## Rancang bangun mesin pencetak bakso berbasis pneumatik
Widya Sinta Mustika, Purnama Irwan, Romiyadi, Arya Imansyah Ramaddan
Program Studi Perawatan dan Perbaikan Mesin, Politeknik Kampar Jalan Tengku Muhammad, KM 12, Batu Belah, Bangkinang, Kampar, Riau 28461 Email korespondensi: widyasintam@gmail.com

## Abstrak
Bakso merupakan salah satu hidangan kuliner yang banyak diminati masyarakat. Namun, proses pencetakan bakso secara konvensional menggunakan tangan dan sendok, dinilai kurang efisien dalam proses produksi baik secara kualitas maupun kuantitas. Adapun, mesin pencetak bakso yang tersedia secara komersil memiliki ukuran yang  bulky  dan  rumit  untuk  digunakan.  Oleh  karena  itu,  perancangan  mesin  pencetak  bakso  yang  memiliki dimensi  lebih  kecil  dapat  dikembangkan  dengan  harga  yang  lebih  terjangkau.  Kajian  ini  dimulai  dengan merancang  mesin  pencetak bakso  menggunakan aplikasi  SolidWorks,  dengan  rancangan  rangka  yang  terbuat dari besi profil U, wadah bakso yang terbuat dari silinder stainless steel, dan serta packaging box untuk sistem listrik dari relay. Dalam pengoperasian mesin pencetak bakso, pneumatik digunakan sebagai sistem penggerak dengan  time  delay  relay  sebagai  pengontrol  waktu  pemotongan  adonan  bakso.  Pembuatan  mesin  ini menghasilkan  mesin  pencetak  bakso  berbasis  pneumatik  dengan  tekanan  konstan,  dengan  sistem  otomatis menggunakan time delay relay 2 detik pemotong maju dan 0,2 detik pemotong mundur. Dari pengujian mesin, mengaplikasikan massa adonan bakso 2,5 kg, diperoleh 192 butir bakso, dengan lama waktu pengerjaan 7 menit 29 detik, dengan sisa massa adonan sebanyak 4 ons, dan diameter rata-rata bakso 24,95 mm.
Kata kunci : bakso, mesin pencetak bakso, sistem time delay relay, pneumatik.

## Abstract
The  conventional  process  of  printing  meatballs  using  hands  and  spoons  is  considered  less  efficient  in  the production process both in quality and quantity. Meanwhile, commercially available meatball printing machines are  bulky  and  complicated  to  use.  Therefore,  the  design  of  a  meatball  making  machine  that  has  smaller dimensions can be developed at a more affordable price. This research began by designing a meatball printing machine using the SolidWorks software, with a frame design made of U-profile iron, meatball containers made of stainless steel cylinders, and packaging boxes for the electrical system from the relay. In the operation of the meatball molding machine, pneumatic is used as a drive system with a time delay relay to control the time for cutting  the  meatball  dough.  The  manufacture  of  this  machine  produces  a  pneumatic-based  meatball  molding machine  with  constant  pressure,  with  an  automatic  system  using  a  time  delay  relay  of  2  seconds  for  cutting forward and 0.2 seconds  for cutting backward.  From  testing  the  machine applying  a mass  of 2.5 kg meatball dough, 192 meatballs were obtained, with a processing time of 7 minutes 29 seconds, with a remaining dough mass of 4 ounces, and an average meatball diameter of 24.95 mm.
Keywords: meat balls, meat balls printing machine, time delay relay system, pneumatic.

## 1. Pendahuluan
Bakso  merupakan  salah  satu  kuliner  yang  banyak dijadikan sebagai usaha masakan. Selain itu, kuliner ini  juga  banyak  disajikan  dalam  berbagai  kegiatan pertemuan  baik  di  lingkup  rumah  tangga  ataupun korporasi.  Bakso  umumnya  di  cetak  membentuk bola-bola  menggunakan  tangan  dan  dipotong menggunakan  sendok.  Namun,  proses  mencetakan bakso secara manual tidak efisien dari sisi waktu dan tenaga,  sehingga  menambah  biaya  produksi.  Selain itu, adonan bakso yang di cetak secara konvensional atau  manual  ini  menghasilkan  bentuk  tidak  bulat sempurna  ataupun  tidak  berukuran  homogen  [1]. Oleh karena itu, mesin pencetak bakso otomatis akan dapat  ditawarkan  sebagai  sebuah  solusi  untuk mengatasi  ketidakseragaman  bentuk  dan  ukuran bakso  yang  dicetak,  serta  meningkatkan  tingkat hygiene produk.
Dewasa  ini,  mesin  pencetak  bakso  otomatis  telah banyak  tersedia  di  pasaran,  dengan  kecepatan pencetakan  berkisar  230-280  butir/menit.  Namun, mesin  ini  memiliki  dimensi  yang bulky dan  harga yang  mahal,  seperti  MBM-R280  dengan  dimensi 750x380x1.280  mm  dengan  harga  Rp  16.694.000,-, Mesin  Cetak  Bakso  AST-CBK01,  dimensi  mesin 600x380x1.380  mm  dengan  harga  Rp  11.500.000,- Mesin  Cetak  Bakso  Getra  SJ  280  Getra  SJ  280, dengan  dimensi  mesin  750x450x1.250  mm  dan harga  Rp  12.650.000,-  [2].  Selain  itu,  sistem  ini umumnya  bekerja  menggunakan screw  conveyor yang  digerakkan  oleh  motor  penggerak  AC  melalui transmisi  roda  gigi,  sehingga  membutuhkan konsumsi daya listrik yang besar, berkisar 750-1.100 Watt,  yang  menjadikan  biaya  produksi  semakin tinggi  [2–5].  Kondisi  ini  tentunya,  menjadi  kendala bagi  pedagang  ataupun  Usaha  Mikro  Kecil
Menengah  (UMKM)  karena  biaya  peralatan  yang tidak terjangkau.
Di  sisi  lain,  penggunakan  oli  pada  pengoperasian motor  listrik  AC  juga  berisiko  terhadap  tingkat higienis  produk  bakso  yang  dihasilkan.  Alternatif penggerak  mesin  pencetak  bakso  tanpa  oli,  yaitu dengan  motor  DC  menggunakan  konsumsi  daya yang  lebih  rendah  sebesar  300-600  Watt  [1,6]. Namun,  penggunaan screw  conveyor secara horizontal pada sistem ini memiliki risiko sesak pada bagian nozzle dan pemotong, sehingga menghasilkan efisiensi yang rendah yaitu 15,36% [1]. Peningkatan efisiensi  dalam  pencetakan  bakso  umumnya diperoleh  dengan  sistem  pencetakan  secara  vertikal, yang memanfaatkan gaya gravitasi [2–4].
Sistem  penggerak  atau  aktuator  pneumatik  dapat dijadikan  alternatif,  karena  mudah  dikontruksikan baik  secara  vertikal  maupun  horizontal  [7].  Sistem pneumatik  umum  digunakan  industri  makan, minuman,  dan  obat-obatan,  karena  memiliki  respon yang  cepat,  tingkat  akurasi  dan hygiene yang  tinggi
[8,9].  Sistem  pneumatik  dengan  memanfaatkan transfer fluida pada tekanan yang relatif kecil dengan viskositas  fluida  yang  rendah  diaplikasikan  sebagai alternatif sistem penggerak motor listrik untuk tujuan automasi  [10].  Selain  itu,  sistem  pneumatik menghasilkan  gesekan  mekanik  yang  relatif  kecil, sehingga aman terhadap kebakaran [11]. Pemanfaatan  udara  sebagai  fluida  dengan  viskositas rendah  juga  meningkatkan  level  kebersihan  produk yang  akan  dihasilkan.  Selain  itu,  pneumatik digerakkan  dengan  tekanan  udara  yang  umumnya rendah,  sehingga  rendah  kebisingan  dan  aman  bagi pengguna.  Silinder  pneumatik  juga  berbiaya  murah serta perawatan yang sederhana [8].
Oleh  karena  itu,  pada  kajian  ini  dibuat  rancang bangun  mesin  pencetak  bakso  otomatis  dengan sistem penggerak berbasis pneumatik, dengan posisi vertikal.  Kajian  ini  ditujukan  untuk  menghasilkan prototype mesin  pencetak  bakso  yang  higienis, dengan  konsumsi  daya  listrik  dan  biaya  perawatan yang rendah, agar dapat memenuhi aspek kebutuhan pedagang  kecil  atau  UMKM,  baik  dari  kualitas pencetakan  bakso  maupun  harga  mesin  yang terjangkau.

## 2. Metode
Perancangan  sistem  pencetak  bakso  dilakukan melalui software SolidWorks.  Perancangan  sistem meliputi  rancangan  silinder  penekan  (1),  wadah adonan  (2),  silinder  pemotong  (3)  serta packaging box untuk  sistem relay (4). Kemudian,  perancangan akan  disertai  rangka  penyangga  untuk  menopang beban dari sistem bangun mesin pencetak bakso (5), yang disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1 . Rancangan mesin pencetak bakso berbasis pneumatik.
Pemilihan  dan  persiapan  bahan  dilakukan  untuk menilik  kesesuaian  antara  rancangan  sistem  dengan ketersediaan  bahan  komersial  di  pasaran.  Pemilihan bahan  juga  mengacu  pada  spesifikasi  dan  kualitas bahan.  Adapun  bahan-bahan  yang  digunakan  dalam kajian  ini  yakni  silinder  pneumatik, fitting ,  selang PU  dan  kabel, selenoid  valve 5/2,  kompresor,  besi UNP, pipa  tabung stainless steel , Time Delay  Relay (TDR).  Alat-alat  yang  digunakan  dalam  kajian  ini yakni mesin gerinda, mesin bor, las listrik, meteran, magnet siku.
Pembuatan  mesin  pencetak  bakso  diawali  dengan assembly rangka  penyangga  melalui  proses pengelasan.  Selanjutnya,  memasang  wadah  adonan, silinder  penekan  dan  pemotong  pada  sistem  rangka penyangga. Kemudian, dilengkapi dengan pemasangan sistem elektro-pneumatik.
Pengujian  performa  mesin  pencetak  bakso  berbasis pneumatik dideskripsikan pada Gambar 2. Mesin ini diuji  dengan  memasukkan  2,5  kg  adonan  bakso  ke dalam wadah adonan. Kemudian udara bertekanan 6 bar  dialirkan  dari  kompresor  ke  silinder  penekan. Silinder  penekan  akan  bergerak  ke  bawah.  Bagian bawah  silinder  penekan  dipasang  sebuah  pelat lingkaran,  sehingga  adonan  bakso  terdorong  dan keluar  melewati nozzle pada  bagian  bawah  wadah adonan.
Gambar 2. Skematik pengujian mesin pencetak bakso berbasi pneumatik.
Untuk  menghasilkan  bentuk  bakso  yang  bulat  dan dengan  ukuran  yang  homogen ± 25  mm,  dipasang silinder pemotong yang dilengkapi pelat pada bagian ujung  sebagai  pisau  pemotong.  Sistem  pemotong dipasang tepat pada bagian bawah wadah adonan dan berada di samping nozzle .
Silinder  pemotong  merupakan  silinder  pneumatik dengan  prinsip  kerja double  acting  cylinder , yang dikendalikan  oleh selenoid  valve ,  di  mana  kondisi aktif selenoid valve diatur menggunakan Time Delay Relay (TDR).  TDR  diatur  2  detik  untuk  kondisi Normally  Open (NO),  sehingga trigger arus  ke selenoid  valve putus,  dan selenoid  valve nonaktif. Kondisi  ini  menyebabkan  udara  di  dalam  silinder penekan  keluar  dan  menyebabkan  gerakan  mundur dari  silinder  penekan  dan  pisau  pemotong.  Dalam kondisi  ini,  artinya  silinder  penekan  dan  pisau pemotong  ditahan  selama  2  detik  sebelum  gerakan maju kembali, agar adonan keluar dari nozzle .
Selanjutnya,  TDR  diatur  0,2  detik  dalam  kondisi Normally Close (NC), yang menyabkan trigger arus selenoid aktif , dan udara masuk ke silinder penekan. Hal ini menyebakan silinder penekan bergerak maju, sehingga  pisau  pemotong  terdorong  maju,  dengan watu tunggu ( delay ) selama 2 detik. Oleh karena itu, adonan  bakso  yang  keluar  dari nozzle dapat dipotong,  sehingga  diperoleh  bakso  yang  tercetak secara  otomatis  dengan  menggunakan  sistem pneumatik.  Proses  pencetakan  bakso  diberikan  pada Gambar 3.
Gambar 3 . Proses pencetakan bakso menggunakan mesin pencetak bakso berbasis pneumatik.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Performa  mesin  didapat  dari  pengujian  mesin pencetak  bakso  berbasis  pneumatik  menggunakan adonan bakso yang umum digunakan oleh pedagang- pedagang  bakso.  Pada  proses  pengujian,  dilakukan beberapa tahap pengujian yang akan yaitu pengujian stabilitas  tegangan  dan  tekanan,  efisiensi  mesin  dan kecepatan  pencetakan  bakso,  serta  data  ukuran bakso.

## Stabilitas Tegangan dan Tekanan
Pada pengujian stabilitas arus dan tekanan, dilakukan pengambilan data pengujian menggunakan multitester dan pressure gauge , dengan pengambilan data  saat  mesin  sedang  beroperasi.  Di  bawah  ini merupakan  hasil  pengujian  stabilitas  tegangan  pada timer , yang ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Grafik tegangan timer.
Dari  Gambar  4  ditunjukkan  bahwa  tegangan  dari socket sebesar  228,4  V  dan  saat  mesin  berjalan hingga  selesai  menjadi  226,1  V.  Oleh  karena  itu, diperoleh  bahwa  pengujian  tegangan  pada  mesin pencetak bakso berbasis pneumatik ini menunjukkan tegangan  listrik  yang  stabil  saat  mesin  beroperasi. Sedangkan,  hasil  pengujian  tekanan  kompresor disajikan pada Gambar 5.
Gambar 5. Grafik tekanan.
Dari Gambar 5, diperoleh bahwa tekanan udara yang digunakan  selama  pengoperasian  mesin  pencetak bakso  berbasis  pneumatik  stabil.  Tekanan  awal diperoleh  7  bar,  kemudian  setelah  menit  kedua konstan pada nilai 6 bar.

## Efisiensi Mesin Pencetakan Bakso
Pengujian  performa  mesin  pencetak  bakso  berbasis pneumatik menggunakan adonan bakso ayam dengan kapasitas  wadah  adonan  2,5  kg.  Mesin  pencetak bakso dioperasikan pada tekanan silinder penekan 6 bar, dengan kecepatan delay timer maju 2 detik dan timer mundur  0,2  detik.  Proses  pencetakan  bakso dimulai dengan bergeraknya silinder penekan hingga mencapai  posisi  terbawah  wadah,  yaitu  selama selama 7 menit 29 detik. Dari proses ini menyisakan 4  ons  massa  adonan,  sehingga  dapat  disimpulkan bahwa  efisiensi  pencetakan  bakso  menggunakan sistem  pneumatik  diperolah  sebesar  84%.  Hal  ini dapat disebabkan oleh sistem penggerak tidak  dapat menjangkau  kebagian  bawah nozzle [5].  Namun, nilai  efisiensi  mesin  pencetak  bakso  berbasis pneumatik ini lebih tinggi dibanding mesin pencetak bakso berbasis motor DC (15,36%) [1].

## Kecepatan Pencetakan Bakso
Pengujian  kecepatan  pencetakan  bakso  dilakukan menggunakan 2,5 kg adonan bakso. Diperoleh waktu yang  dibutuhkan  untuk  mencetak  192  butir  bakso yaitu  7  menit  29  detik.  Sedangkan,  data pencetakan bakso  secara  manual  (menggunakan  tangan) diperoleh  melalui  observasi  salah  satu  pedagang bakso di Kota Bangkinang, Riau, Indonesia, dengan pengalaman  lebih  dari  5  tahun.  Hasil  observasi diperoleh  bahwa  untuk  menghasilkan  120  butir bakso dari 1 kg adonan, dibutuhkan waktu 12 menit. Kecepatan  pencetakan  bakso  ( v B )  dapat  dihitung dengan Persamaan 1 berikut.
𝑣 =
( ) (1)
Persamaan  1  di  atas  menunjukkan  kecepatan pencetakan  bakso  dengan  mesin  pencetak  bakso berbasis  pneumatik  ataupun  dengan  proses  manual yang disajikan pada Gambar 6.
Gambar 6 . Kecepatan pencetakan bakso.
Dari  Gambar  6,  ditunjukkan  bahwa  penggunaan mesin  pencetak  bakso  berbasis  pneumatik  dapat meningkatkan  kecepatan  pencetakan  bakso  sebesar 2,5  kali  lebih  cepat  dibandingkan  proses  manual. Kecepatan  pencetakan  bakso  menggunakan  sistem pneumatik  ini  sudah  dapat  memenuhi  kebutuhan UMKM  yaitu  20  butir/menit.  Adapun self- manufacture mesin  pencetak  bakso  berbasis  motor AC  hanya  memiliki  kecepatan  pencetakan  16 butir/menit [2].

## Data Ukuran Bakso
Pengujian  data  ukuran  bakso  yang  dicetak  dengan mesin  pencetak  berbasis  pneumatik  menggunakan sampel sebanyak 20 butir dengan mengukur diameter dari  3  sisi  bakso.  Sebagai  referensi,  sebanyak  12 butir sampel bakso yang dicetak secara manual oleh pedagang  bakso  juga  untuk  mendapatkan  nilai  rata- rata  dan  tingkat  deviasi  rata-rata  ukuran.  Bentuk sampel bakso yang dihasilkan dari proses pencetakan menggunakan  mesin  pencetak  bakso  berbasis pneumatik dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Sampel bakso mesin pencetak bakso berbasis pneumatik.
Pengukuran  20  butir  sampel  hasil  pengujian  mesin dengan mengukur diameter 3 sisi bakso, didapat total rata-rata dari keseluruhan sampel 24,95 mm.
Namun,  standar  deviasi  masing-masing  sampel diperoleh nilai terendah 2,94 mm dan tertinggi  8,87 mm,  yang  menandakan  bentuk  bakso  pencetakan mesin  belum  bulat  sempurna.  Akan  tetapi,  data ukuran bakso ini telah memenuhi ukuran bakso yang dicetak  menggunakan  mesin  komersil  yakni  17,00– 28,00  mm  [2].  Bakso  yang  dicetak  dengan  mesin pencetak  berbasis  motor  listrik  juga  menunjukkan ukuran  yang  sama  yaitu  25  mm  [2,6].  Sedangkan sampel  bakso  yang  dicetak  secara  manual  oleh pedagang bakso diberikan pada Gambar 8.
Gambar 8. Sampel bakso pedagang.
Dari Gambar 8, diperoleh hasil rata-rata ukuran dari pengukuran  12  butir  sampel  yang  diambil  dari pedagang  dengan  mengukur  diameter  3  sisi  bakso, didapat total rata-rata dari keseluruhan sampel 26,26 mm, dengan tingkat deviasi ukuran rata-rata terendah 0,53  dan  tertinggi  5,73,  yang  menandakan  bentuk bakso  sampel  pedagang  bulat  sempurna,  yang dirangkum pada Gambar 9.
Gambar 9. Diagram diameter bakso rata-rata.
Dari  diagram  pada  Gambar  9,  diperoleh  toleransi ukuran  bakso  sebesar  1,1  untuk  pencetakan  secara manual  dan  1,01  untuk  pencetakan  bakso mengunakan  mesin  pencetak  bakso  berbasis pneumatik. Oleh karana itu, dapat dinyatakan bahwa
mesin  pencetak  bakso  berpotensi  menghasilkan ukuran bakso yang seragam.

## 4. Kesimpulan
Telah tersedia  mesin  pencetak  bakso  berbasis pneumatik.yang  terdiri  dari  rangka  penyangga, corong keluar adonan, pisau pemotong dan penekan, kotak  rangkaian,  rangkaian  elektro-pneumatik,  dan time  delay  relay .  Mesin  pencetak  bakso  berbasis pneumatik  beroperasi  dengan  waktu delay pisau pemotong maju 2 detik dan mundur 0,2. Oleh karena itu,  mesin  pencetak  bakso  berbasis  pneumatik beroperasi pada tegangan konstan 226 V dan tekanan udara  konstan  6  bar.  Kecepatan  pencetakan  bakso oleh  mesin  ini  diperoleh  25  butir/menit,  dengan diameter rata-rata 24, 95 mm.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Politeknik Kampar melalui pendanaan Hibah Internal Penelitian Dosen Muda Tahun 2023.

## Daftar Pustaka
[1] Zulda,  Y.  Setiawan,  and  Saparin,  “Mesin
Pencetak  Bakso  Sistem  Horizontal  dengan Motor  DC  Skala  Rumahan,” Semin.  Nas. Penelit.  dan  Pengabdi.  pada  Masy.  2021  Fak.
Tek. Univ. Bangka Belitung , pp. 220–227, 2021.
[2] I.  Rebet,  Y.  Patrick,  A.  Ichsani,  and  F.  M. Rasyadi,  “Rancangan  Mesin  Pencetak  Bakso dengan  Kapasitas  1000  [Butir/Jam]  untuk Perusahaan  X,” 2018 ,  vol.  ISSN  2085-,  pp. 121–131.
[3] B.  Sugiyanto  and  B.  I.  Mubtadi,  “Pengaruh Putaran  Screw  Terhadap  Keluarnya  Adonan
Dari Nosel Mesin Pencetak Bakso,” Politeknosains ,  vol.  XVII,  no.  2,  pp.  29–35, 2018.
[4] L.  M.  Ginting,  B.  H.  Tambunan,  and  F.  S.  I. Simamora,  “Rancang  Bangun  Mesin  Pencetak Bakso,” RODA  J.  Pendidik.  dan  Teknol.
Otomotif , vol. 1, no. 2, pp. 42–48, 2021.
[5] Agung  Setia  Budi,  “Rancang  Bangun  Mesin pencetak Bakso dengan Kapasitas 130 Kg/Jam,” Laporan  Proyek  Akhir  Program  Studi  Diploma Tiga  (DIII)  Teknik  MesinJurusanTeknik  Mesin
Fakultas  Teknik  Universitas  Jember,  Jember, 2018. [6] A.  Y.  Aminy,  “Rancang  Bangun  Mesin Pencetak Bakso,” Proceeding Semin. Nas. Tah. Tek. Mesin XII Bandar Lampung , pp. 567–572,
2013.
[7] Hend  M.  Elmoughni et  al. ,  “Machine-Knitted Seamless  Pneumatic  Actuators  for  Soft  cation, and Characterization,” Actuators , vol. 10, p. 94,
2021.
[8] M.  Subhan  and  A.  Satmoko,  “Penentuan Dimensi  dan  Spesifikasi  Silinder  Pneumatik untuk  Pergerakan  TOTE  Iradiator  Gamma
Multiguna  BATAN,” J.  Perangkat  Nukl. ,  vol. 10, no. 1978, pp. 50–61, 2016. [9] C.  Duval et  al. ,  “Effect  of  Intermittent Pneumatic  Compression,” Crit.  Care  Explor. , vol. 4, pp. 1–12, 2022, doi: 10.1097/CCE.0000000000000769.
[10] S.  Sitompul,  “Mengenal  Sistem  Pneumatic, Aplikasi dan Perawatannya,” NOSTEJ , vol. 01, no. 01, pp. 1–47, 2020.
[11] K.  Sardjono  and  C.  A.  Yuliana,  “Prencanaan Sistem  Pneumatik  pada  Mesin  Marking  untuk Bahan  Brass  (C3602)  dengan  Kekuatan  Geser 1000N,” SINTEK ,  vol.  6,  no.  1,  pp.  35–45, 2012.