## Manutech :
Jurnal Teknologi Manufaktur
Vol. 11, No. 02, (2019) p-ISSN : 2089-5550 e-ISSN : 2621-3397

## Mesin Penumbuk Tepung Mocaf Dengan Sistem Rack And Gear
Muhammad Subhan 1 , Zaldy Kurniawan 2 , Shanty Dwi Krishnaningsih 3 1,2,3 Politeknik Manufaktur Negeri Bangka Belitung, Sungailiat msubhan00@yahoo.co.id

## Abstract
Diversification of non-rice food by utilizing existing local food sources, such as corn and tubers, is an effort to maintain food security so that food for the people of Indonesia is reflected in the availability of sufficient food, both in quantity and quality, safe, equitable and affordable. Location-specific non-rice staples  can  be  used  as  the  start  of  a  revival  of  food  diversification  in  the  region,  which  is  ultimately expected to reduce national rice consumption. Policy direction by developing diversification (processing) and consumption of food based on local resources. One of the potentials that can be developed to increase local  food  potential  in  Tanah  Bawah,  is  the  development  of  food  processing  made  from  cassava.  Food products that have been produced by local villagers in the form of mocaf flour and other types of food. During this time, the production process is done manually which requires a lot of manpower and time, so it is less productive. For this reason, it is necessary to design the construction of a pulverization machine by using rack and gear mechanics that can mash the mocaf flour smoothly and evenly in an efficient way. Based on the results of the trial, this machine can mash flour evenly, smooth with a capacity of 5kg/15 minutes.
Keywords : local food, pulverization machine, rack and gear

## Abstrak
Diversifikasi pangan non beras dengan memanfaatkan sumber pangan lokal yang ada selain beras seperti jagung dan umbi-umbian merupakan upaya untuk menjaga ketahanan pangan agar terpenuhinya pangan bagi masyarakat Indonesia yang tercermin dari tersedianya pangan yang cukup, baik jumlah dan mutunya,  aman,  merata  dan  terjangkau.  Pangan  pokok  non  padi  spesifik  lokasi  dapat  dijadikan  awal kebangkitan kembali diversifikasi pangan di daerah  yang pada akhirnya diharapkan dapat menurunkan konsumsi  beras  nasional.  Arah  kebijakan  dengan  mengembangkan  penganekaragaman  (diversifikasi) pengolahan  dan  konsumsi  pangan  berbasis  sumber  daya  lokal.  Salah  satu  potensi  yang  dapat dikembangkan  untuk  mengembangkan  potensi  pangan  lokal  di  daerah  Desa  Tanah  Bawah  adalah pengembangan pengolahan makanan yang terbuat dari ubi kayu. Produk makanan yang telah dihasilkan oleh  penduduk  desa  setempat  berupa  tepung  mocaf  dan  jenis  makanan  lainnya.  Selama  ini  proses tahapan produksi tersebut dilakukan secara manual yang membutuhkan tenaga dan waktu yang sangat banyak  sehingga  kurang  produktif.  Untuk  itu  perlu  dibuat  rancang  bangun  mesin  penumbuk menggunakan mekanisisme rack and gear yang dapat menumbuk tepung mocaf secara halus dan merata dengan lebih menghemat tenaga dan waktu. Berdasarkan hasil uji coba maka mesin ini dapat menumbuk tepung mocaf secara merata, halus dengan kapasitas 5kg/15 menit.
Kata kunci: pangan lokal, mesin penumbuk, rack and gear

## 1.   PENDAHULUAN
Pembangunan ketahanan pangan di Indonesia ditegaskan dalam Undang-undang Pangan Nomor 7  tahun  1996  tentang  Pangan  dan  Peraturan  Pemerintah  Nomor  68  Tahun  2002  tentang  Ketahanan Pangan. Ketahanan pangan adalah kondisi terpenuhinya pangan bagi rumah tangga yang tercermin dari tersedianya  pangan  yang  cukup,  baik  jumlah  dan  mutunya,  aman,  merata  dan  terjangkau.  Pengertian mengenai ketahanan pangan tersebut mencakup aspek makro, yaitu tersedianya pangan yang cukup dan sekaligus aspek mikro, yaitu terpenuhinya kebutuhan pangan setiap rumah tangga untuk menjalani hidup yang sehat dan aktif [1].
Diversifikasi  pangan  menjadi  salah  satu  pilar  utama  dalam  mewujudkan  ketahanan  pangan. Diversifikasi konsumsi pangan tidak hanya sebagai upaya mengurangi ketergantungan pada beras tetapi juga upaya peningkatan perbaikan gizi untuk mendapatkan manusia yang berkualitas dan mampu berdaya saing dalam percaturan globalisasi. Bagi Indonesia diversifikasi produksi dan konsumsi berbasis pangan lokal sangat mendesak. Diversifikasi pangan berbasis bahan pangan lokal merupakan upaya yang kondusif dalam mendukung stabilitas ketahanan pangan dan meningkatkan kelenturan sistem tersebut sehingga dapat dipandang sebagai salah satu pilar pemantapan ketahanan pangan [2].
Masalah utama dalam memantapkan ketahanan pangan di Indonesia antara lain ketergantungan konsumsi  beras  masih  cukup  tinggi  dan  belum  optimalnya  pemanfaatan  pangan  lokal  untuk  konsumsi pangan  harian,  cadangan  pangan  pemerintah  masih  terbatas  dan  belum  berkembangnya  teknologi pangan berbasis bahan pangan lokal untuk mendukung diversifikasi konsumsi pangan [3].
Salah  satu  bahan pangan  sumber  karbohidrat  yang  bisa dijadikan  alternatif  sebagai  pengganti terigu  adalah  singkong  atau  ubi  kayu  ( manihot  esculenta  crantz ).  Tepung  ubi  kayu  merupakan  produk intermediete atau antara, yang nantinya dapat diolah lebih lanjut menjadi aneka olahan pangan. Mocaf merupakan singkatan modified cassava flour adalah produk tepung dari ubi kayu/singkong yang diproses menggunakan prinsip memodifikasi sel ubi kayu dengan cara fermentasi [4]. Keunggulan tepung mocaf dibanding dengan tepung yang sejenis lainnya adalah mengandung kalsium, fosfor, dan serat yang lebih tinggi, tekstur lebih halus, lebih mengembang saat digunakan sebagai bahan baku pembuatan olahan kue, rendah  gula,  aman  dikonsumsi  oleh  semua  orang.  Pemanfaatan  tepung  mocaf  sebagai  pangan  lokal, sudah dikembangkan oleh penduduk di daerah pedesaan Bangka. Hanya saja proses pembuatan tepung mocaf  tersebut  dilakukan  dengan  memanfaatkan  peralatan  yang  masih  tradisional.  Perlu  penerapan teknologi pengolahan hasil perkebunan termasuk ubi kayu rakyat agar produksi hasil perkebunan tersebut bisa ditingkatkan [5]. Proses pembuatan secara tradisional ini tentunya memerlukan banyak waktu dan tenaga. Untuk satu kali proses produksi dalam menghasilkan 30 kg tepung mocaf memerlukan waktu 5 hari  dengan  pekerja  yang  terlibat  3-8  orang.  Untuk  itu  diperlukan  suatu  mesin  penepung  yang  dapat memproduksi tepung mocaf dengan kapasitas yang lebih besar.
Mesin penepung berdasarkan gaya yang bekerja terhadap bahan dapat diklasifikasikan menjadi empat jenis yakni penepung tipe palu ( hammer mill ), penepung tipe bergerigi ( disc mill ), penepung tipe silinder ( roller mill ), dan penepung tipe pisau ( cutter mill ) [6]. Hammer mill dipilih sebagai penepung ubi kayu  karena hammer  mill mampu  menghancurkan  bahan  bertekstur  keras  dan  menghasilkan  tepung dengan  kapasitas  tinggi  serta  getaran  yang  rendah.  Prinsip  kerja  hammer  mill  adalah  bahan  yang dimasukkan  akan  dihancurkan  oleh hammer melalui  mekanisme  penumbukan  [7].  Mesin hammer  mill berfungsi merubah ukuran suatu bahan baku produksi menjadi butiran-butiran tepung yang sangat halus. Mesin penepung ini banyak digunakan dalam industri dan pabrik dalam proses penghancuran bahan baku yaitu pada proses penggilingan gandum, pakan ternak, jus buah, penghancur kertas, penghancur kompos organik dan sebagainya [8]. Efisiensi penepungan minimum unjuk kerja mesin penepung tipe hammer mill sebesar  90%  [9].  Tujuan  penelitian  ini  adalah  merancang  merancang  mesin  penumbuk  tepung  mocaf dengan kapasitas 5 kg dalam sekali proses menggunakan sistem rack and gear .

## 2.   METODE PENELITIAN
Tahapan  penelitian  dimulai  identifikasi  masalah.  Identifikasi  masalah  merupakan  serangkaian kegiatan  dalam  mendapatkan  informasi-informasi  tentang  berbagai  masalah  yang  dihadapi  oleh pengguna sehubungan penumbukan tepung mocaf.
Langkah  berikutnya  adalah  pengumpulan  data  tentang  rancangan  mesin  penumbukan  tepung mocaf.  Metode  pengumpulan  data  dilakukan  dengan  cara  studi  pustaka,  observasi,  wawancara.  Studi pustaka adalah pengumpulan data yang didapat dari sumber-sumber referensi yang berupa jurnal, buku pustaka,  website,  artikel  dalam  rangka  menggali  informasi  tentang  proses  produksi  beras  aruk  dan
rancang bangun mesin. Observasi yaitu metode untuk mengumpulkan data penelitian yang dilaksanakan dengan  cara  pengamatan  langsung  terhadap  subjek  yang  diamati.  Tujuannya  adalah  mendapatkan informasi atau keterangan mengenai suatu hal [10]. Observasi dilakukan pada Kelompok Usaha Tepung Mocaf di Desa Tanah Bawah Kabupaten Bangka. Wawancara yaitu metode pengumpulan data penelitian yang dilakukan dengan cara tanya jawab secara langsung kepada subjek yang diamati yang dilandaskan pada tujuan penelitian. Wawancara dilakukan pada ibu-ibu Kelompok Usaha Tepung Mocaf di Desa Tanah Bawah Kabupaten Bangka.
Proses berikutnya adalah perancangan alat. Perancangan alat merupakan konsep alat uji yang telah  terpilih.  Perancangan  alat  mempertimbangkan  beberapa  faktor  seperti  material  yang  tersedia dipasar, mudah pengoperasian, bentuk serta ukuran yang  memenuhi estetika dan kemungkinan untuk dapat dibuat [11]. Dalam proses perancangan alat ini perlu diperhatikan:
a. Kriteria rancangan.
Alat ini dirancang dengan kriteria sebagai berikut :
- Mampu  memeras  tepung  mocaf  menjadi  lebih  efisien  dengan  kapasitas  5  kg  dalam  sekali proses.
- Memberi  bentuk  rangka  yang  sederhana  dan  ringan  sehingga  dapat  memberi  penampilan mesin yang menarik.
- Mudah dan aman dalam pengoperasian.
- Perawatan dan perbaikan mesin mudah
b. Rancangan fungsional.
- Rangka alat
Rangka alat berfungsi sebagai penyangga beban alat dan sebagai kaki untuk berdirinya alat.
- Sistem penumbuk
Fungsi sistem penumbuk untuk memberikan gaya tumbukan ke objek tepung mocaf. Sistem penumbuk menggunakan lengan poros yang digerakkan oleh mekanisme rack and gear . Pada poros  ini  dibuat  profil rack bergigi gear . Gear yang  digunakan  dipotong  menjadi  tiga  per empat  bagian  sehingga  ada  celah  antara  gerakan  menaikkan  lengan  penumbuk  dan  ketika lengan penumbuk turun.
- Poros penggerak
Poros penggerak ini berfungsi sebagai dudukan gear. Poros ini terhubung ke penggerak yang akan membuat poros berputar. Putaran poros inilah yang akan menggerakkan gear sehingga menaikkan gerakan lengan poros.
- Wadah lesung
Wadah  lesung  ini  terbuat  dari  kayu  garuh.  Wadah  lesung  ini  berfungsi  sebagai  tempat penampungan tepung mocaf dan penahan saat terjadi tumbukan.
c. Rancangan struktural.
- Rangka alat
Bagian rangka tersusun dari 4 tiang penyangga yang terbuat dari profil L 40 x 40 x 4. Ukuran rangka mesin ini adalah 545 x 900 x 1250.
- Sistem penumbuk
Sistem penumbuk terdiri dari 2 lengan poros yang digerakkan secara bersamaan. Pada lengan penumbuk dibuat profil rack bergigi gear dengan panjang 300. Ukuran lengan penumbuk dia. 30 x 1000.
- Poros penggerak
Poros penggerak ini merupakan sistem utama yang akan menggerakkan mekanisme rack and gear . Bahan poros terbuat baja ST 60 dengan ukuran dia. 28 x 800. Setelah  perancangan  alat,  proses  berikutnya  adalah  pembuatan  alat.  Pada  tahapan  ini pembuatan alat menggunakan mesin-mesin produksi dan fabrikasi.
Proses selanjutnya adalah pengujian alat. Pengujian ini dilaksanakan dengan mengamati kinerja mesin  dan  hasil  yang  dicapai.  Kinerja  mesin  diperhatikan  untuk  memastikan  semua  komponen  dapat bekerja  dengan  baik.  Begitu  pula  hasil  yang  dicapai  apakah  sudah  sesuai  dengan  harapan  yang  dapat menumbuk tepung mocaf dengan baik.
Setelah uji coba mesin maka dilakukan pengolahan dan analisis data dan mengambil kesimpulan dari hasil penelitian.

## 3.   HASIL DAN PEMBAHASAN
Dengan mengacu dari permasalahan yang ada, maka akan dirancang suatu alat mesin penumbuk tepung mocaf yang mudah dioperasikan dan menghasilkan tumbukan yang maksimal. Kriteria mesin yang diperlukan terdiri dari kriteria must dan kriteria want. Kriteria must adalah kriteria yang harus dipenuhi dalam rancang bangun mesin penumbuk tepung mocaf dengan sistem rack and gear. Kriteria want adalah kriteria  yang  diinginkan  dalam  rancang  bangun  sehingga  pengguna  mesin  tersebut  mudah  untuk mengoperasikan dan merawat mesin tersebut. Tabel kriteria mesin dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Tabel Kriteria Mesin Kriteria Must Kriteria Want Penumbukan harus sesuai kapasitas dan waktu yang ditentukan dengan hasil maksimal Outputnya tepung mocaf yang halus dan seragam Sistem penumbukan dengan
Kapasitas mesin 5kg/15 menit dalam satu kali pengoperasian
Aman bagi operator Mudah pengoperasiannya Mudah dalam perawatan
Tuntutan setiap fungsi bagian yang terdapat pada bagian-bagian alat yang akan dibuat seperti Tabel 2.
Tabel 2. Tuntutan Fungsi Bagian Fungsi Bagian Deskripsi Fungsi Rangka Sistem untuk menopang atau menyangga semua komponen- komponen mesin penumbuk tepung mocaf Fungsi Penumbuk Sistem dapat menumbuk untuk memberikan gaya tumbukan ke objek tepung mocaf Fungsi penggerak Sistem  harus  dapat  menggerakkan  alat  dengan  sistem  rack and gear Fungsi wadah lesung Sistem  harus  mampu  menampung  tepung  mocaf  dan meredam gaya saat terjadi tumbukan.
Hasil rancangan Mesin Penumbuk Tepung Mocaf  seperti Gambar 1.
Gambar 1. Mesin Penumbuk Tepung Mocaf
Berdasarkan  fungsi  bagian  dan  kriteria  mesin,  maka  desain  alat  penumbuk  tepung  mocaf dikembangkan sehingga dapat dinilai bahwa alat ini layak digunakan.
Keterangan objektif yang dipilih :
1. Tenaga penggerak: Penggerak yang dipilih adalah motor listrik dan reducer. Penggunaan motor listrik dinilai mampu menggerakkan sistem dengan daya motor minimal 1 HP dan 70 rpm.
2. Kuat dan tahan lama: setiap konsep diinginkan kuat dan tahan lama. Hal ini untuk mengurangi biaya perawatan dan perbaikan.
3. Komponen yang sedikit: tiap konsep yang dipilih diinginkan memiliki komponen yang seminimal mungkin untuk mempermudah perakitan serta biaya pembuatan yang murah.
4. Harga  yang  murah:  diinginkan  biaya  yang  dikeluarkan  untuk  penyediaan  material  serendah mungkin.
Setelah  perakitan  selesai,  pada  tahap  ini  kami  melakukan  proses  uji  coba,  hasil  uji  coba  yang dilakukan pada mesin penumbuk tepung mocaf didapatkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Uji Coba Alat Uji Coba Sebelum ditumbuk Setelah ditumbuk Waktu Hasil akhir 1 5 kg 5 kg 5 menit 50 % halus 2 5 kg 5 kg 10 menit 75 % halus 3 5 kg 5 kg 15 menit 100 % halus
Perbandingan antara penumbukan manual dengan mekanisme rack and gear dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Perbandingan Alat Komponen Mekanisme Manual Mekanisme Rack and Gear Kapasitas 2.5 kg 5 kg Waktu 15 menit 15 menit Hasil Halus, merata Halus, merata
Dari  Table  4  dapat  diketahui  bahwa  penggunaan  mesin  penumbuk  tepung  mocaf  dengan mekanisme rack and gear dapat menghasilkan kapasitas produksi 2 kali lebih banyak dengan waktu yang sama dibanding dengan cara ditumbuk secara manual dan menghasilkan kontur tepung yang halus dan merata.

## 4.   SIMPULAN
Dari uji coba yang dilakukan, kesimpulan yang didapatkan adalah mesin penumbuk tepung mocaf dengan sistem rack and gear dapat difungsikan. Penggerak yang dipilih adalah motor listrik dan reducer yang mampu menggerakkan sistem dengan daya motor minimal 1 HP dan 70 rpm.
Kapasitas mesin sekali proses 5 Kg dengan waktu 15 menit mampu menghasilkan tepung yang halus, seragam dan merata. Dengan demikian mesin penumbuk tepung mocaf dengan sistem rack and gear dapat menumbuk dengan lebih cepat, kapasitas yang lebih besar jika dibandingkan dengan system manual.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Nainggolan, Kaman, “Ketahanan dan Stabilitas Pasokan, Permintaan dan Harga Komoditas Pangan ”, Jurnal  Analisis Kebijakan Pertanian , vol. 6, no.2, 2008.
[2]   Sumaryanto, “Diversifikasi Sebagai Salah Satu Pilar Ketahanan Pangan ”, Jurnal Forum Penelitian Agro Ekonomi , vol. 27, no.2, 2009.
[3]   Wiwit  Widiarti,  Teguh  Hari  Santosa,  “Model  Diversifikasi  Konsumsi  Pangan  Bagi  Masyarakat Pinggiran Hutan Berbasis Sumberdaya Lokal dan Teknologi”, Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian Agritrop , vol. 12, no. 2, 2014.
[4]   Wiriathy Nur’afifah, Hendang Setyo Rukmi, Susi Susanty, “Usulan Strategi Peningkatan Penggunaan Tepung  Mocaf  Oleh  Ibu  Rumah  Tangga  Dan  Produsen  Makananan  Skala  Rumahan ”,  Jurnal  Online Reka Integra Institut Teknologi Nasional , vol. 03, no.01, 2015.
[5]    Nanang Endriatno, Kadir, “Desain Mesin Pemarut Kelapa Dan Ubi Kayu Dengan Kombinasi Rol Parut”, Dinamika : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin , vol. 10, no. 2, 2019.
[6]  Parlaungan Adil Rangkuti, Rokhani Hasbullah, Kaltika Setya Utami Sumariana, “Uji Performansi Mesin Penepung Tipe Disc ( Disc Mill ) Untuk Penepungan Juwawut”, Jurnal Agritech, vol. 32, no. 1, 2012.
[7]   Septi  Kurniawan,  Agus  Kusnayat,  “Perancangan Hammer Pada  Mesin Hammer  Mill Menggunakan Metoda Discrete  Element  Modelling Untuk  Meningkatkan  Kehalusan  Penggilingan  Kulit  Kopi’, e- Proceeding of Engineering , vol .4, no. 2, 2017.
[8]   Rifki  Zulkarnain,  Sugeng  Slamet,  Taufiq  Hidayat,  “Perancangan  Mesin  Hammer  Mill  Penghancur Bongkol Jagung Dengan Kapasitas 100kg/jam Sebagai Pakan Ternak”, Prosiding SNATIF , 2014.
[9]   Fachry Riezqiaputra Ernawan, “Uji Kinerja Dan Analisis Energi Mesin Penepung Vertikal ( Mill Dryer Vertical ) Tipe MDV-10”, Jurnal Ilmiah Mahasiswa AGROINFO GALUH , vol. 06, no. 01,  2019.
[10]  Zaldy  Kurniawan,  Zanu  Saputra,  Muhamamd  Subhan,  “Mesin  Pengering  Biji  Multiguna  Dengan Kapasitas 10 Kg/Jam”, Jurnal Teknologi Manufaktur Manutech Politeknik Manufaktur Negeri Bangka Belitung, vol.7, no.2, 2015.
[11]  Dedet  Nursyahuddin,  Dedison  Gasni,  “Proses  Perancangan  Sistem  Mekanik  dengan  Pendekatan Terintegrasi: Studi Kasus Perancangan Alat Uji Pin On Disc”, Jurnal Teknika Universitas Andalas , vol. 21, no. 1, 2014.