yang  mempunyai  kemiringan  sudut  lebih  minim sehingga penyortiran beras lebih maksimal.

## Daftar Rujukan
[1]        A. Yanto, “Analisa Unjuk Kerja Pengayak Getar Sebagai Sistem Getaran Dua Derajat Kebebasan Terhadap
Pengayakan Abu Sekam Padi,” Jurnal Momentum , vol. 15, no. 2, pp. 1–5, 2013.
[2]        Irfandi, F. Sutrisno, E. Eswanto, and Jufrizal, “Analisa Uji Kinerja Mesin Pengayak Pasir Menggunakan Piringan Ayak dengan Metode Gerak Eksentrik Kapasitas 1 M3/Jam,” vol. 3, no. 1, pp. 7–15, May 2017.
[3]        Sularso and K. Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan
Elemen Mesin . Jakarta: Pradnya Paramita, 2004.
[4]        A. Sateria et al. , “Rancang Bangun Mesin Pengayak Pasir Untuk Meningkatkan Produktivitas Pengayakan Pasir Pada
Pekerja Bangunan,” Manutech : Jurnal Teknologi Manufaktur , vol. 11, no. 01, pp. 8–13, 2019, doi: 10.33504/manutech.v11i01.90.
[5]        T. Wildi, Electrical Machines, Drives, and Power Systems , 6th ed. NJ: Pearson Prentice Hall, 2016.
[6]        Sularso, Elemen Mesin . Jakarta: Pradya Paramitha , 1997.