## Manutech :
Jurnal Teknologi Manufaktur
Vol. 13, No. 01, (2021) p-ISSN : 2089-5550 e-ISSN : 2621-3397
Merancang Sistem Penarik pada Mesin Pemarut Singkong Menggunakan VDI 2221 (Nanda Pranandita)

## Merancang Sistem Penarik pada Mesin Pemarut Singkong
Menggunakan VDI 2221
Nanda Pranandita 1 , Muhammad Yunus 2 1, 2 Politeknik Manufaktur Negeri Bangka Belitung, Sungailiat Email : nda.akano@gmail.com

## Abstract
Cassava is a multipurpose plant. Apart from being used as a daily snack, cassava is also used as raw material for various industries. Currently, cassava processing technology has varied. One of them is a grating machine. The grating machine is used in order to make cassava into cassava pulp. In this research, the design of a cassava grater machine will be carried out. The design that is carried out focuses on the pulling  system  in  the  grated process.  The  design  method used  is  VDI  2221.  The  stages  in  VDI  2221  are clarification of the task, conceptual design, embodiment concept, detailed design. Based on the results of the design carried out, several conclusions can be drawn, namely the chosen concept uses three towing rollers, a gear and a sprocket as a transmission roller pulling motion, while the gap control system uses bolts  as  the  regulator.  In  addition,  after  carrying  out  the  loading  analysis  on  the  shaft  to  be  used  as  a towing roll, a roller with a size of Ø20 mm can be used because the loading simulation results show that the maximum torsional stress value that occurs is 4.601 N/mm 2 which is still much smaller than the value of the permitted torsional stress.
Keywords : cassava; grating machine; VDI 2221; puller

## Abstrak
Singkong merupakan tanaman yang multiguna. Selain dapat digunakan sebagai panganan sehari- hari,  singkong  juga  digunakan  sebagai  bahan  baku  berbagai  industri.  Saat  ini  teknologi  pengolahan singkong  sudah  bermacam-macam.  Salah  satunya  adalah  mesin  pemarut.  Mesin  pemarut  digunakan dengan  tujuan  untuk  membuat  singkong  menjadi  bubur  singkong.  Pada  penelitian  ini,  akan  dilakukan perancangan  mesin  pemarut  singkong.  Perancangan  yang  dilakukan  berfokus  kepada  sistem  penarik untuk proses pemarutan. Metode perancangan yang digunakan yaitu VDI 2221. Tahapan-tahapan pada VDI 2221 yaitu klasifikasi tugas, perancangan konsep produk, perancangan wujud produk, perancangan terinci. Berdasarkan hasil perancangan yang dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu konsep yang terpilih menggunakan tiga roller penarik, gear dan sprocket sebagai transmisi gerak roller penarik, sedangkan sistem pengaturan gap menggunakan baut sebagai pengaturnya. Selain itu, setelah dilakukan analisa pembebanan pada poros yang akan digunakan sebagai roll penarik, maka roller dengan ukuran Ø20  mm  dapat  digunakan  karena  hasil  simulasi  pembebanan  menunjukkan  nilai  tegangan  puntir maksimal yang terjadi sebesar 4,601 N/mm 2 masih jauh lebih kecil dibandingkan nilai tegangan puntir izin.
Kata kunci : singkong; mesin pemarut; VDI 2221; penarik

## 1.   PENDAHULUAN
Singkong merupakan tanaman yang multiguna. Selain dapat digunakan sebagai panganan sehari- hari,  singkong  juga  digunakan  sebagai  bahan  baku  berbagai  industri.  Untuk  memenuhi  memenuhi kebutuhan singkong dalam negeri, Indonesia masih kekurangan sekitar 5 juta ton per tahun [1]. Provinsi Kepulauan  Bangka  Belitung  merupakan  salah  satu  penghasil  singkong.  Sehingga  singkong  banyak  yang dimanfaatkan untuk membuat berbagai macam olahan.
Saat ini teknologi pengolahan singkong  sudah bermacam-macam. Salah  satunya adalah mesin pemarut. Mesin pemarut digunakan dengan tujuan untuk membuat singkong menjadi bubur singkong. Singkong  yang  telah  menjadi  bubur,  dapat  dimanfaatkan  menjadi  berbagai  macam  olahan.  Olahan tersebut contohnya opak, beras aruk, tepung sagu, dan masih banyak yang lainnya.
Adetunji dan Quadri pada tahun 2011 meneliti tentang peningkatan mesin pemarut singkong. Penelitian  tersebut  berfokus  kepada  kebutuhan  pengolahan  singkong  yang  higienis  [2].  Galvanis digunakan sebagai material utama dalam pembuatan mesin tersebut.
Gracia  dkk  pada  tahun  2015  meneliti  tentang  rancang  bangun  mesin  pemarut portable menggunakan motor listrik AC dengan variasi kecepatan putaran (rpm). Penggunaan mesin parut yang mereka  buat  dikhususkan  untuk  pemarutan  kelapa.  Dijelaskan  pada  penelitian  tersebut,  hasil menunjukkan bahwa kapasitas pemarutan paling tinggi diperoleh pada kecepatan yang paling tinggi (1800 rpm). Sedangkan kebutuhan energi listrik saat alat beroperasi adalah sebesar 0,15 kWh [3].
Analisa produktivitas mesin pemarut dan pemeras ubi kayu merupakan penelitian Jatmiko pada tahun 2018. Penelitiannya berfokus pada bagaimana produktivitas mesin yang ada terhadap waktu rata- rata  pemarutan  dan  pemerasan.  Berdasarkan  hasil  pengujian  pada  mesin  yang  digunakan,  kapasitas pemarut  rata-rata  waktu  12  kg/jam  dan  kapasitas  pemeras  ubi  kayu  rata-rata  waktu  11  kg/jam  [4]. Berbeda halnya dengan penelitian yang dilakukan Almadora pada tahun 2014. Pada penelitiannya yang berjudul  mesin  pemarut  tanaman  umbi-umbian  dengan  pemarut  model  cakra  pada home  industry . Dengan menggunakan pemarut model cakra tersebut dan menggunakan motor listrik dengan konsumsi listrik 125 watt dengan putaran 1400 rpm, dapat memarut dengan kapasitas produksi sekitar 60 kg/jam [5].
Soeryanto  dkk  pada  tahun  2019  melakukan  penelitian  berjudul  analisa  penentuan  kebutuhan daya motor pada mesin pemarut singkong. Berdasarkan penelitian yang dilakukannya diketahui jika dipilih motor dengan daya 0,25 HP, dengan efisiensi motor dengan beban penuh sebesar 66%, maka daya motor yang sebenarnya 0,25 HP >< 66% = 0,165 HP [6]. Berdasarkan perhitungan yang dilakukan, maka motor dengan daya 0,25 HP mampu menggerakkan mekanisme mesin pemarut.
Penelitian  dengan  judul  rancangan  dan  kinerja  teknis  mesin  parut  singkong  tipe  silinder bertenaga motor bakar yang dilakukan Wilson dkk pada tahun 2019 berfokus kepada diameter gigi parut pada pemarut tipe silinder. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa penggunaan gigi parut berdiameter 1,5 mm menghasilkan kapasitas efektif [7]. Jadi semakin besar gigi parut pada pemarut tipe silinder akan menghasilkan kapasitas dan rendemen pati yang lebih rendah.
Pada  tahun  2017  Fakhrina  Fahma  dkk  meneliti  tentang  perancangan  alat  pengolah  karak tradisional. Pada penelitian yang dilakukan, mesin tersebut dirancang berupa alat penggiling dan penipis karak yang terintegrasi [8] Sedangkan pada tahun 2019, Ichsan dkk melakukan penelitian tentang rancang bangun  mesin rolling adonan  dengan  penggerak  motor  listrik  dan  tuas  manual.  Pada  penelitiannya tersebut menggunakan roller adjuster . Penggunaan adjuster mesin rolling adonan roti mampu me- rolling atau memipihkan adonan roti dengan ketebalan 2 sampai dengan 15 mm dengan baik [9].
Berdasarkan  beberapa  penelitian  yang  telah  disebutkan,  penelitian  tentang  mesin  pemarut banyak  berfokus  kepada  peningkatan  kapasitas  dan  kinerja  dari  mesin  parut.  Penelitian-penelitian tersebut  belum  menunjukkan  tentang  bagaimana  cara  untuk  melakukan  proses  pemarutan  dengan bantuan  penarik,  sehingga  dapat  mengoptimalkan  kinerja  dari  mesin  pemarut.  Optimalisasi  yang dimaksud  yaitu  pada  saat  proses  pemarutan,  operator  dapat  memasukkan  singkong  dengan  kapasitas yang  banyak  tanpa  harus  dipegang  satu  persatu  menggunakan  tangan  seperti  umumnya  proses pemarutan dengan mesin pemarut. Pada penelitian tentang alat pengolah karak yang dilakukan Fakhrina Fahma terdapat sistem penipis yang dapat diaplikasikan sebagai penarik untuk mesin pemarut singkong pada penelitian ini. Selain itu, roller adjuster pada mesin rolling adonan roti pada penelitian Ichsan dkk dapat diaplikasikan sebagai pengatur gap penarik pada mesin pemarut singkong pada penelitian ini.

## 2.   METODE PENELITIAN
Pada  penelitian  ini  berfokus  pada  bagaimana  merancang  mesin  pemarut  singkong  yang menggunakan  sistem  penarik.  Sistem  penarik  tersebut  diharapkan  dapat  mengoptimalkan  fungsi pemarutan serta menjadi mesin yang lebih efisien dalam produksi pada sebuah Usaha Kecil Menengah. Tahapan dalam penelitian ini ditunjukkan Gambar 1.

## Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
Untuk menghasilkan rancangan mesin yang diinginkan, dibutuhkan metode perancangan yang sistematis. Hal tersebut untuk memenuhi aspek kenyamanan, kemudahan dalam penggunaan, keamanan dan keselamatan, dan kemudahan dalam perawatan. Untuk mencapai hal tersebut, maka pada penelitian ini  menggunakan  VDI  2221  sebagai  metode  perancangan.  Tahapan-tahapan  pada  VDI  2221  yaitu klasifikasi tugas ( clasification of the task ), perancangan konsep produk ( conceptual design ), perancangan wujud  produk  ( embodiment  concept ),  perancangan  terinci  ( detail  design ).  Gambar  2  menunjukkan diagram alir pada proses perancangan VDI 2221.
Gambar 2. Diagram Alir pada Proses Perancangan Metode VDI 2221
Start Studi Literatur Perancangan sistem penarik pada mesin pemarut singkong (VDI2221) Simulasi pembebanan pada sistem penarik Selesai Simulasi fungsi
Penelitian  ini  sendiri  berfokus  kepada  sistem  penarik  pada  mesin  pemarut  singkong  dengan menggunakan  proses  perancangan  metode  VDI  2221  seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  2. Berdasarkan hal tersebut maka didapatkan diagram fungsi bagian seperti yang ditunjukkan Gambar 3.
Gambar 3. Diagram Fungsi Bagian
Setelah  didapatkan  fungsi  bagian  pada  proses  perancangan,  selanjutnya  dilakukan  penentuan alternatif fungsi bagian. Alternatif-alternatif tersebut akan memunculkan beberapa varian konsep yang kemudian  akan  dinilai  dari  aspek  teknis  maupun  aspek  teknis  sesuai  tuntutan  yang  ada.  Berdasarkan penilaian-penilaian yang dilakukan, maka didapatkan konsep rancangan yang ditunjukkan oleh Gambar 4. Konsep yang terpilih menggunakan tiga roller penarik, gear dan sprocket sebagai transmisi gerak roller penarik,  sedangkan  sistem  pengaturan  gap  menggunakan  baut  sebagai  pengaturnya.  Pengatur  gap tersebut  dimaksudkan  untuk  mendapatkan  proses  pemarutan  yang  optimal,  dimana  hasil  parutan diharapkan 100% terparut.
Gambar 4. Mesin Pemarut Singkong Menggunakan Sistem Penarik.
(a) Bentuk transmisi penarik, (b) Bentuk keseluruhan mesin pemarut singkong, (c) Mekanisme penarik

## 3.   HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan konsep yang telah terpilih, maka dilakukan beberapa perhitungan dan analisa pada bagian  yang  dianggap  kritis.  Perhitungan-perhitungan  yang  dilakukan  yaitu  mencari  diameter  minimal untuk roll penarik,  tegangan  yang  terjadi  pada  ketiga roll penarik.  Setelah  dilakukan  perhitungan- perhitungan, maka akan dilakukan analisa pembebanan roll penarik.
(a)
(b)
(c)

## 3.1.   Perhitungan
Berikut  perhitungan  untuk  mendapatkan  diameter  minimal roll penarik  dan  perhitungan tegangan pada ketiga roll penarik.
a. Diameter minimal roll penarik.
Bila daya dan jumlah putaran motor penggerak [10] diketahui maka
= 3√ = 146 √,  ,
= 146 √,
= 146   30,00057765493
= 12,16 mm
Selanjutnya diameter poros yang digunakan diputuskan berukuran Ø20mm untuk roll penarik 1, Ø22mm untuk roll penarik 2 dan 3.
b. Tegangan yang terjadi pada roll penarik 1
= ≤ "
≤   "
50,75 #
4 × 20 ≤ 370&/(( ), *+*  ≤ ,-)./// 0
c. Tegangan yang terjadi pada roll penarik 2 dan 3.
= ≤ "
≤   "
50,75 & # 4 × 22 ≤ 370&/(( 50,75 & 379,94 ≤ 370&
(( ), *,,  ≤ ,-)./// 0
3.2.   Analisa Pembebanan Roll Penarik
Pada  tahapan  ini,  analisa  pembebanan  dilakukan  memanfaatkan  fitur  pada software  CAD. Berdasarkan simulasi pembebanan, tegangan yang terjadi pada poros sebesar 0,161 N/mm 2 pada bagian tengah poros, dan maksimal  sebesar 4,601 N/mm 2 pada bagian ujung poros ketika beroperasi. Kondisi tersebut seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Analisa Pembebanan Roll Penarik

## 4.   SIMPULAN
Berdasarkan hasil perancangan yang dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu konsep yang terpilih menggunakan tiga roller penarik, gear dan sprocket sebagai transmisi gerak roller penarik. Ketiga roll penarik tersebut mempunyai gap yang berbeda dengan putaran yang searah yaitu mengarah berlawanan  dengan  arah  putaran  pemarut.  Sedangkan,  sistem  pengaturan  gap  menggunakan  baut sebagai pengaturnya. Selain itu, setelah dilakukan analisa pembebanan pada poros yang akan digunakan sebagai roll penarik,  maka roller dengan  ukuran  Ø20  mm  dapat  digunakan  karena  hasil  simulasi pembebanan menunjukkan nilai tegangan puntir maksimal yang terjadi sebesar 4,601 N/mm 2 masih jauh lebih kecil dibandingkan nilai tegangan puntir izin.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. M. L. Suprapti, "Tepung Tapioka: Pembuatan & Pemanfaatannya," in Kanikus , Yogyakarta, 2005.
[2].   O. R. Adetunji dan Q. A. H., “Design and Fabrication of an Improved Cassava Grater,” The Pacific Journal of Science and Technology, vol. 12, no. 2, pp. 120-129, 2011.
[3].   G. D. Alfons, B. D. Argo dan M. Lutfi, “Rancang Bangun Mesin Pemarut Portabel Menggunakan Motor Listrik AC dengan Variasi Kecepatan Putaran (rpm),” Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosistem, vol. 3, no. 3, pp. 349-355, 2015.
[4].   J. E. Siswanto, " Analisa Produktivitas Mesin Pemarut dan Pemeras Ubi Kayu," Jurnal Civronlit, vol. 3, no. 1, pp. 20-25, 2018.
[5].   A. A. Sani and Nurriyanti, "Mesin Pemarut Tanaman Umbi-umbian dengan Pemarut Model Cakra pada Home Industri," Jurnal Austenit, vol. 6, no. 2, pp. 15-20, 2014.
[6].   Soeryanto, A. P. Budijono dan R. Ardiansyah, “Analisa Penentuan Kebutuhan Daya Motor pada Mesin Pemarut Singkong,” Jurnal Otopro, vol. 14, no. 2, pp. 54-58, 2019.
[7].   W. P. Aman, Darma, M. K. Roreng dan Sardi, “Rancangan dan kinerja Teknis Mesin Parut singkong Tipe Silinder Bertenaga Motor Bakar,” Rekayasa, vol. 12, no. 1, pp. 59-65, 2019.
[8].   F. Fahma, R. D. Astuti, I. Priadythama dan R. W. Damayanti, “Perancangan Alat Pengolah Karak Tradisional untuk Memperbaiki Kualitas,” dalam Prosiding Seminar dan Konferensi Nasional IDEC , Universitas Sebelas Maret, Surakarta, 2017, pp. 537-544.
[9].   I. Ristiawan, Jasman dan Irmansyah, “Rancang Bangun Mesin Rolling Adonan dengan Penggerak Motor Listrik dan Tuas Manual,” Dinamika: Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, vol. 10, no. 2, pp. 7-14, 2019.
[10]. Sularso dan K. Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Jakarta: Pradya Paramitha, 2004.