## KAJI ULANG RANCANG BANGUN MESIN PARUT KELAPA PORTABLE KAPASITAS 7.5 KG/JAM DENGAN DAYA 125 WATT

## REVIEW FOR DESIGN AND CONSTRUCTION OF PORTABLE COCONUT GRATING MACHINE WITH CAPACITY OF 7.5 KG/HOUR AND 125 WATT POWER
TB. U. Adi Subekhi 1 , Adam Maullana 2 , Wawan 3 stt- wastukancana
1 tb@wastukancana.ac.id
2 adamsupra1999@gmail.com
3 wawan.st69@gmail.com Corresponding author: adamsupra1999@gmail.com
Abstrak. Mesin parut kelapa portable ini merupakan hasil rancang bangun yang berfungsi sebagai alat penghancur daging buah kelapa menjadi butiran-butiran kecil dengan tujuan untuk memperoleh parutan dan santan yang terkandung dalam daging buah kelapa. Idea penelitian berawal dari mesin parut  yang  sudah  ada  selalu  memiliki  kapasitas  dan  daya  listrik  yang  tinggi  sehingga  diperlukan mesin parut portable untuk mempermudah aktivitas para pengusaha skala kecil menggunakannya secara  praktis,  ringkas,  hemat  listrik  dan  mudah  dibawa  kemana-mana.  Dengan  mesin  parut  ini diharapkan  dapat  menjawab  semua  kebutuhan  masyarakat  yang  terkait  dengan  hasil  produksi parutan kelapa. Metode penelitian yang dilakukan pada kaji ulang ini melalui empat tahapan yaitu studi  literatur,  pengumpulan  data,  perhitungan  dengan  cara  manual  dan  analisis  kaji  ulang  hasil perhitungan desain. Mekanisme pemindahan daya dari mesin parut ini menggunakan motor listrik yang diteruskan melalui puli penggerak hingga puli pemarut melalui perantara sabuk karet dengan kapasitas tampung buah kelapa tidak lebih dari 5 buah kelapa. Hasil kaji ulang menghasilkan nilai baru yang signifikan terhadap parameter desain seperti daya motor dari 125 Watt menjadi 150 Watt, sudut kemiringan puli dari 40 0 menjadi 80 0 , diameter poros pemarut dari 10mm menjadi 15mm, dan geometri desain dari bentuk awal yang panjang menjadi lebih pendek dan ringkas.
Kata kunci: Mesin Parut, pemarut kelapa.
Abstract.This portable coconut grater machine is the result of a design that functions as a means of crushing coconut meat into small granules to obtain grated and coconut milk contained in coconut meat. The research idea started with an existing grating machine that always had the high capacity and  electric  power,  so  a  portable  grating  machine  was  needed  to  facilitate  the  activities  of  small- scale entrepreneurs to use it practically, concisely, save electricity and be easy to carry anywhere. With this grated machine, it is hoped that it can answer all the needs of the community related to the production  of  grated  coconut.The  research  method  used  in  this  review  was  through  four  stages, namely literature study, data collection, manual calculations, and analysis of the design calculation results review. The mechanism for transferring power from this grater machine uses an electric motor which is continued through the drive pulley to the grater pulley through a rubber  belt  intermediary with  a  capacity  of  no  more  than  5  coconuts.  The  results  of  the  review  resulted  in  significant  new values for design parameters such as motor power from 125 Watt to 150 Watt, pulley tilt angle from 40 0 to  80 0 ,  grater  shaft  diameter  from  10mm  to  15mm,  and  design  geometry  from  the  long  initial shape to shorter and concise.
Keywords: Grater Machine, coconut grater.

## 1 Pendahuluan

## 1.1 Latar Belakang
Pohon  kelapa  sangat diperlukan untuk kebutuhan sehari-hari dan juga dibutuhkan untuk bahan pelengkap makanan seperti serundeng kelapa atau santan kelapa dan masih banyak lagi. Tanaman pohon kelapa banyak terdapat di daerah tropis seperti Indonesia, Malaysia dan negara-negara asia tenggara lainnya.
Dari banyak mesin parut kelapa yang sudah ada, umumnya memiliki  kapasitas tinggi dengan daya listrik yang tinggi pula sehingga membutuhkan biaya yang tinggi untuk membayar daya listrik atau bahan bakar untuk penggerak mesin. Atas dasar masalah di atas penulis merancang mesin ini untuk  meringankan  pengguna  dalam  segi  biaya  maupun  mobilisasi  mesin  saat  berpindah-pindah. Mesin parut ini dirancang agar dapat  digunakan secara praktis, ringkas, dan hemat listrik terutama untuk keperluan usaha skala kecil.
Kelapa  yang  digunakan  adalah  kelapa  yang  sudah  dikupas  dan  diambil  daging  buahnya kemudian setelah itu dimasukan kedalam mesin parut kelapa untuk diproses menjadi bentuk yang halus dan lembut. Dengan mempertimbangkan motor listrik yang ringkas dengan daya aktual yang rendah  125  watt  diharapkan  dapat  menjawab  kebutuhan  masyarakat  dalam  membuat  parutan kelapa terutama untuk usaha skala kecil.

## 2   Kajian Pustaka

## 2.1 Pengertian Mesin Parut Kelapa
Dalam  tata  nama  atau  sistematika  (taksonomi)  tumbuh-tumbuhan,  tanaman  kelapa  (cocos nucifera)  dimasukan  kedalam  klasifikasi  sebagai  berikut  tumbuh-tumbuhan,  tumbuhan  berbiji,  biji tertutup dan biji berkeping satu.
Tanaman kelapa digolongkan ke dalam famili yang sama dengan sagu (metroxylon sp), salak (salacca edulis), aren (arenga pinnata), dan lain-lain. Penggolongan varietas  kelapa pada umumnya didasarkan pada perbedaan umur pohon mulai berubah bentuk dan ukuran buah, warna buah, serta sifat-sifat  khusus  yang  lain.  Kelapa  memiliki  berbagai  nama  daerah.  Secara  umum,  buah  kelapa dikenal  sebagai  coconut,  orang  belanda  menyebutnya  kokosnoot  atau  klapper,  sedangkan  orang prancis menyebutnya cocotier. Di indonesia kelapa biasanya disebut krambil atau kelapa.
Mesin pemarut kelapa adalah suatu alat yang digunakan untuk membantu atau mempermudah pekerjaan  manusia  dalam  hal  pemarutan  kelapa.  Sumber  tenaga  utama  mesin  pemarut  adalah tenaga  motor,  dimana  tenaga  motor  digunakan  untuk  menggerakkan  atau  memutar  mata  parut melalui  perantara sabuk ( V-belt ).  Mesin parut kelapa  ini  mempunyai sistem  transmisi  berupa  puli. Gerak putar dari motor listrik ditransmisikan ke puli 1, kemudian dari puli 1 ditransmisikan ke puli 2 dengan  menggunakan  sabuk.  Ketika  motor  dihidupkan,  maka  motor  akan  berputar  kemudian putaran ditransmisikan oleh sabuk untuk menggerakan poros mata parut. (Gugun Gundara, Slamet Riyadi-2017).

## 2.2 Prinsip Kerja
Cara  kerja  mesin  parutan  kelapa  adalah  pada  saat  motor  dihidupkan,  motor  akan  berputar sesuai  putaran  motor.  Kemudian  putaran  motor  tersebut  akan  diteruskan  ke  puli  melalui  sabuk transmisi  ke  puli  selanjutnya  sehingga  poros  pemarut  akan  berputar  memarut  buah  kelapa  yang telah dimasukan pada tempat penampung buah kelapa bagian atas. Hasil parutan akan keluar pada penampung bagian bawah berupa hasil parutan yang halus dan lembut.

## 2.3 Desain Mesin Parut Kelapa Terkini yang Sudah Dibuat
Di bawah ini beberapa jenis mesin parut kelapa berdasarkan daya motor dan kapasitas outputnya
1). Mesin parut kelapa, motor listrik daya 145 Watt, kapasitas 20 Kg/jam.
Gb. 2.1 Mesin parut kelapa motor listrik 145 Watt, Kapasitas 20 Kg/jam. (Referensi : Jurnal Ahmad Adi Nugroho, Fatkur Rhohman-2022)
2). Mesin parut dan pemeras kelapa, motor listrik daya 1490 Watt, kapasitas 86.76 Kg/jam.
Gb. 2.2  Mesin parut kelapa motor listrik daya 1490 Watt, kapasitas 86.76 Kg/jam (Referensi : Darma, Desi Natalia Edowai, Yorrys Rifo Kristofel Makalew-2021)
3). Mesin parut dan pemeras santan kelapa, daya 373 Watt, kapasitas 192 Kg/jam.
Gb. 2.3  Mesin parut dan pemeras santan kelapa, daya 373 Watt, kapasitas 192 Kg/jam (Referensi : Dwi Lestari, Bambang Susilo, Rini Yulianingsih-2014)

## 3.  Metode Penelitian
Metode penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini dibagi menjadi empat tahapan yaitu:
1). Studi literature 2). Pengumpulan data
3). Perhitungan data dengan cara manual
4). Analisis kaji ulang hasil perhitungan desain

## 3.1 Konsep Desain Mesin Parut Kelapa Daya 125 Watt
Gambar 3.1 Konsep Mesin Parut Kelapa
Keterangan  : 1.  Motor listrik 6.  V belt 2.  Pisau pemarut 7.   Rangka 3.  Ruang pemarut 8.   Roda 4.  Puli pisau 5.  Puli motor

## 3.2 Konsep Dasar Rancang Bangun
Mesin  parut  kelapa  ini  didesain  harus  mempunyai  bentuk  yang  ringkas  dan  effisien  karena ditujukan untuk keperluan usaha skala kecil yang bisa dipindah-pindah dengan mudah dan ringan.

## 3.3 Pengumpulan Data Desain
Spesifikasi mesin yang diinginkan dan data awal sebelum kaji ulang adalah: 1)  Motor yang mampu menghasilkan 2800 rpm.
2)  Menggunakan parutan kelapa yang berbahan stainless 3)  Menggunakan V-belt sebagai alat transmisi dari puli motor ke puli pemarut 4)  Diameter puli pemarut = 75 mm 5)  Diameter puli motor = 46 mm
6)  Struktur rangka mesin yang ringan menggunakan besi siku tebal 3 mm.
7)  Menggunakan roda sebagai alat bantu untuk mempermudah gerak berpindah-pindah 8)  Daya motor listrik desain awal yaitu 125 Watt 9)  Sudut kemiringan awal puli-1 terhadap puli-2 yaitu 40 0 10)  Diameter desain poros pemarut awal yaitu 10mm 11)  Terjadi vibrasi akibat putaran motor membuat mesin bergerak dan bergeser perlahan

## 4.  Hasil dan Pembahasan
4.1 Perhitungan Rangka
Gb. 4.1 DBB Beban statis terdistribusi merata pada rangka
Keterangan: F = 7.5Kg (Asusmsi Beban statis terdistribusi merata dari poros pemarut-motor listrik- corong penampung atas). Perhitungan momen lentur batang (E.P. Popov & Zainul stamar-2008)
ƩMA = 0 (1)
( F × 217,5 ) – ( RB × 435 ) = 0, Maka:
( 7.5 × 217,5 ) – ( RB × 435 ) = 0
1631.25 = RB × 435
RB = 2066.25 / 435 RB = 3.75 Kg
ƩFx  =  0 (2)
maka  RAx = RBx = 0
ƩFy  =  0  + ↑ (3)
RA =  F  –  RB =  7.50 – 3.75 = 3.75 Kg
a)  Potongan rangka dilihat dari kiri potongan  I – I : 0 ≤ X ≤ 217.5
Gb. 4.2 DBB Momen dan gaya lintang posisi I
M(X) = RA . X (4)
Keterangan: M X = Momen lentur, R A = Reaksi pada titik A, X = Jarak Lengan, D = Gaya Lintang M(X) = 3.75 . X
X = 0
M(0) = 3.75 × 0 = 0  Kg.mm X = 217.5 M(217.5) =  3.75 × 217.5 = 815.63 Kg.mm
Gaya Geser atau Gaya lintang D = RB = 3.75 Kg
b) Potongan rangka dilihat dari kanan potongan  II – II : 0 ≤ X ≤  217,5
Gb. 4.3. DBB Momen dan gaya lintang posisi II
M(X) = RB . X (5)
Keterangan: M X = Momen lentur, R B = Reaksi pada titik B, X = Jarak Lengan, D = Gaya Lintang RA = 3.75 . X
X = 0 M(0) = 3.75 × 0 = 0  Kg.mm
X = 217.5 M(217.5) = 3.75 × 217.5 = 815.63 Kg.mm
Gaya Geser atau Gaya lintang D = RB = 3.75 Kg
Jadi momen lentur batang yang menopang berat poros pemarut, motor listrik dan penampung atas sebesar 815.63 kg.mm. dapat di lihat pada diagram lentur dan gaya lintang di bawah ini.
Gb. 4.4 Digram Momen Lentur dan Gaya Lintang Rangka

## 4.2 Perhitungan Poros Pisau Pemarut
Gb. 4.5 Diagram benda bebas pada poros pisau pemarut FC = Berat  pisau pemarut+poros+corong penampung atas+kelapa
FC = 4 Kg + 0.5 Kg + 1.5 Kg + 2 Kg = 8 Kg
FC = 8 Kg
ƩMA +    = 0
(6)
FC.RC – FB.RB – FD. RD = 0
FC.RC = FB.RB + FD.RD
8 (150) = FB (55) + FD (245)
80 (15)  = FB (55) + FD (245) 80 (3)  = FB (11)  + FD (49) 240 = 11 FB + 49 FD........(1)
Ʃfy = 0 +
(7)
Dengan menganggap semua beban ditahan oleh bearing seluruhnya, maka:
FA + FB + FD - FC = 0
FC = FA + FB + FD
8 = FA + FB + FD......... (2)
a. Substitusi (1) ke (2)
8 = FA + FB + FD
8 = FA + ((240 - 49 FD)/11) + FD………(3)
11 (8) = 11 FA +(240 – 49 FD) +11 FD
88 = 11 FA + 240 – 49 FD + 11 FD
88 = 11 FA + 240 – 38 FD
38 FD = 11  FA + 240 – 88
38 FD = 11 FA + 152
3.45 FD = FA + 13.82
FD = (FA + 13.82)/3.45............(4)
b. Masukan (4) KE (3)
8 = FA + ((240 - 49 FD)/11) + FD
11 (8) = 11 FA + 240 – 49 FD + 11 FD
88 = 11 FA + 240 – 38 FD
88 - 240 = 11 FA – 38 (FA + 13.82)/3.45
3.45(-152) = 3.45 (11 FA) – 38 FA – 525.16
- 524.40 + 525.16 = - 0.05 FA
FA = 0.76 / -0.05 = - 15.2 Kg (arah gaya berlawanan dengan arah DBB)
c. Masukan FA ke (4)
FD = (FA + 13.82)/3.45  , dimana FA = - 15.2 Kg
FD = (- 15.2 + 13.82)/3.45 = - 0.4 Kg (arah gaya berlawanan dengan arah DBB)
d. Masukan FA dan FD ke (2)
8 = FA + FB + FD
8 = - 15.2 + FB + (-0.4)
FB = 8 + 15.6
FB = 23.6  Kg (arah gaya searah dengan arah DBB)

## 4.3 Perhitungan Gaya pada Puli
Gb. 4.6 DBB dan segitiga gaya pada puli (E.P. Popov & Zainul Astamar)
FP = FA / Sin θ
(8)
Keterangan : FP = Gaya puli, FA = Gaya pada titik A,  θ = Sudut kemiringan puli, maka :
FP = 15.2 / Sin 40°
= 15.2 / 0.643
= 23.64 Kg
4.4 Daya Teoritis dan Daya Rencana untuk Motor Listrik
T = FP 1 . R 1
(9)
Keterangan: T = Torsi, FP 1 = Gaya Puli-1, R 1 = Radius Puli-1 (Sularso & Kiyokatsu Suga-1997)
Maka:  T = 23.64 Kg x 0.023 m =  0.54 Kg.m
Daya Teoritis P = T. ω (10) P = T . ( . )
Keterangan: P = Daya teoritis motor, T = Torsi dari gaya puli, n = putaran puli (Sularso & Kiyokatsu Suga-1997), maka:
P = 0.54 (2x3.14x2800) / 60
=  159.34 Watt Daya rencana Pd = P. F C (11)
Keterangan:  Pd  =  Daya  desain/rencana,  F C =  Faktor  koreksi  diambi  nilai  1.5  (Elemen  Mesin,  Ir. Sularso & Kiyokatsu Suga-1997), maka:
Pd = P. F C = 159.34 Watt x 1.5 = 239.01 Watt

## 4.5 Optimasi Desain untuk Daya Aktual 125 Watt

## Tabel 4.1 Optimasi desain terhadap daya aktual
Sudut Puli Gaya Puli-2 Gaya Puli-1 Diameter Puli-1 Torsi Puli-1 Rpm motor Daya Teoritis Faktor Koreksi Daya Desain Daya Aktual (Derajat) (Kg) (Kg) mm m (Kg.m) (Rpm) (Watt) N/A (Watt) Wattxcosπ θ 0 sin θ FA FP=FA /sin θ Ø R T=FPxR n P=T.2πn/ 60 FC Pd=PxFC Pa=Pdx0,8 40 0,643 15,2 23,64 46 0,023 0,54 2800 159,34 1,5 239,01 191,21 50 0,766 15,2 19,84 46 0,023 0,46 2800 133,75 1,5 200,63 160,51 60 0,866 15,2 17,55 46 0,023 0,40 2800 118,31 1,5 177,46 141,97 70 0,939 15,2 16,19 46 0,023 0,37 2800 109,11 1,5 163,67 130,93 80 0,985 15,2 15,43 46 0,023 0,35 2800 104,02 1,5 156,02 124,82 90 1 15,2 15,20 46 0,023 0,35 2800 102,46 1,5 153,68 122,95
Dari  tabel  di  atas  dapat  kita  ambil  beberapa  data  yang  dapat  merubah  desain  secara signifikan. Daya desain akan memiliki daya aktual 125 Watt jika nilai daya desain/daya rencana 156 Watt.  Namun  jika  kita  mencari  motor  listrik  dipasaran  dengan  daya  156  Watt,  kita  akan  kesulitan sehingga  harus dibulatkan menjadi 150 Watt.
Kemudian  sudut  kemiringan  puli-1  terhadap  puli-2  harus  mengalami  perubahan  jika  ingin mendapatkan daya ideal 125 Watt yaitu dengan sudut kemiringan 80 0 . Namun konstruksi mesin akan menjadi  lebih  ramping  tapi  sedikit  lebih  tinggi  untuk  mengatasi  penampung  bawah  agar  tidak mengganggu motor listrik.

## 4.6 Menentukan Diameter Poros
1)  Momen puntir (T) di poros puli-2 menggunakan daya 156 Watt
T = 9,74 × 10 5 ( ) (12)
Keterangan: Pd = daya rencana (0.156 KW), T = momen puntir (Kg.mm), n = putaran poros (2800 rpm), formula menurut referensi Elemen Mesin, Ir. Sularso & Kiyokatsu Suga-1997.
T = 9,74 × 10 5 ( . ) = 54.26 Kg.mm
2)  Tegangan geser yang diizinkan ( )
= ( × ) (13)
Keterangan:  σ= tegangan geser yang diizinkan (Kg/mm 2 ), σ B = kekuatan tarik bahan (53 Kg/mm 2 ), Sf1 = 6 dan Sf2 = 2 menurut referensi Elemen Mesin, Ir. Sularso & Kiyokatsu Suga-1997.
Maka: = / ( ,  × ,  )
α = 4.42 kg/mm 2

## 3)  Momen Lentur maksimum pada poros pemarut
M = FC . L (14)
Maka: M = FC . L = 8 x 160 = 1280 Kg.mm
4)  Diameter poros pemarut
d s = [( , ) (!". #) + (!%. &) ] 1/3 (15)
Keterangan: τσ= tegangan geser yang diizinkan (Kg/mm 2 ), M = momen lentur maksimum (Kg.mm), T = Torsi poros pemarut (Kg.mm), Km = 2, Kt = 1.5 (Referensi Elemen Mesin, Ir. Sularso & Kiyokatsu Suga-1997), maka:
d s = [( , ) (!". #) + (!%. &) ] 1/3
d s = [( , '.' ) (2 . 1280) + (1,5 . 54,26) ] 1/3
d s = [1.15 (2560) + (81.39) ] 1/3
d s = [1.15 x 2561.29] 1/3
d s = [1.15 x 2561.29] 1/3 = [2945.48] 1/3 = 14.33 mm
Untuk mempermudah pembelian poros di pasaran, nilai dibulatkan ke atas menjadi diameter 15 mm.

## 5.  Kesimpulan
Kesimpulan dari kaji ulang ini menghasil deviasi desain yang sangat signifikan terhadap performa dan geometri mesin pemarut. Berikut ini simpulan dari deviasi yang terjadi :
1.  Daya motor listrik desain/rencana: dari 125 Watt menjadi 150 Watt
2.  Sudut kemiringan puli-1 terhadap puli-2: dari 40 0 menjadi 80 0
3.  Diameter poros pemarut: dari 10mm menjadi 15mm
4.  Geometri mesin dapat diprediksi dari sudut kemiringan puli yang lebih curam 40 0 dari sebelumnya sehingga memungkinkan geometri mesin akan lebih ramping namun lebih tinggi
5.  Vibrasi yang terjadi sebelumnya akan tereliminasi oleh beberapa hal :
- Berat motor listrik yang baru dengan daya yang lebih besar memiliki berat yang lebih besar
- Struktur rangka mesin dibuat lebih rigid yaitu dengan menambah ketebalan struktur rangka dari besi siku 3mm menjadi 4mm atau 5mm
- Roda bagian bawah diperbesar dan dilengkapi dengan pengunci, sehingga tidak akan mudah bergerak akibat getaran proses pemarutan

## Daftar Pustaka
Ahmad  Adi  Nugroho,Fatkur  Rhohman.  (2022): Analisa  Kebutuhan  Daya  Pada  Mesin  Pemarut Kelapa  Kapasitas  20Kg/Jam ,  Seminar  Nasional  Inovasi  Teknologi,  UN  PGRI  Kediri,  23  Juli 2022.
Darma, Desi Natalia Edowai, Yorrys Rifo Kristofel Makalew. (2021): Pengembangan dan Uji Kinerja Prototipe Mesin Parut Kelapa Tipe Silinder Bertenaga Motor Listrik, Agritechnology 4 (1) 2021.
Gugun Gundara, Slamet Riyadi. (2017): Rancang bangun mesin parut kelapa skala rumah tangga dengan  motor  listrik  220  volt, Jurnal  Teknik  Mesin  Universitas  Muhammadiyah  Metro,  Turbo Vol.6 No.1, 2017.
Dwi  Lestari,  Bambang  Susilo,  Rini  Yulianingsih.  (2014): Rancang  Bangun  Mesin  Pemarut  dan Pemeras  Santan  Kelapa  Portable  Model  Kontinyu, Jurnal  Keteknikan  Pertanian  Tropis  dan Biosistem, Vol. 2 No.2, Juni 2014, 117-123. Universitas Brawijaya Malang.
Akhmad  Syakhroni,  Sukarno  Budi  Utomo.  (2018)  : Rancang  Bangun  Alat  Pemarut  dan  Pemeras Santan  Kelapa  Dengan  Menggunakan  1  Motor  Penggerak  untuk  Meningkatkan  Efektifitas , Jurnal Infotekmesin Vol.9 No.2, Juli 2018. Universitas Islam Sultan Agung Semarang.
Joko Hardono. (2017): Rancang bangun mesin pemarut kelapa skala rumah tangga berukuran 1 kg perwaktu parut 9 menit dengan menggunakan motor listrik 100 watt. Motor Bakar : Jurnal Teknik Mesin Vol.1 No.1, 2017. Universitas Muhammadiyah Tangerang.
E.P.Popov & Zainul Astamar. (2008): Mekanika Teknik , Erlangga Jakarta.
Ir.  Sularso  &  Kiyokatsu  Suga.  (1997): Dasar  Perencanaan    dan  Pemilihan    Elemen  Mesin , PT.Pradnya Paramita Jakarta.