Industri Inovatif - Jurnal Teknik Industri ITN Malang, September 2021 Perancangan Mesin Pengupas Kedelai | Peniel | Priscilla

## PERANCANGAN MESIN PENGUPAS KEDELAI DENGAN METODE WET PROCESS SKALA HOME INDUSTRY
Peniel I. Gultom 1) , Priscilla Tamara 2)
1) Prodi Teknik Mesin DIII, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Nasional Malang
1) Prodi Teknik Industri DIII, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Nasional Malang Email : peniel_immanuel@yahoo.com
Abstrak, Kedelai adalah sumber protein nabati yang sangat baik. Berbagai jenis makanan menggunakan kedelai sebagai  bahan  bakunya.  Salah  satunya  dalam  pembuatan  tempe,  makanan  khas  Indonesia  yang  dapat  dibuat menjadi berbagai jenis penganan, misalnya cake tempe, lauk pauk, dan keripik. Kota Malang adalah salah satu daerah industri kecil penghasil penganan dari tempe khususnya keripik tempe. Sentra industri kecil keripik tempe yang  terkenal,  yaitu  Kampung  Tempe  Sanan  yang  terletak  di  Kelurahan  Purwantoro.  Adapun  kesulitan  yang dihadapi  oleh home  industry keripik  tempe  ini  adalah  dalam  proses  produksinya  masih  manual.  Salah  satunya dalam proses pengupasan kedelai yang menggunakan tenaga manusia, yaitu dengan cara diinjak-injak. Tentunya hal  ini  mempengaruhi  higienitas  kedelai  dan  produktifitas  kerja.  Penelitian  ini  akan  membuat  rancang  bangun mesin pengupas kedelai berkapasitas relatif kecil yang disesuaikan untuk skala home industry (UKM). Mesin ini dirancang  untuk  mengupas  kedelai  dengan  menggunakan  metode wet  process (proses  basah).  Hasil  rancang bangun menunjukkan mesin berkapasitas 15 kg ini dapat mengupas kedelai dalam waktu 28,86 menit atau 31,2 kg/jam.
Kata kunci : kedelai, rancang bangun, wet process

## PENDAHULUAN
Kedelai adalah sumber protein yang baik dan digunakan sebagai bahan makanan nabati, misalnya tepung, minyak dan susu. Bermanfaat juga sebagai pakan ternak, bahan cat, kosmetik, dan  sabun  (Etiosa  dkk,  2017).  Biji  kacang kedelai  merupakan  bagian  terpenting,  yang mana  hingga  limbahnya  pun  mempunyai manfaat  sebagai  tambahan  pakan  ternak  yang bergizi  hingga  sebagai  bahan  tambahan  dalam pembuatan particelboard (Martins dkk, 2017). Sebelum kedelai diproses untuk menjadi berbagai  bahan  makanan  dan  bahan  industri, terlebih  dulu  dilakukan  pengupasan  kulit  ari pada  biji  kedelai.  Kulit  ari  ini  nantinya  juga dapat  dimanfaatkan  sebagai  bahan  tambahan pada  pakan  broiler  (Harahap  dkk,  2020). Pengupasan  biji  kedelai  yang  bersih  dan  baik akan  menghasilkan  kedelai  yang  berkualitas bagus  untuk  proses  pengolahan  selanjutnya, misalnya  untuk  pembuatan  tempe  dan  tahu (Setiono  dkk,  2018).  Namun  masih  banyak ditemukan  proses  pengupasan  biji  kedelai secara  manual  atau  menggunakan  tenaga manusia,  terutama  pada  industri  rumah  tangga di  pedesaan.  Proses  pemecahan  biji  kedelai manual  hasilnya  kurang  memuaskan  karena selain kurang bersih akibat masih ada kulit yang tersisa,  kurang  higienis  karena  prosesnya
dengan  cara  diinjak-injak,  juga  menghabiskan tenaga dan waktu lama.
Mesin pengupas kacang kedelai yang ada di  pasaran  kebanyakan  diperuntukkan  bagi industri  besar  dan  menengah,  akibatnya  sulit terjangkau  bagi  pengusaha  kecil  oleh  karena relatif mahal dan berkapasitas besar. Selain itu dimensi yang besar juga menyulitkan tata letak mesin di industri kecil.
Penelitian ini khususnya akan ditekankan pada pengupasan kulit ari kacang kedelai, oleh karena  proses  ini  adalah  proses  paling  sulit untuk  mendapatkan  hasil  yang  banyak.
Permasalahannya adalah bagaimana mendesain mesin  pengupas  kedelai  akan  meningkatkan kualitas  dan  kuantitas  hasil  pengupasan. Kapasitas mesin ditentukan untuk 15 kg kedelai dalam sekali proses berdasarkan jumlah kedelai yang  dikupas  secara  manual  saat  ini.  Waktu pengupasan  yang  diharapkan  adalah  24  menit untuk  15  kg  kedelai.  Luaran  yang  diperoleh merupakan  sebuah prototype mesin  pengupas kedelai  dengan  metode wet  process yang kapasitasnya disesuaikan untuk home industry .
Rozikin  dan  Umar (2018),  dalam penelitiannya yang berjudul “Rancang Bangun Mesin  Pengupas  Kulit  Ari  Kedelai  Dengan Kapasitas  180kg/Jam  Untuk  Industri  Tempe” menyatakan  bahwa rancang  bangun  mesin  ini sederhana, menggunakan motor untuk
Industri Inovatif - Jurnal Teknik Industri ITN Malang, September 2021 Perancangan Mesin Pengupas Kedelai | Peniel | Priscilla
menggerakkan belt dengan  daya  kecil  dan pengupasnya menggunakan gerinda. Mesin ini mampu  mengupas  dan  memecah  kulit  ari kedelai  dengan  kapasitas  180  kg/jam.  Putaran mesin  410,3  rpm,  daya  ¼  pk  dan  gaya  gesek 5,90 newton, koefisien gesek 1,2.
Suhendra dan Setiawan (2012) menyatakan  bahwa  mesin  pengupas  kulit  ari dan pembelah biji kedelai yang ada di pasaran tingkat  efisiensinya  masih  rendah  dan  perlu perbaikan. Penelitian yang dilakukan menggunakan program Powersim untuk membuat  mesin  pengupas  dan  pembelah  biji kedelai tipe piringan. Hasil simulasi menunjukkan bahwa efisiensi kedelai terkupas dan  terbelah  tertinggi  mencapai  100%  pada ukuran  celah  4,8  mm,  dengan  kapasitas  48,02 kg/jam  dan  membutuhkan  gaya  kupas  kondisi sebesar 287,83 Newton.

## METODE
Dalam  rancang  bangun  mesin  ini terdapat  tahapan  proses  dengan  alur  seperti  di bawah ini :
1.  Survei di lokasi, untuk pencatatan cara kerja pengupasan  kulit  ari  kedelai  secara  manual dan dengan mesin yang ada di pasaran untuk dasar pemikiran dalam proses rekayasa.
2.  Penelusuran  kepustakaan,  yang  bertujuan untuk  tujuannya  adalah  untuk  menemukan kesenjangan  penelitian  dari  hasil  yag  telah ada  sebelumnya.  Kepustakaan  ini  bisa dalam bentuk buku dan jurnal terbaru.
3. Membuat  perumusan  masalah  yang  mana dilanjutkan batasan masalah agar penelitian ini  dapat  fokus  pada  tujuan  yang  akan dicapai. Penentuan perhitungan awal waktu kerja dan jumlah produksi pada proses tanpa alat (manual).
4. Mendesain  mesin,  dalam  mencari  solusi optimal sesuai dengan permasalahan.
5. Membuat  purwarupa  sesuai  dengan  desain terpilih sebagai wujud solusi yang
ditawarkan.
6. Setelah  purwarupa  jadi  maka  dilakukan evaluasi,  dengan  implementasi  mesin  di UKM  dengan  menggunakan  bahan  baku yang  tersedia  di  UKM  tersebut.  Jika tertemukan hal-hal yang belum sesuai dalam pengoperasian.  Apabila  ditemukan  mesin maka  akan  segera  diperbaiki  agar  dapat sesuai  dengan  spesifikasi  yang  telah ditentukan.  Perhitungan  kembali  waktu kerja dan jumlah produksi dengan menggunakan mesin.
7. Akhir  dari  penelitian  ini  tertuang  dalam kesimpulan dan akan diberikan rekomendasi sebagai  bentuk  catatan  demi  mendapatkan hasil yang optimal.
Adapun  alur  penelitian  dapat  dilihat  pada gambar 1 di bawah ini :
Gambar 1.  Tahapan proses penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Proses Pengolahan Kedelai
Industri Inovatif - Jurnal Teknik Industri ITN Malang, September 2021 Perancangan Mesin Pengupas Kedelai | Peniel | Priscilla
2. Proses Pengupasan  Kedelai Secara

## Manual
Dalam  proses  pengupasan  kulit  kedelai tanpa  bantuan  alat  (manual)  ada  beberapa tahap yang dilakukan, yaitu sebagai berikut:
- Kedelai  yang  sudah  direbus,  dicuci dahulu atau setelah dingin bisa langsung dimasukkan  ke  dalam  ember  kemudian diberi air.
- Kedelai diinjak-injak dalam ember untuk melepaskan  kulitnya.  Proses  menginjak ini biasanya dilakukan 2 kali agar bersih.
- Kulit disaring kemudian dibuang.
- Kedelai siap diolah.
3. Waktu  Kerja  Pengupasan  Kedelai  Cara Manual
 Kebutuhan  pengupasan  kedelai  dalam satu kali proses, yaitu 15 kg dalam sekali proses pengupasan.
 Waktu normal proses pengupasan kedelai tanpa alat. Perhitungan
berdasarkan  faktor  kelonggaran  yang sudah ditetapkan (Tarigan, 2015). Adapun  waktu  rata-rata  =  29,82  menit, yaitu :
Wn  =   W s x  P =  29,82  x  1,12 =  33,39 menit / 15 kg
 Penetapan prosentase kelonggaran (Fitra, 2020) :
 Kebutuhan pribadi = 2%
 Penyesuaian kelelahan
- Tenaga yang dikeluarkan   = 4%
- Sikap kerja = 2% - Kelelahan kerja = 3% - Keadaan tempat kerja = 3%  Hambatan-hambatan = 1% Total = 15%  Perhitungan  waktu  standar  (Rahman, 2013) Ws   =   % all - 100% 100% x Wn = 33,39 𝑥 100%
100%−15%
= 39,28 menit/15 kg (1x injak)
= 78,56 menit/15 kg (2x injak)
= 2,62 menit/kg
 Output standar:
Os   = Wb 1
= 1 2,62
=  0,38 kg/menit =  22,8 kg/jam

## 4. Antropometri

## Tabel 1. Hasil Perhitungan Antropometri
Pengukuran 5% 50% 95% Tinggi Mata Posisi Berdiri 142.24 150.9 161.95 Tinggi Siku Posisi Berdiri 103.23 107.1 113.5 Tinggi Mata Duduk 67 71.55 74.43 Tinggi Siku Duduk 22 26.05 30.25 Panjang Jangkauan Ke Samping 81.4 86.15 90.0 Panjang Jangkauan Ke Depan 71.9 78.13 83.1

## 5. Desain Mesin Pengupas Kedelai
Gambar  3.  Rancangan  mesin  pengupas kedelai
Keterangan : 1. Corong masuk
2. Puli
3. Sabuk (belt)
4. Motor listrik
5. Rangka
6. Corong keluar
7. Penutup batu pengupas
Industri Inovatif - Jurnal Teknik Industri ITN Malang, September 2021 Perancangan Mesin Pengupas Kedelai | Peniel | Priscilla

## 6. Hasil Rancangan

## Gambar 4. Mesin Pengupas Kedelai

## 7.  Evaluasi
Setelah  purwarupa  terwujud,  langkah selanjutnya  adalah  evaluasi  mesin  dengan menggunakannya di UKM yang
bersangkutan,  dengan  bahan  baku  kedelai yang  tersedia  di  UKM.  Dengan  demikian dapat  dilihat  apakah  proses  pengupasan kedelai dengan menggunakan mesin tersebut  berjalan  sesuai  ketentuan  dalam perancangan.
Hasil  evaluasi  mesin  pengupas  kacang kedelai ini seperti yang tampak pada gambar 5 dan gambar 6.
Gambar  5.  Pembukaan  penutup  batu pengupas

## Gambar 6. Hasil pengupasan kedelai
8. Waktu Kerja Pengupasan Dengan Mesin
 Kebutuhan  pengupasan  kedelai  dalam satu kali proses 15 kg.
 Waktu normal proses pengupasan kedelai tanpa alat.
Perhitungan berdasarkan  faktor  kelonggaran  yang sudah ditetapkan (Tarigan, 2015). Adapun  waktu  rata-rata  =  23,2  menit, yaitu :
Wn  =   W s x  P =  23,2  x  1,12 =  25,98 mnt / 15 kg
 Penetapan prosentase kelonggaran (Fitra,
2020) :  Kebutuhan pribadi =  2%  Penyesuaian kelelahan - Tenaga yang dikeluarkan   =  3% - Sikap kerja =  2% - Kelelahan kerja =  2%  Hambatan-hambatan =  1% Total = 10%  Perhitungan  waktu  standar  (Rahman, 2013) Ws   =   % all - 100% 100% x Wn
= 25.98 𝑥 100% 100%−10% = 28,86 menit / 15 kg = 1,92 menit/kg
Ampas kulit ari kedelai Biji kacang kedelai
Industri Inovatif - Jurnal Teknik Industri ITN Malang, September 2021 Perancangan Mesin Pengupas Kedelai | Peniel | Priscilla
 Output standar :
Os   = Wb 1 = 1 1,92
=  0,52 kg/menit
=  31,2 kg/jam

## KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Dari analisis dan pembahasan yang telah dilakukan  dapat  ditarik  kesimpulan  hal-hal yang  berkaitan  dengan  rancang  bangun  pada mesin pengupas kacang kedelai dengan metode wet process untuk skala home industry sebagai berikut :
a) Penggunaan  mesin  pengupas  kedelai  ini menghasilkan  efisiensi,  kenyamanan  dan kemudahan proses kerja pengupasan kedelai yang  sebelumnya  tanpa  alat  (manual),  oleh karena dengan penggunaan  mesin ini proses pengupasan kedelai tidak dilakukan dengan cara  diinjak-injak  melainkan  menggunakan mesin.
b) Dimensi  mesin  sesuai  ukuran  tubuh operator.
c) Terjadi  peningkatan  produktifitas  kerja setelah  menggunakan  mesin  pengupas kedelai  ini  dibanding  dengan  pengupasan tanpa alat (manual).
d) Pengupasan  kedelai  menjadi  lebih  bersih, higienis,  dan  manusiawi  karena  sudah memakai mesin dan tidak diinjak-injak lagi.
e) Ouput  yang  diperoleh  adalah  sebesar  31,2 kg/jam (terjadi kenaikan sebesar 104 %) dan dalam waktu 28,86 menit (terjadi pengurangan  waktu  sebesar  47  menit  /  306 %)

## Saran
Mesin  pengupas  kedelai  ini  secara implementasi dapat meningkatkan produktifitas kerja dan mempersingkat waktu kerja pengupasan kedelai. Akan tetapi tentunya dapat dikembangkan  dan  diperkaya  lagi  dengan penelitian  lanjutan  yang  membahas  dari  segi lainnya, misalnya penggunaan sistem  sirkulasi air.  Dengan  demikian  mesin  pengupas  kedelai ini  akan  lebih  optimal  lagi  dalam  membantu UKM untuk peningkatan usahanya.

## DAFTAR PUSTAKA
Etiosa, O. R., Chika, N. B., and Benedista,  A.
2017. Mineral and
Proximate Composition  of  Soya  Bean ,  Asian Journal  of  Physical  and  Chemical Sciences, Vol. 4, No. 3, pp. 1-6. Fitra.  2020. Perhitungan  Waktu  Standar Pelayanan Kasir Minimarket X Di Kota Dumai ,  UNITEK,  Jurnal  Universal Teknologi, Vol. 13, No. 2, pp. 11-17. Harahap,  A.  E.,  Hidayati,  Sri  Devi,  Solfan, Bakhendri. 2020. Penambahan Kulit Ari Biji Kedelai Hasil Fermentasi
Menggunakan  EM-4  Dalam  Formulasi Ransum  Pellet  Broiler  Terhadap  Fraksi Serat . Agrisaintifika,  Jurnal  Ilmu-Ilmu
Pertanian, Vol. 4, No. 2.
Martins,  E.  H.,  Vilela,  A.  P.,  Mendes,  R.  F.,
Mendes,  L.  M.,  Vaz,  L.  E.  V.  dS.  B., Junior, J. B. G. 2018. Soybean Waste In Particleboard  Production, Agricultural Sciences, Vol. 42 No. 2, pp. 186-194. Rachman, Taufiqur. 2013 . Penggunaan Metode Work  Sampling  Untuk  Menghitung Waktu  Baku  Dan  Kapasitas  Produksi Karungan  Soap  Chip  Di  PT.  SA .  Jurnal Inovisi, Vol. 9, No. 1, pp. 48-60.
Rozikin,  M.  Z.  Rozikin,  Umar  M.  2018.
Rancang Bangun Mesin Pengupas Kulit Ari Kedelai Dengan Kapasitas 180kg/Jam  Untuk  Industri Tempe . Mechonversio:  Mecanical  Engineering Journal, Vol. 1, No. 1, pp. 23-27.
Setiono,  Yoga,  Tarmukan,  Putri,  R.  I.  2018.
Pengaturan  Kecepatan  Motor  DC  pada Pengupas  Kulit  Kedelai  Menggunakan Kontroler  PID .  Jurnal  Elkolind,  Vol.  5, No. 1, pp. 37-41. Suhendra,  Setiawan,  Budi.  2012. Model Efisiensi Mesin Pengupas dan Pembelah Biji Kedelai Tipe Piringan Menggunakan Program Powersim.
POSITRON Berkala  Ilmiah Fisika, Vol. 2, No. 2, pp. 25-32.
Tarigan,  Miska  Irani.  2015 .  Pengukuran
Standar Waktu Kerja Untuk Menentukan Jumlah
Tenaga Kerja Optimal , WAHANA INOVASI, Vol. 4, No.1, pp.
26-35.